海水流速对B10/B30电偶腐蚀行为影响规律研究

B10和B30铜镍合金分别为船舶海水管路和冷却器的主要材料,二者由于镍含量不同腐蚀电位不同,管路与冷却设备连接后,B10和B30存在电偶腐蚀风险,特别是在流动海水加速腐蚀介质和腐蚀产物扩散工况条件。为控制B10/B30电偶腐蚀以延长海水管路系统使用寿命,本文通过电化学法测试了B10和B30管状偶对在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律。研究结果表明：在静态海水中,B10与B30的电偶腐蚀倾向较小,试验初期B10作为阳极腐蚀略有增加,实验40 h后电偶电流趋近于零;流动海水中,B10阳极极化电流密度和B30阴极极化电流密度显著增加,B10始终作为阳极电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的79倍,且随着海水流速的增大,B10/B30电偶电流密度增大,电偶腐蚀速率加快,混合电位理论分析表明B10/B30电偶腐蚀速率是由B10阳极反应动力学和B30阴极反应动力学共同控制。     

Al/H62黄铜和Al/304不锈钢在乙二醇溶液中的电偶腐蚀

采用电化学方法研究了浓度、温度、阴阳极面积比的变化对乙二醇水溶液中3A21铝合金/H62黄铜(Al/Cu)、3A21铝合金/304不锈钢(Al/SS)两种电偶对的腐蚀行为的影响。通过扫描电子显微镜观察了电偶对中铝合金局部腐蚀形貌。结果表明:随着乙二醇浓度的升高,Al/Cu和Al/SS电偶对的平均电偶电流密度Ig下降。随着温度的升高或Sc/Sa比例的增大,Al/Cu和Al/SS电偶对的Ig增大;相同条件下,Al/Cu电偶对Ig均大于Al/SS电偶对,Al/Cu和Al/SS两种电偶对具有相似的电偶腐蚀规律。     

工业纯钛与铜镍合金的电偶腐蚀及电绝缘控制

采用电偶腐蚀试验方法研究了工业纯钛(TA2)与铜镍合金(B10)在不同面积比及不同海水流速条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过在两电偶对材料间串联不同阻值的绝缘电阻考察能有效防止电偶腐蚀发生的电绝缘判据。结果表明,TA2与B10在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后B10作为阳极腐蚀加重,且随着TA2/B10面积比的增大和海水流速的提高而加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻阻值高于56 kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

B10铜镍合金与Tup紫铜的电偶腐蚀及电绝缘

通过电位监测、极化曲线测试考察了船舶海水冷却系统中B10铜镍合金与Tup紫铜间的电偶腐蚀倾向;通过两种材料不同面积比下的电偶腐蚀试验,考察了其电偶腐蚀特征和偶合效应;通过串联不同阻值电阻的模拟电绝缘试验,考察了阻值变化对电偶腐蚀的影响,测定了两种材料偶合的电绝缘判据。结果表明,两种材料间存在明显的电偶腐蚀倾向,B10/Tup面积比为5∶1时,随浸泡时间延长出现阴阳极反转现象;随串联电阻增大,电偶腐蚀效应先增大后减小,当串联电阻R≥20 kΩ时,可基本上消除两种材料间的电偶腐蚀。     

模拟大气环境中加速镁合金电偶腐蚀的研究

研究了压铸镁合金AZ91D分别与黄铜、铝合金、316L不锈钢和A3钢组成的电偶在模拟的大气环境即盐雾和湿热的加速腐蚀试验中的电偶腐蚀行为及规律.结果表明:在此气相环境中，镁合金腐蚀倾向显著;多种因素可以加速镁合金的电偶腐蚀；盐雾实验中，盐的浓度、大阴极小阳极的面积比以及阴极材料相对于镁阳极的尺寸是加速镁合金电偶腐蚀的重要因素.      

痕量Cl~-和Cu~(2+)对3A21铝合金在乙二醇冷却液中腐蚀行为的影响

针对3A21铝合金在乙二醇冷却液中的腐蚀问题,采用浸泡实验和表面分析技术系统研究了痕量Cl~-和Cu~(2+)对3A21铝合金在50℃乙二醇-水冷却液中腐蚀行为的影响。结果表明,Cl~-引发了铝合金的点腐蚀,随着Cl~-浓度增大,铝合金点蚀敏感性增大。Cu~(2+)促进铝合金钝化膜的破裂,并与Al发生置换反应沉积在铝合金表面,电偶作用加速了铝合金的腐蚀。Cl~-和Cu~(2+)共存时,钝化膜破裂和电偶作用导致铝合金腐蚀加剧。     

Cl–浓度对阳极氧化5A06铝合金/1Cr18Ni9Ti不锈钢偶接件腐蚀行为的影响

目的 研究阳极氧化铝合金/1Cr18Ni9Ti不锈钢偶接的电偶腐蚀机理及Cl^–浓度对其腐蚀行为的影响规律,为铝合金在不同服役环境中的腐蚀与防护提供依据。方法 通过电偶腐蚀实验,在不同Cl^–浓度下偶接阳极氧化5A06铝合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢,根据腐蚀电流的变化规律分析、表面腐蚀形貌与成分的表征、并结合电化学测试,分析了Cl^–浓度对阳极氧化5A06铝合金的电偶腐蚀行为的影响。结果 随着腐蚀时间的延长,电偶电流呈现锯齿状波动,总体表现为由高到低逐渐趋于稳定。电偶电流随着Cl^–质量分数的变化表现为3.5%>5%>2%>6.5%>8%>0.5%,且当Cl^–质量分数为3.5%时电偶电流最大为16.56 μA/cm²。结论 电偶腐蚀过程中5A06铝合金阳极氧化膜表面的腐蚀产物对点蚀坑产生堵塞,阻碍了溶液中Cl^–进一步和基体发生反应,阳极氧化膜表现为破坏—修复—破坏的循环往复过程;溶液中Cl^–既可以促进铝合金阳极氧化膜的溶解,增加铝合金电偶腐蚀的敏感性,也会降低溶液中溶解氧的浓度从而抑制阳极反应发生。当Cl^–质量分数<3.5%时其促进溶解作用大于抑制反应作用,而当Cl^–质量分数>3.5%时其抑制反应作用大于促进溶解作用,因此电偶腐蚀速率随着Cl^–浓度的增大呈现先增大后减小的规律。     

2A11铝合金/碳钢偶接件在强化自然环境条件下的腐蚀特性

采用户外周期喷淋试验,研究了2A11铝合金与Q235钢组成的偶接件在强化自然环境条件下的腐蚀行为与规律.结果表明:2A11铝合金的偶接部位发生严重腐蚀,腐蚀严重部位主要在距接触边缘5～10mm的范围内;铝合金的腐蚀质量损失随暴露时间的延长而不断增大;电偶腐蚀和缝隙腐蚀并存是铝合金偶接部位腐蚀严重的主要原因,大气环境中沉...     

5083铝合金与2205不锈钢在天然海水中的电偶腐蚀行为

研究了5083铝合金与2205不锈钢在不同面积比条件下青岛天然海水环境中的电偶腐蚀行为,得到了电偶混合电位和电偶电流。结果表明,2205不锈钢与5083铝合金形成电偶时,由于自腐蚀电位的差值较大,容易造成明显的电偶腐蚀。无论阴阳极面积相等还是在大阴极小阳极的情况下,5083铝合金与2205不锈钢均形成电偶腐蚀,都会加速5083铝合金的腐蚀,2205不锈钢则会受到保护。因此,在海水环境中要避免这两种材料的直接接触,必须采取绝缘防护措施。     

镁合金大气电偶腐蚀初期规律

研究了AZ91D、AM50、AM60铸造镁合金与A3钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金组成的电偶对分别在青岛和武汉现场暴晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果显示, 镁合金始终是电偶对的阳极; 当其与其它4种材料偶接时, 其腐蚀速率增加.镁合金与A3钢偶合后, 其大气电偶腐蚀效应最大, 而与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应最小.不同镁合金的大气电偶腐蚀效应存在如下关系: γAZ91D>γAM50>γAM60.暴晒3个月后, 青岛的大气电偶腐蚀效应明显高于武汉的大气电偶腐蚀效应.随着暴晒时间的延长, 青岛和武汉的大气电偶腐蚀效应分别呈降低和升高的趋势.     

船舶用Ti70合金在人工海水中的腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀和电偶腐蚀实验,研究了Ti70合金的均匀腐蚀行为,以及与945钢的电偶腐蚀行为。结果表明：Ti70合金耐蚀性能极好,在60 ℃人工海水浸泡30 d后试样出现了轻微增重,腐蚀速率为-5.857×10^-4 mm/a,达到了I级完全耐蚀级别;Ti70合金自腐蚀电位远高于945钢,两者偶联时945钢将作为阳极被加速腐蚀;随着Ti70/945钢偶对面积比增加,945钢质量损失、以及电偶腐蚀电流和电偶腐蚀系数均逐渐增加,当两者偶对面积比为1∶1时,电偶腐蚀敏感等级达到了D级,因此当Ti70合金与945钢接触使用时需对945钢进行阴极保护。     

高强钢与典型管系材料B10和TA2之间的电偶腐蚀及其电绝缘

采用电偶腐蚀试验研究了某高强钢与铜镍合金(B10)和工业纯钛(TA2)在面积比为1∶1条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过改变两电偶对材料间串联绝缘电阻值,研究绝缘电阻对电偶腐蚀的影响规律。结果表明:高强钢与典型管系材料B10和TA2在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后高强钢作为阳极,腐蚀加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻高于10kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

核电汽轮机转子堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为及有限元仿真

采用宏观电化学试验和浸泡试验研究25Cr2Ni2MoV汽轮机转子堆焊焊接接头在80 ℃,3.5% Cl?环境下的电偶腐蚀行为. 电化学试验结果表明,焊缝为腐蚀薄弱区,腐蚀电位从高到低依次为热影响区、母材、焊缝. 浸泡试验结果表明,随着母材面积的增大,焊缝平均腐蚀厚度逐渐加深. 进一步利用宏观电化学测试所获的电化学参量建立焊接接头电偶腐蚀有限元模型对比浸泡试验结果. 结果表明,有限元仿真结果能有效模拟堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为,为实际生产提供电偶腐蚀速率预测.     

THERMODYNAMICS OF Fe-Nb-Ce LIQUID SOLUTIONS CONTAINING TRACE O,S AND C

The solid oxide electrolyte galvanic cell represented by Mo/Cr,Cr_2O_3//ZrO_2(MgO)//[O],Ce_2O_2S/Mo+ZrO_2 ceramic-metal,Mo have been used to study the thermodynamic proper-ties of Fe-Nb-Ce solution containing trace carbon at 1600℃.The equilibrium constant forthe reaction Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S] and the standard free energy of formation of Ce_2O_2Shave been determined in liquid iron at 1600℃ as K=4.395×10~(-15).ΔG_(Ce_2)O_2S=-514.786kJ·mol~(-1).The interaction coefficients between cerium and niobium are found to hee_(Nd)~(Ce)=-2.306,e_(Nd)~(Ce)=-3.481.The equilibrium products began to contain the compound NbC with the increase of Nhconcentration in the condition of trace carbon.The formation of NbC is discussed in thiswork.The standard free energy of formation of NbC in liquid iron at 1600℃ have been de-termined as ΔG_(NbC)=-87.111 kJ·mol~(-1).     

铜银系导电复合材料腐蚀失效研究

采用无氰化学镀工艺,研制出一种导电性良好的镀银铜粉,粉末体积电阻率小于2×10-4Ω·cm,用该粉末为填料制成的导电胶,导电率高（导电填料与树脂的重量比为75：25时,体积电阻率为5×10-4Ω·cm）、抗迁移能力强（比银粉导电胶提高近百倍）、导电稳定（经60℃ 相对湿度100%湿热试验1000h,体积电阻率升高小于20%）.采用粉末微电极技术研究了导电胶抗迁移的机理,结果表明电偶效应是该导电胶具有抗迁移作用的主要原因,铜作为阳极抑制作为阴极的银的溶解,从而降低银形成枝晶的几率.     

异种金属偶接在高温高酸性环境中的电偶腐蚀行为

模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO_2分压1.5 MPa,Cl~-质量浓度200 000mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35CrMo、20CrMnTi和铝合金2A12偶接后的电偶腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线能谱仪(EDS)对腐蚀试样的表面形貌及腐蚀产物成分进行分析。结果表明:在模拟高温高酸性工况下,与镍基合金718偶接后金属的电偶腐蚀速率与两偶接材料的电位差呈正相关,而异种金属偶接对腐蚀产物和腐蚀机理没有明显影响。在高酸性腐蚀环境中使用的井下工具结构在设计时应避免电位差过大的镍基合金718-铝合金2Al2异金属发生偶接。     

不同湿度的酸性红壤中Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为研究

目的研究典型江西酸性红壤环境中,不同土壤含水量对Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为的影响。方法将Q235钢-紫铜偶接后置于不同湿度的红壤中,采用ZRA-2型电偶腐蚀计测量电偶电流和电偶电位。每间隔一定时间取出样品称重,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀产物主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和FeOOH。随着土壤含水量增加,腐蚀产物剥落越严重,样品腐蚀失重越明显。Q235钢与紫铜偶接后,电偶腐蚀效应导致碳钢腐蚀加速。土壤含水量(质量分数)分别为10%、20%和30%时,电偶腐蚀效应分别为5.70、4.30和4.08。腐蚀初期,由于表面生成腐蚀产物,电偶电流出现急剧降低。结论随着土壤含水量增加,电偶电流增加,腐蚀越严重。     

间浸工况下紧固件用45钢与B10管材电偶腐蚀行为研究

比较研究了紧固件用45钢与B10铜镍合金材料在海水间浸和全浸环境中的电偶腐蚀行为.结果表明,在全浸工况下偶合电位发生负移并逐渐稳定在-725 mV;偶合电流随着时间的延长逐渐减小,最终稳定在10μA以下.在间浸工况下偶合电位逐渐正移,大约经历3个周期后稳定在-650 mV;偶合电流随时间延长逐渐减小,经过3个周期的干湿交替后最终稳定在20μA左右.失重测量结果表明间浸工况下的电偶腐蚀速率和电偶腐蚀效应均大于全浸工况下的数值,这可能与电极表面状态的变化和"干"态下的去极化效应有关.     

Micro‐electrochemical characterization of galvanic corrosion of TA2/316L composite plate

Galvanic corrosion behavior of TA2/316L composite plate was investigated in the solution of 3.5 wt% NaCl by galvanic potential monitoring, scanning localized electrochemical impedance spectroscopy (LEIS) and scanning vibrating micro‐electrode (SVME) techniques. The results demonstrated that the pitting corrosion resistance of 316L for the galvanic combination sample is lower, and the coupled current density is higher than for the single 316L sample. It indicates that the galvanic action works on the corrosion behavior of the TA2 titanium alloy/316L stainless steel galvanic combination in sodium chloride solution. The galvanic effect width was determined as 1500 µm.     

西部某天然气田三通管件腐蚀失效分析

西部某天然气田集输管道一处直插式三通管件发生爆管事故,三通主管材质为16Mn钢,支管材质为316L+L416双金属复合管。通过观察失效三通形貌,测量失效三通壁厚,利用电化学方法研究16Mn钢和316L不锈钢在气田模拟环境中的电偶腐蚀行为,利用FLUENT软件分别对直插式、45°和30°三通内部流体的流动特性进行数值模拟计算,结合现场腐蚀情况调查,分析三通失效原因。结果表明,三通选材设计中存在电偶腐蚀的缺陷,且其直插式结构导致三通内部流体的流态发生剧烈变化。天然气在爆管位置形成涡流,气田产出水因低速涡流而逐渐粘附于管道内壁面,并与CO₂形成酸性腐蚀环境,导致管道发生电偶腐蚀。爆管处管壁所受壁面剪切力较大,流体对管道内壁形成冲刷作用。三通管件在电偶腐蚀和机械冲刷的协同作用下失效。