海洋工程装备典型电偶对在模拟深海条件下的电偶腐蚀规律研究

发布时间：2017-11-08 12:48

  本文关键词：海洋工程装备典型电偶对在模拟深海条件下的电偶腐蚀规律研究

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【摘要】：由异种金属材料建造的深海工程装备长期服役于苛刻的深海环境,必然引发电偶腐蚀问题,给国民经济建设和国防安全造成不可估量的损失。因此建立深海工程装备材料电偶腐蚀防护的理论基础,为我国深海工程装备的设计、选材提供理论依据,对提升我国深海工程装备的设计能力和建造水平具有非常重要的现实意义。本研究在实验室条件下利用自主设计的装置模拟深海环境,采用电化学方法,微观表征法,宏观表征法等对典型的907低合金钢、921低合金钢、B10铜镍合金、TA2钛合金、HDR双相不锈钢五种海洋工程用材组成的,907低合金、921低合金钢两种单金属,907/B10、907/TA2、921/B10、921/TA2四种双相偶对,907/921/B10、907/921/TA2、907/921/HDR三种三相偶对在模拟深海环境中压力、温度、溶解氧三因素影响下的腐蚀行为进行研究。研究表明在模拟深海环境中,当压力从0增大到15MPa时,907腐蚀速率从0.025mm/a增大至0.25mm/a;而921腐蚀速率随压力变化较小。当温度从4℃升高到12℃时,温度的升高会同时增大907、921电极反应中阴极溶氧扩散作用和阳极离子化过程,因此腐蚀速率均随温度升高近似线性增大;溶解氧含量小于10ppm时,907、921电极反应的主要控制类型主要是以氧扩散控制为主。所有双相和三相偶对在模拟深海环境中电偶电位均表现出相同的变化趋势:偶合初期溶液中腐蚀性离子与金属基体直接接触电偶驱动力较大、电位较正;随着反应进行,阳极表面不断生成氧化物腐蚀产物膜层,反应电阻急剧增大,表现为电偶电位迅速负移;约经历20~40h后腐蚀产物生成和溶解过程达到动态平衡,电偶电流随之稳定在较小范围内。双相偶对研究结果表明:电偶腐蚀速率随压力增加变化较小;温度升高会加剧电偶腐蚀;当溶解氧含量低于10ppm时,双相偶对的电偶电流密度随溶解氧含量增大近似线性增大。三相偶对在模拟深海压力小于1000m时,当907/921与B10偶合时,阳极电偶腐蚀主要以907为主,921虽然作为阳极电偶腐蚀速率非常小;当与TA2偶合时,907、921均发生电偶腐蚀,且腐蚀速率差异较小;当与HDR偶合时电偶腐蚀的阳极反应以921为主,907电偶腐蚀速率较小。温度的升高使得所有三相偶对中的907、921电偶腐蚀速率均增大。
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172

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本文编号：1157127