TUP紫銅及B10銅鎳合金流動(dòng)海水沖刷腐蝕行為研究.pdf

1、銅及銅鎳合金有良好的耐海水腐蝕性能，廣泛用于海水管路系統(tǒng)中。銅及銅合金海水管系材料的腐蝕研究方面，國(guó)外開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)和應(yīng)用性研究。目前我國(guó)對(duì)銅及銅合金的材料和典型腐蝕問(wèn)題開(kāi)展了實(shí)海腐蝕投樣和實(shí)驗(yàn)室短期腐蝕試驗(yàn)，對(duì)國(guó)產(chǎn)銅及銅合金海水管系材料流動(dòng)腐蝕條件下的腐蝕規(guī)律，及用于設(shè)計(jì)、建造、使用和維護(hù)方面環(huán)境腐蝕基礎(chǔ)數(shù)據(jù)函需深入研究。本文在試驗(yàn)室模擬流動(dòng)海水環(huán)境中對(duì)國(guó)產(chǎn)TUP紫銅和B10銅鎳合金的流動(dòng)海水沖刷腐蝕規(guī)律開(kāi)展研究，并探討材料在流動(dòng)海

2、水中的腐蝕機(jī)理，為解決作為海水管系材料的國(guó)產(chǎn)銅及主要銅合金的環(huán)境腐蝕問(wèn)題提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 通過(guò)對(duì)CF-97沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī)的改造，實(shí)現(xiàn)了在流動(dòng)海水中原位電化學(xué)信號(hào)的施加與測(cè)量。在不用流速海水沖刷腐蝕中同時(shí)進(jìn)行的自腐蝕電位監(jiān)測(cè)、動(dòng)電位極化曲線以及不同流速、沖刷時(shí)間后材料的腐蝕失重速率測(cè)量表明，國(guó)產(chǎn)TUP紫銅和B10銅鎳合金流動(dòng)海水中腐蝕速率要顯著高于靜態(tài)海水，不同流速下材料的腐蝕失重率隨著浸泡、沖刷．時(shí)間的增加逐漸減小至相對(duì)平穩(wěn)；海水

3、的流動(dòng)使腐蝕反應(yīng)的傳質(zhì)速率增加，流動(dòng)海水中的動(dòng)電位極化曲線的腐蝕電流密度比靜態(tài)海水中顯著增大，陽(yáng)極區(qū)未出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。TUP紫銅在海水流速為0.9～1.2m/s時(shí)處于第一個(gè)臨界流速范圍，B10銅鎳合金在海水流速大于3m/s時(shí)進(jìn)入臨界流速范圍，紫銅對(duì)海水流速的敏感性要遠(yuǎn)大于B10錒鎳合金。 不同流速、腐蝕時(shí)間后運(yùn)用電化學(xué)方法對(duì)兩種材料腐蝕后的表面狀況進(jìn)行了研究表明，靜態(tài)海水中，紫銅呈均勻腐蝕形貌，B10銅鎳合金表面有點(diǎn)蝕現(xiàn)象發(fā)生，兩

4、種材料表面都會(huì)形成內(nèi)、外雙層的腐蝕產(chǎn)物膜，外層產(chǎn)物膜多是銅的二價(jià)腐蝕產(chǎn)物，較為疏松與基體結(jié)合力不強(qiáng)，內(nèi)層主要是Cu<,2>O產(chǎn)物膜，對(duì)基體產(chǎn)生保護(hù)作用。流動(dòng)海水中，腐蝕產(chǎn)物外層膜被沖刷去，對(duì)基體金屬無(wú)保護(hù)作用，內(nèi)層氧化膜層隨著流速增加逐漸減薄，高于臨界流速時(shí)，膜層部分會(huì)被沖刷剝落，材料腐蝕速率增加。 紫銅在流速為1.2m/s、含砂量為3‰海水中，B10銅鎳合金在流速為3.6m/s、含砂量為3‰海水中沖刷腐蝕后，兩種材料的腐蝕失重

5、率隨著腐蝕時(shí)間增加逐漸減小，但都要高于各自同樣流速下不含砂海水中的腐蝕失重率。含砂流動(dòng)海水中，材料表面形成的有保護(hù)性的腐蝕產(chǎn)物膜層被海水和砂粒沖擊部分或全部剝落露出基體金屬，基體金屬也會(huì)被機(jī)械沖擊而流失，造成腐蝕失重率增加。紫銅在1.2m/s、含砂海水中沖刷腐蝕后基體有裂紋，表面出現(xiàn)馬蹄型蝕坑，出現(xiàn)典型的沖擊腐蝕的現(xiàn)象；B10銅鎳合金在3.6m/s、含砂海水中沖刷腐蝕后表面膜層大部分被沖擊剝落，表面沖刷紋路紊亂，在此條件海水中，材料表面