緊固件材料與偶對材料在海水間浸環(huán)境下電偶腐蝕研究.pdf

1、海洋工程如船舶、跨海大橋等機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中常采用緊固件進(jìn)行連接，而緊固件材料與結(jié)構(gòu)材料的材質(zhì)往往有所不同。異種材料在海洋環(huán)境（海水浸泡、潮濕的海洋大氣環(huán)境）下常會引起不同程度的電偶腐蝕。目前，常用的緊固件材質(zhì)為普通碳鋼、高強鋼等。由于鋼質(zhì)緊固件在海水中的耐蝕性較差，在實際應(yīng)用中常采用防腐涂層對基體進(jìn)行保護。
　　 復(fù)合涂層是金屬涂層和有機涂層的結(jié)合體，它的防護性能在實際體系的電偶腐蝕過程中起著非常重要的作用。涂層的吸水過程會降低涂

2、層的物理屏蔽作用，它在涂層劣化中扮演著重要的角色，而氧在涂層/基體界面區(qū)的還原是涂層剝離的重要因素之一。在實際工程中，涂層經(jīng)常處在干濕交替的環(huán)境下，而干濕交替的狀態(tài)會強化涂層的吸水過程和氧在界面區(qū)的還原過程。
　　 本論文主要是應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜技術(shù)和電偶電流測量技術(shù)對比研究了緊固件材料及緊固件涂層與不同偶對材料偶接后在海水間浸環(huán)境下的電偶腐蝕規(guī)律。
　　 本文的主要研究工作包括:
　　 (1)測量自腐蝕電位、電偶

3、電位、電偶電流，結(jié)合動電位極化曲線，對比研究了三種緊固件材料及涂層（45鋼、鍍鋅層、鋅鋁涂層）與三種偶對材料(316L、907、5083)組成電偶對后在海水間浸環(huán)境5d∶5d下的電偶腐蝕情況。研究發(fā)現(xiàn)，45鋼與三種偶對材料之間的電偶腐蝕都比較嚴(yán)重;電偶對鍍鋅層/316L、鋅鋁涂層/316L、鍍鋅層/907等電偶腐蝕也比較嚴(yán)重;電偶對鍍鋅層/5083、鋅鋁涂層/5083和鋅鋁涂層/907在海水間浸環(huán)境下的電偶腐蝕較小。
　　 應(yīng)用

4、線性極化技術(shù)，分別對鋅鋁涂層、與5083偶接的鋅鋁涂層的耐蝕性進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過7個周期的干濕循環(huán)實驗后，鋅鋁涂層仍具有很好的耐蝕性能且鋅鋁涂層對5083具有保護作用。
　　 (2)應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜技術(shù)、動電位極化曲線技術(shù)，結(jié)合電偶電位、電偶電流，對比研究了45鋼/B10電偶對在海水全浸環(huán)境和海水間浸環(huán)境(干濕比1d∶1d)下的電偶腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)，在海水間浸條件下，偶合體系的電偶電位和電偶電流在每個周期的變化趨勢與海水全

5、浸時基本相同，電偶電位隨浸泡時間的延長逐漸負(fù)移并穩(wěn)定，而電偶電流隨著浸泡時間的延長逐漸減小。但海水間浸時電偶電位隨著干濕交替的進(jìn)行會逐漸正移，而電偶電流隨間浸次數(shù)增加逐漸減小，但其穩(wěn)定電流值大于全浸工況下的數(shù)值;和全浸狀態(tài)相比，間浸工況下45鋼的電偶腐蝕速率和電偶腐蝕效應(yīng)更大，表面腐蝕更嚴(yán)重。
　　 (3)應(yīng)用電化學(xué)阻抗技術(shù)，結(jié)合電偶電位、電偶電流及X射線衍射光譜分析技術(shù)，研究了復(fù)合涂層/5083電偶對在海水間浸環(huán)境下的電偶腐蝕

6、（研究內(nèi)容有:干濕交替時間比的影響，包括濕干比1d∶1d和1d∶2d;干濕比1∶1時，干濕周期長短（文中稱間浸頻率）對電偶腐蝕的影響，包括2d∶2d和5d∶5d)。研究發(fā)現(xiàn)，電偶對在濕干比1d∶2d時發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)，偶對復(fù)合涂層劣化程度大，涂層表面出現(xiàn)紅銹銹點;偶對體系在兩種濕干比下的電偶電位均出現(xiàn)不同程度的正移（與全浸工況相比），說明電極表面狀態(tài)在間浸環(huán)境下發(fā)生了變化。同樣，偶對體系在兩種間浸頻率下的電偶電位也發(fā)生了不同程度的正移，而且