緊固件材料與偶對(duì)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(jī)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(huì)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(qiáng)鋼等。由于鋼質(zhì)緊固件在海水中的耐蝕性較差，在實(shí)際應(yīng)用中常采用防腐涂層對(duì)基體進(jìn)行保護(hù)。
　　 復(fù)合涂層是金屬涂層和有機(jī)涂層的結(jié)合體，它的防護(hù)性能在實(shí)際體系的電偶腐蝕過(guò)程中起著非常重要的作用。涂層的吸水過(guò)程會(huì)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(shí)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(huì)強(qiáng)化涂層的吸水過(guò)程和氧在界面區(qū)的還原過(guò)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(cè)量技術(shù)對(duì)比研究了緊固件材料及緊固件涂層與不同偶對(duì)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(cè)量自腐蝕電位、電偶

3、電位、電偶電流，結(jié)合動(dòng)電位極化曲線，對(duì)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(duì)材料(316L、907、5083)組成電偶對(duì)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(duì)材料之間的電偶腐蝕都比較嚴(yán)重;電偶對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)7個(gè)周期的干濕循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，鋅鋁涂層仍具有很好的耐蝕性能且鋅鋁涂層對(duì)5083具有保護(hù)作用。
　　 (2)應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜技術(shù)、動(dòng)電位極化曲線技術(shù)，結(jié)合電偶電位、電偶電流，對(duì)比研究了45鋼/B10電偶對(duì)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(gè)周期的變化趨勢(shì)與海水全

5、浸時(shí)基本相同，電偶電位隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸負(fù)移并穩(wěn)定，而電偶電流隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小。但海水間浸時(shí)電偶電位隨著干濕交替的進(jìn)行會(huì)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(duì)在海水間浸環(huán)境下的電偶腐蝕

6、（研究?jī)?nèi)容有:干濕交替時(shí)間比的影響，包括濕干比1d∶1d和1d∶2d;干濕比1∶1時(shí)，干濕周期長(zhǎng)短（文中稱間浸頻率）對(duì)電偶腐蝕的影響，包括2d∶2d和5d∶5d)。研究發(fā)現(xiàn)，電偶對(duì)在濕干比1d∶2d時(shí)發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)，偶對(duì)復(fù)合涂層劣化程度大，涂層表面出現(xiàn)紅銹銹點(diǎn);偶對(duì)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(shuō)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(duì)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