船體鋼海水全浸區(qū)腐蝕的室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)方法的研究.pdf

1、目前對艦船和構(gòu)件材料耐蝕性的評價(jià)主要采用實(shí)海掛片試驗(yàn)方法,這種方法具有條件真實(shí)、試驗(yàn)簡單和結(jié)果比較可靠的優(yōu)點(diǎn),但也存在一些缺點(diǎn),如試驗(yàn)周期長,一般最短試驗(yàn)周期為1年,環(huán)境因素?zé)o法控制,試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較差,由試樣丟失造成試驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)較高。這些缺點(diǎn)制約了新材料和新工藝在實(shí)踐中的快速應(yīng)用。本文通過在海水中加入H2O2,強(qiáng)化陰極去極化作用,以模擬和加速船體鋼海水全浸區(qū)的腐蝕。采用失重法、腐蝕形貌觀察、腐蝕產(chǎn)物分析和電化學(xué)方法,從試驗(yàn)的模擬性

2、、加速性和重現(xiàn)性三個(gè)方面評價(jià)了室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)和海水自然暴露試驗(yàn)的相關(guān)性,采用旋轉(zhuǎn)圓盤電極技術(shù)研究了模擬加速的機(jī)理及主要影響因素,建立了海水全浸腐蝕的室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)方法。主要工作及結(jié)論如下。
　　 研究了船體鋼921A在海水、海水+0.01mol/L H2O2溶液、海水+0.01mol/LNa2S2O8溶液和海水+0.01mol/L,KClO4溶液中的腐蝕行為。結(jié)果表明,921A在海水、海水+0.01 mol/L H2O2、海

3、水+0.01mol/L Na2S2O8和海水+0.01 mol/L KClO4溶液中的極化曲線相似。Na2S2O8、H2O2和KClO4都加速了921A在海水中的腐蝕,其加速比分別為15、2.8和2.5。921A在海水+0.01mol/L H2O2溶液中呈潰瘍狀不均勻腐蝕,腐蝕產(chǎn)物為α-Fe2O3、γ-FeOOH和Fe3O4,與在海水中的腐蝕情況相似,在海水+0.01mol/L NaS2O8溶液中的腐蝕形貌、產(chǎn)物與在海水中的差別很大。K

4、ClO4使溶液偏酸性。因此,H2O2最合適作加速船體鋼在海水中腐蝕的去極化劑,海水中加入H2O2能夠模擬加速船體鋼在海水全浸區(qū)的腐蝕。
　　 研究了船體鋼945、921A、907A、E36和Q235在海水自然暴露試驗(yàn)和室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)的腐蝕,考察了室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)方法的模擬性、加速性和重現(xiàn)性。結(jié)果表明,船體鋼在海水自然暴露試驗(yàn)和室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)后,其腐蝕形貌、表面腐蝕產(chǎn)物的成分和結(jié)構(gòu)一致,腐蝕速度都隨著浸泡時(shí)間的延長減小。這些船

5、體鋼在海水自然暴露試驗(yàn)和海水+0.05mol/L H2O2中的耐蝕性順序一致。船體鋼921A、E36和Q235浸泡在海水中、海水+0.01mol/L,H2O2和海水+0.05mol/L H2O2溶液中24h內(nèi)自腐蝕電位負(fù)移約0.15V,隨后變化波動(dòng),在400h后基本穩(wěn)定在-0.63～0.68V之間。船體鋼921A、E36和0235在海水、海水+0.01mol/L H2O2和海水+0.05mol/L H2O2中浸泡的2周內(nèi),極化電阻先減小

6、后增大。隨著浸泡時(shí)間的延長,表面覆蓋的腐蝕產(chǎn)物阻滯了氧的擴(kuò)散,極化電阻增大,金屬腐蝕速度減?。?周后,試樣表面形成比較穩(wěn)定的銹層,極化電阻趨于穩(wěn)定；浸泡7周后,金屬表面堆積大量腐蝕產(chǎn)物,出現(xiàn)大的偽電容,極化電阻的測定不準(zhǔn)確。
　　 分析了船體鋼921A在海水自然暴露試驗(yàn)和室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)的腐蝕機(jī)理。結(jié)果表明,921A在海水+H2O2中,H2O2只增加了921A表面陰極還原反應(yīng)的中間產(chǎn)物,促進(jìn)了921A表面陰極還原速度,增大了92