深海环境下铝基块体复合防护材料的研究
发布时间：2023-01-30 18:39
牺牲阳极法是海洋工程防腐最常采用的一种方法,铝合金牺牲阳极由于电流效率高、理论电容量大、原料价格便宜等特点而受到广泛关注,被用于石油平台及管汇、海底管道、深潜器等装备的保护。深海环境下的腐蚀问题与浅海有很大不同,常规铝阳极在深海环境下使用时产生电流效率下降、腐蚀形貌不均匀、活化性能变差等问题。本文将Al-Zn-In系牺牲阳极作为探讨对象,通过金相组织观察、极化曲线测试、电化学交流阻抗测试、恒电流加速试验测试等测试方法研究了牺牲阳极的组织与电化学性能的关系,并结合模拟深海环境下的恒电流加速试验进行性能的测试分析。另外通过恒电位极化实验对高强钢深海环境下的保护电位进行了探讨,并进行了牺牲阳极与高强钢的实海实验。Al-Zn-In-Si-Ce阳极测试结果表明:稀土元素Ce可以活化铝阳极,提高阳极初期活化性能,影响偏析相的数量和分布,但是单独添加Ce元素不利于电流效率的提高。Al-Zn-In-Si-Mg阳极测试结果表明:Mg和Zn形成的偏析相有活化合金的作用,添加Mg元素后阳极自腐蚀电流密度小,溶解均匀,腐蚀产物容易脱落。添加微量元素Ti的Al-Zn-In-Si阳极测试结果表明:Ti元素能够很好...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 牺牲阳极保护
1.1.1 牺牲阳极的分类
1.1.2 牺牲阳极的性能指标
1.1.3 牺牲阳极的活化机理
1.2 铝阳极的合金化原则
1.3 合金元素的影响
1.4 深海环境下铝阳极及高强钢阴极保护的研究
1.4.1 深海环境因素
1.4.2 深海环境下牺牲阳极研究
1.4.3 深海环境下高强钢阴极保护
1.5 本论文研究意义与研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 Ce元素对Al-Zn-In-Si阳极组织与性能的影响
2.1 实验过程
2.1.1 铝阳极的制备
2.1.2 微观组织与成分测试
2.1.3 电化学性能测试
2.2 Al-Zn-In-Si-Ce阳极微观组织及物相成分
2.2.1 XRD测试分析
2.2.2 铝合金的金相组织
2.2.3 铝阳极的SEM及EDS分析
2.3 Al-Zn-In-Si-Ce阳极的电化学性能
2.3.1 极化曲线分析
2.3.2 电化学交流阻抗分析
2.3.3 恒电流加速试验结果分析
2.4 本章小结
第三章 含镁Al-Zn-In-Si-Mg阳极组织与性能的研究
3.1 Al-Zn-In-Si-Mg阳极的微观组织
3.2 Al-Zn-In-Si-Mg阳极的电化学性能
3.2.1 极化曲线分析
3.2.2 电化学交流阻抗分析
3.2.3 恒电流加速试验结果分析
3.3 本章小结
第四章 Al-Zn-In-Si-Ti阳极活化溶解性能的研究
4.1 Al-Zn-In-Si-Ti阳极的微观组织
4.2 Al-Zn-In-Si-Ti阳极的电化学性能
4.2.1 极化曲线分析
4.2.2 电化学交流阻抗分析
4.2.3 恒电流加速试验结果分析
4.3 本章小结
第五章 七元系Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极性能的研究
5.1 Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极的微观组织
5.2 Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极的电化学性能
5.2.1 极化曲线分析
5.2.2 电化学交流阻抗分析
5.2.3 恒电流加速试验结果分析
5.3 本章小结
5.4 合金元素对阳极作用规律分析
第六章 模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学行为分析
6.1 模拟深海环境下铝阳极的性能测试
6.1.1 铝阳极的预处理及测试方法
6.1.2 结果分析与讨论
6.2 高强钢恒电位极化试验结果分析
6.3 深海阴极保护电位探讨
6.4 实海试验方案设计
6.4.1 阴极钢板的设计
6.4.2 牺牲阳极的设计
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金牺牲阳极及其在防腐蚀工程中的应用分析[J]. 程会芹,郭金狮. 化工管理. 2017(36)
[2]含Mg铝合金牺牲阳极在海水环境中组织与性能的相关性[J]. 程坤,陈琴,高朝文,李成栋,段继周,张杰,刘欣. 广西科学院学报. 2017(03)
[3]镧含量对铝合金牺牲阳极海水综合电化学性能的影响[J]. 刘欣,程坤,陈琴,陈清坤,李成栋,段继周,张杰. 广西科学院学报. 2016(03)
[4]稀土元素Ce对工业纯铝显微组织与性能的影响[J]. 袁婷,张敏达,彭晓彤,曹琦,赵娜,胡来宝. 轻金属. 2015(12)
[5]深海工程装备阴极保护技术进展[J]. 邢少华,李焰,马力,闫永贵,李相波,孙明先,许立坤. 装备环境工程. 2015(02)
[6]新型高电位镁合金牺牲阳极的研究开发[J]. 赵言辉,宋蕾,张广强,董帮少,周少雄. 轻合金加工技术. 2014(08)
[7]低Mn含量高电位镁合金牺牲阳极[J]. 侯军才,梁国军,乔锦华,张秋美. 中国腐蚀与防护学报. 2012(05)
[8]合金元素对铝基牺牲阳极性能的影响[J]. 李威力,闫永贵,陈光,马力. 中国腐蚀与防护学报. 2012(02)
[9]海水中极化电位对X70钢氢脆敏感性的影响[J]. 张林,杜敏,刘吉飞,李妍,刘培林. 材料科学与工艺. 2011(05)
[10]含Mg铝合金牺牲阳极的电流效率及其影响因素[J]. 孔小东,丁振斌,朱梅五. 中国腐蚀与防护学报. 2010(01)
博士论文
[1]Fe、Si、Cu和In含量对铝合金牺牲阳极性能影响研究[D]. 王树森.大连海事大学 2017
[2]微合金化铝基阳极材料的组织与性能[D]. 马景灵.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]阴极极化对海洋工程用钢及其焊缝氢脆敏感性影响的研究[D]. 陈祥曦.青岛科技大学 2015
[2]保护电位对典型海洋用钢腐蚀阴极过程和力学性能的影响[D]. 文丽娟.天津大学 2014
[3]Al-Zn-In系牺牲阳极极化性能研究及实海试验[D]. 梁虎.中国海洋大学 2013
[4]模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学性能的研究[D]. 赵聪敏.中国海洋大学 2012
[5]模拟深海环境下Al-Zn-In牺牲阳极性能研究[D]. 胡胜楠.哈尔滨工程大学 2012
[6]环境温度对锌合金牺牲阳极材料性能的影响与合金化改性研究[D]. 韩巍.西安建筑科技大学 2011
[7]Al-Zn-In-Sn阳极偏析相的电化学行为[D]. 冉伟.华中科技大学 2007
[8]热海水环境下铝/锌牺牲阳极电化学性能的研究[D]. 龙萍.哈尔滨工程大学 2006
[9]高性能铝、锌、镁合金系列牺牲阳极材料的研究[D]. 宋曰海.昆明理工大学 2003
本文编号：3733345
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 牺牲阳极保护
1.1.1 牺牲阳极的分类
1.1.2 牺牲阳极的性能指标
1.1.3 牺牲阳极的活化机理
1.2 铝阳极的合金化原则
1.3 合金元素的影响
1.4 深海环境下铝阳极及高强钢阴极保护的研究
1.4.1 深海环境因素
1.4.2 深海环境下牺牲阳极研究
1.4.3 深海环境下高强钢阴极保护
1.5 本论文研究意义与研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 Ce元素对Al-Zn-In-Si阳极组织与性能的影响
2.1 实验过程
2.1.1 铝阳极的制备
2.1.2 微观组织与成分测试
2.1.3 电化学性能测试
2.2 Al-Zn-In-Si-Ce阳极微观组织及物相成分
2.2.1 XRD测试分析
2.2.2 铝合金的金相组织
2.2.3 铝阳极的SEM及EDS分析
2.3 Al-Zn-In-Si-Ce阳极的电化学性能
2.3.1 极化曲线分析
2.3.2 电化学交流阻抗分析
2.3.3 恒电流加速试验结果分析
2.4 本章小结
第三章 含镁Al-Zn-In-Si-Mg阳极组织与性能的研究
3.1 Al-Zn-In-Si-Mg阳极的微观组织
3.2 Al-Zn-In-Si-Mg阳极的电化学性能
3.2.1 极化曲线分析
3.2.2 电化学交流阻抗分析
3.2.3 恒电流加速试验结果分析
3.3 本章小结
第四章 Al-Zn-In-Si-Ti阳极活化溶解性能的研究
4.1 Al-Zn-In-Si-Ti阳极的微观组织
4.2 Al-Zn-In-Si-Ti阳极的电化学性能
4.2.1 极化曲线分析
4.2.2 电化学交流阻抗分析
4.2.3 恒电流加速试验结果分析
4.3 本章小结
第五章 七元系Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极性能的研究
5.1 Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极的微观组织
5.2 Al-Zn-In-Si-Ce-Ti-Mg阳极的电化学性能
5.2.1 极化曲线分析
5.2.2 电化学交流阻抗分析
5.2.3 恒电流加速试验结果分析
5.3 本章小结
5.4 合金元素对阳极作用规律分析
第六章 模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学行为分析
6.1 模拟深海环境下铝阳极的性能测试
6.1.1 铝阳极的预处理及测试方法
6.1.2 结果分析与讨论
6.2 高强钢恒电位极化试验结果分析
6.3 深海阴极保护电位探讨
6.4 实海试验方案设计
6.4.1 阴极钢板的设计
6.4.2 牺牲阳极的设计
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金牺牲阳极及其在防腐蚀工程中的应用分析[J]. 程会芹,郭金狮. 化工管理. 2017(36)
[2]含Mg铝合金牺牲阳极在海水环境中组织与性能的相关性[J]. 程坤,陈琴,高朝文,李成栋,段继周,张杰,刘欣. 广西科学院学报. 2017(03)
[3]镧含量对铝合金牺牲阳极海水综合电化学性能的影响[J]. 刘欣,程坤,陈琴,陈清坤,李成栋,段继周,张杰. 广西科学院学报. 2016(03)
[4]稀土元素Ce对工业纯铝显微组织与性能的影响[J]. 袁婷,张敏达,彭晓彤,曹琦,赵娜,胡来宝. 轻金属. 2015(12)
[5]深海工程装备阴极保护技术进展[J]. 邢少华,李焰,马力,闫永贵,李相波,孙明先,许立坤. 装备环境工程. 2015(02)
[6]新型高电位镁合金牺牲阳极的研究开发[J]. 赵言辉,宋蕾,张广强,董帮少,周少雄. 轻合金加工技术. 2014(08)
[7]低Mn含量高电位镁合金牺牲阳极[J]. 侯军才,梁国军,乔锦华,张秋美. 中国腐蚀与防护学报. 2012(05)
[8]合金元素对铝基牺牲阳极性能的影响[J]. 李威力,闫永贵,陈光,马力. 中国腐蚀与防护学报. 2012(02)
[9]海水中极化电位对X70钢氢脆敏感性的影响[J]. 张林,杜敏,刘吉飞,李妍,刘培林. 材料科学与工艺. 2011(05)
[10]含Mg铝合金牺牲阳极的电流效率及其影响因素[J]. 孔小东,丁振斌,朱梅五. 中国腐蚀与防护学报. 2010(01)
博士论文
[1]Fe、Si、Cu和In含量对铝合金牺牲阳极性能影响研究[D]. 王树森.大连海事大学 2017
[2]微合金化铝基阳极材料的组织与性能[D]. 马景灵.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]阴极极化对海洋工程用钢及其焊缝氢脆敏感性影响的研究[D]. 陈祥曦.青岛科技大学 2015
[2]保护电位对典型海洋用钢腐蚀阴极过程和力学性能的影响[D]. 文丽娟.天津大学 2014
[3]Al-Zn-In系牺牲阳极极化性能研究及实海试验[D]. 梁虎.中国海洋大学 2013
[4]模拟深海环境下铝合金牺牲阳极电化学性能的研究[D]. 赵聪敏.中国海洋大学 2012
[5]模拟深海环境下Al-Zn-In牺牲阳极性能研究[D]. 胡胜楠.哈尔滨工程大学 2012
[6]环境温度对锌合金牺牲阳极材料性能的影响与合金化改性研究[D]. 韩巍.西安建筑科技大学 2011
[7]Al-Zn-In-Sn阳极偏析相的电化学行为[D]. 冉伟.华中科技大学 2007
[8]热海水环境下铝/锌牺牲阳极电化学性能的研究[D]. 龙萍.哈尔滨工程大学 2006
[9]高性能铝、锌、镁合金系列牺牲阳极材料的研究[D]. 宋曰海.昆明理工大学 2003
本文编号：3733345
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