有機涂層下船用鋼電偶腐蝕規(guī)律研究.pdf

1、大型海洋工程(如海上石油鉆井平臺、跨海大橋、船舶等)的機械結構系統(tǒng)中通常會采用不同的材料,這些材料在海水或潮濕的海洋大氣中會引起不同程度的電偶腐蝕。金屬材料在實際應用中常采用防腐涂層進行保護,但現有金屬材料的室內和實海暴露試驗多采用裸樣,與實際工況環(huán)境相差甚遠,不能完全反映實際環(huán)境下的腐蝕規(guī)律。
　　 有機涂層的防護性能在實際體系的電偶腐蝕過程中起著重要的作用。涂層物理屏蔽能力降低,界面腐蝕電化學反應以及涂層的剝離都影響著涂層下

2、偶對體系的電偶腐蝕進程。本論文的主要研究工作包括:
　　 應用電化學阻抗譜技術,結合線性極化技術,電偶電位和電偶電流測量,對比研究了涂層/鋼-裸鋼體系的電偶腐蝕過程。根據阻抗譜響應建立與涂層失效各個階段相對應的等效電路模型,分析浸泡過程中涂層失效與電偶腐蝕電化學參數的相關性。研究發(fā)現,當涂層的物理屏蔽能力很強即涂層滲水階段,體系的電偶電流密度幾乎為零,裸鋼處于自腐蝕狀態(tài);當基底金屬腐蝕反應發(fā)生后,體系的電偶電流密度迅速增大,裸鋼

3、腐蝕速率增大;裸鋼對涂層體系起保護作用時,涂層阻抗在試驗周期內不再下降,體系的電偶電流密度趨于穩(wěn)定。
　　 結合阻抗譜技術和陣列電極技術,分別研究裸鋼和涂層下陣列電極的偶合電流、電位和阻抗分布特征及其與涂層失效過程的相關性。研究表明由于鋼絲的空間位置不同,在電偶腐蝕中存著陰陽極分布的不均勻性。對于裸鋼體系,由于陰陽極極化作用,使得電偶腐蝕驅動力減小,偶合電流密度逐漸減小,并且隨著浸泡的進行,陽極區(qū)會發(fā)生轉移。對于涂層體系,陽極電

4、流出現在涂層的缺陷處,陰極電流被整個涂層平分。隨著腐蝕過程的發(fā)展,自腐蝕電位較負的一側出現陽極電流,雖然早期缺陷區(qū)仍表現為陽極區(qū),但電流密度已經減小,陰極電流逐漸向缺陷處附近涂層擴展,這說明在浸泡后期,自腐蝕電位較負的一側會對較正的一側產生保護作用。阻抗譜測試結果表明,涂層下陣列電極阻抗響應主要反映了缺陷區(qū)電極過程特征,直至涂層完好區(qū)也出現剝離和鼓泡的失效現象。而陰極區(qū)涂層性能和涂層下金屬腐蝕反應信息被“掩蓋”。但是通過檢測電極表面的電