Q235钢在模拟环境下干湿交替大气腐蚀行为特征

摘要

磁阻探针(IRP)以其测试灵敏、响应迅速、环境适应性强、可进行在线实时原位检测的特点，成为极具吸引力的腐蚀检测新技术。但是，由于探头的局限性，使得磁阻探针在腐蚀研究中的应用受到很大限制，进一步的应用研究报道并不多见。本文将磁阻探针与模拟加速腐蚀试验箱相结合，建立了一套磁阻探针大气腐蚀检测系统，并应用积分过滤算法(IFA)对于大气腐蚀行为进行研究。 电化学噪声(EN)技术作为一种原位无损的电化学测试技术，所需测试设备简单并对被测体系稳定性要求低，特别适用于金属材料大气腐蚀的研究。本文根据ACM的基本原理设计了同种材料三电极结构的电极系统，并建立了以EN技术为基础的大气腐蚀电化学测试系统。实验结果表明所构建的测试系统能够实现碳钢大气腐蚀的检测，并反映了表面薄液膜变化对腐蚀的影响。 碳钢大气腐蚀总量是由腐蚀周期和在腐蚀发生阶段的腐蚀速度共同决定的。 应用EN技术，能够真实准确的测定大气腐蚀周期；目测结果与EN测量结果一致性证明目测结果能反映碳钢表面干燥时间(Td)。 对模拟大气环境下，碳钢表面干燥时间(Td)同环境温度(Temp.)、相对湿度(RH)和碳钢表面潮湿时间(Tw)的关系进行拟合，得到实验室环境下Td同Temp.，RH线性关系式，Tw对Td的影响在拟合公式中可以用常数表示。 基于两种大气腐蚀测试系统，分别对[CO32-]=0.01mol/L，[SO42-]=0.01mol/L，[Cl-]=0.001mol/L模拟大气环境下碳钢的腐蚀行为进行研究。结果表明：CO2、SO2和卤化物等大气主要污染物在18℃，RH=70下对碳钢腐蚀性的影响力CO32->SO42->Cl-；随温度升高，碳钢大气腐蚀速率上升，大气腐蚀时间缩短，腐蚀总量取决于二者的乘积；而在碳钢表面形成薄液膜以后，随着相对湿度的增大，碳钢的腐蚀速率存在极值点。

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声明

第一章绪论

1.1前言

1.2大气腐蚀的概念及分类

1.3碳钢大气腐蚀过程及影响因素

1.4大气腐蚀研究方法

1.4.1碳钢在大气环境下腐蚀的国际标准

1.4.2传统的暴露实验方法

1.4.3电化学实验方法

1.4.4磁阻探针在腐蚀研究中的应用

1.5研究内容与思路

第二章实验技术

2.1磁阻探针技术

2.1.1磁阻探针工作原理

2.1.2磁阻探针大气腐蚀测试系统的建立

2.2电化学噪声技术

2.2.1电化学噪声技术及测试方法

2.2.2电极系统的设计与制作

2.3 Q235干燥时间的测定

2.4试验介质的制备

第三章实验数据处理

3.1磁阻探针数据处理方法

3.1.1 PLU数值基点和初始点的确定

3.1.2 IFA框架下PLUIFA的定义及计算

3.1.3基于PLUIFA的腐蚀速率定义及计算

3.2电化学噪声数据的处理方法

3.2.1噪声电阻的定义

3.2.2噪声数据中直流分量的剔除

3.3干燥时间的线性拟合

第四章Q235钢板干燥时间同大气环境因素的关系

4.1测量数据结果相关性分析

4.2模拟大气环境因素对干燥时间的影响

4.2.1相对湿度(RH)对干燥时间(Td)的影响

4.2.2温度(Temp)对干燥时间(Td)的影响

4.2.3潮湿时间(Tw)对干燥时间(Td)的影响

4.3模拟大气环境中介质离子对干燥时间的影响

4.4不同模拟大气环境下干燥时间数据拟合

4.5锈层下碳钢表面干燥时间的研究

第五章模拟典型大气环境下碳钢腐蚀行为

5.1实验数据的分段研究

5.2电化学噪声数据的处理与分析

5.2.1 Na2CO3环境下应用EN技术对大气腐蚀的研究

5.2.2 Na2CO3环境下相对湿度的变化对大气腐蚀的影响

5.2.3 Na2CO3环境下温度变化对大气腐蚀的影响

5.3碳钢薄液膜腐蚀的磁阻特征研究

5.3.1模拟大气环境下相对湿度对大气腐蚀速率的影响

5.3.2模拟大气环境下温度对大气腐蚀速率的影响

5.3.3不同大气环境对碳钢大气腐蚀速率的影响

5.4电化学噪声数据与磁阻探针数据相关性分析

第六章全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢