镁合金微弧氧化膜腐蚀电流密度关联过程参量间关系的预计模型

目前,将量钢分析用于镁合金微弧氧化膜腐蚀电流密度关联过程参量预计模型较为罕见。根据镁合金微弧氧化过程参数脉冲频率f、电压U、氧化时间t、电解液浓度ρ和腐蚀电流密度Jcorr之间关联的量,通过量纲分析,构造了"时间因数"、"第一构造体积量"和"第二构造体积量",分别建立了4参量的预计模型(模型Ⅰ)、2参量的预计模型(模型Ⅱ、模型Ⅲ),利用回归法得到了相应的关联式,并计算了关联式的相对残差。结果表明:3种模型中,当Jcorr较小时,模型Ⅱ的方案较好;当Jcorr较大时,模型Ⅲ的方案较好;所建模型有助于指导材料耐腐蚀性能与制备工艺参数之间关系的试验方案设计。

时变腐蚀电流密度下预应力混凝土梁可靠度分析

为研究时变腐蚀电流密度对预应力混凝土梁桥结构抗弯承载力的可靠度影响,基于氯离子及粘结强度等对时变腐蚀电流密度的影响,建立了考虑腐蚀电流密度时变效应等效应的预应力混凝土箱梁桥抗弯承载力的可靠度模型。以某桥梁为工程背景,计算了该梁桥在100年设计期内的失效概率,并开展了腐蚀电流密度和混凝土抗压强度时变效应的敏感性分析。结果表明:计算结构抗力应考虑腐蚀电流密度的时变效应,定期控制腐蚀电流密度数值的增长,使腐蚀电流密度尽可能降低,此外,混凝土强度的时变性对考虑时变腐蚀电流密度失效概率的累计有促进作用。

舰艇水下腐蚀静电场计算及影响因素仿真分析

为了进一步分析影响舰船电场的不同因素,提高舰艇水下静电场仿真分析中电偶极子建模方法的准确性,研究产生舰艇水下腐蚀静电场的腐蚀电化学原理和特性,从腐蚀电流密度的角度推导船体-螺旋桨电偶腐蚀电流表达式,并利用镜像法求解出了空气-海水二层模型下水平和垂直电偶极子电场解析式。建立基于舰艇腐蚀电流电偶极子的电场解析模型,在此基础上利用数值仿真对一中型舰艇水下50 m测线上的电场进行分析。结果表明:在设定变化范围内,船体腐蚀电位、螺旋桨腐蚀电位、船体浸水面积、螺旋桨浸水面积、海水温度、海水电导率对舰艇水下腐蚀静电场的影响程度分别约为29%、23%、53%、82%、30%和67%。仿真结果和电场解析模型可以为进一步研究舰艇水下腐蚀静电场特征及防护方法提供有力的理论支撑。

多向式强加电流的钢筋加速腐蚀方法优化研究

强加阳极电流的方法被广泛应用于钢筋的人工加速腐蚀,但串联或并联形式加速腐蚀电路往往由于电流分布的差异导致钢筋腐蚀程度不均匀。为了优化强加阳极电流的钢筋加速腐蚀方法,提出了一种多向式的混合连接电路形式并开展钢筋加速腐蚀试验,对比分析了混合连接、串联、并联3种加速腐蚀模式下,各组钢筋试件的电流情况、腐蚀电位与腐蚀电流密度的变化、腐蚀率以及腐蚀产物情况。结果显示,串联和并联电路形式中钢筋的电流分布存在差异导致钢筋腐蚀程度不一致;混合连接形式中,电流分布均匀且钢筋表面腐蚀程度相近,各钢筋试件锈蚀率接近理论值。通过多向式的混合连接电路可以实现均匀加速腐蚀钢筋或钢筋混凝土构件,有效优化了钢筋加速腐蚀的效果,为加速腐蚀钢筋或钢筋混凝土构件提供了参考。

温度对轻烃回收装置换热器腐蚀行为的研究

通过模拟再生气换热器E-303在现场使用时的工况和环境,研究了不同温度下换热器常用材料Q345钢的腐蚀行为。结果表明:当温度为180℃时,腐蚀电流密度Icorr最大,为501.5μA/cm^(2);当温度为120℃时,腐蚀速率明显下降,腐蚀电流密度Icorr为357.5μA/cm^(2);当温度为240℃时,Icorr为77.62μA/cm^(2),Q345的腐蚀速率最小。结合微观形貌分析可知温度为180℃时,Q345钢的腐蚀程度最严重,120℃时次之,而240℃时腐蚀程度较小。腐蚀模拟实验结果与现场出现腐蚀情况吻合。

碳钢弯管段流动加速腐蚀问题分析与研究

弯管是化工及电力管道中容易失效的构件之一。本文通过电化学测量研究了碳钢弯管段不同入口流速(1 m/s、2 m/s和3 m/s)下腐蚀电流密度的分布情况,并基于稳态传质电化学腐蚀结合电偶腐蚀理论建立了碳钢弯管段肘部流动加速腐蚀预测模型。试验结果表明,碳钢弯管段的腐蚀电流密度最大值出现在弯管段的最外侧,这说明弯管外侧的弯曲部位更容易发生穿孔。此外,弯管段的电偶腐蚀密度分布与试验结果和电厂实际统计情况相一致,验证了该模型的准确性。研究结果可为电力、化工等工业输运管道的设计优化和运行监测提供有效依据。

硅烷偶联剂对水性环氧涂层耐腐蚀性能的影响

金属结构失效往往是因为金属腐蚀,因此提高防护性涂层的耐腐蚀的性能、延长金属结构寿命非常重要。对乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂以及环氧基硅烷偶联剂这3种不同类型硅烷偶联剂对水性环氧涂层的覆盖能力以及耐腐蚀性能的影响进行研究,并确定防腐蚀性能最优的硅烷偶联剂的类型以及用量。结果表明:当水性环氧涂料中加入硅烷偶联剂后涂层的覆盖能力会变好,通过耐化学介质测试和电化学腐蚀电流密度测试结果表明,3种硅烷偶联剂较空白组耐腐蚀性能提升效果最好的掺量均为1%,其中添加1%氨基硅烷偶联剂在60 d后腐蚀电流密度为0.004 9μA/cm^(2),显著低于其他两类硅烷偶联剂。本文内容可为水性环氧树脂及其他水性防腐涂料提高其防腐性能提供参考。

由恒电流充电数据计算金属的腐蚀速度

用充电曲线技术测量电化学腐蚀体系的腐蚀速度，具有一定的优越性。对活化极化控制腐蚀体系测量充电曲线数据，用数值微分方法计算充电曲线斜率，然后用非迭代法或迭代的最小二乘法对数据进行分析，就可以求出体系的电化学参数，编制计算机程序进行运算，可以很快得到结果。这种方法的优点是不受“线性区”的限制，并且可以直接求出腐蚀电流密度。

阴极保护时电流密度的确定

作者从阴极保护原理入手，推导出阴极保护所需要的保护电流密度的求法，指出构筑物在阴极保护过程中，随着防护涂层的老化，绝缘电阻值降低，保护电流密度随之不断升高，保护电流密度从开始的最小值，逐渐增大，其极限值是构筑物没有防护涂层时，在介质中腐蚀速度所对应的腐蚀电流值，因此，设计应考虑构筑物的工作寿命，恰当地确定保护电流密度。

中性环境下高铬铸铁电化学腐蚀阳极溶解行为研究

面向长期在海洋大气环境下使用的高铬铸铁材料,其晶面取向不同的表面的腐蚀行为存在差异必然会引发微观腐蚀原电池及点蚀萌生。通过明确不同取向表面的腐蚀行为,调控特定取向表面的占比及组合,可有效减弱高铬铸铁材料的电偶腐蚀敏感性,延缓腐蚀速率。本文通过第一性原理建模,计算了Km TBCr26高铬铸铁中(100)、(110)和(111)3个晶面的腐蚀电位和腐蚀电流密度,获得了该牌号铸铁在NaCl中性环境下的电化学腐蚀阳极溶解反应极化曲线。结果表明,在理想表面的情况下,3个低指数表面中(100)面的腐蚀电位最高且腐蚀电流密度最低,分别为-0.5674 V和-7.8587 log(A/cm^(2)),表现出最优的耐蚀性。而表面空位和Cl吸附则会导致3个低指数表面腐蚀电流密度的计算结果增大,即阳极溶解速率加快,且略微降低了不同表面间溶解速率的差距;同时也会导致所有表面的腐蚀电位降低,略微缩小了不同表面间的电位差。

水浸搅拌摩擦焊铝/镁接头腐蚀行为研究

以水浸环境下铝/镁搅拌摩擦焊异质接头为研究对象,研究接头的电化学腐蚀行为。结果表明,在转速700~1000r/min范围内,接头表面和内部均无明显缺陷,在焊核区两种材料发生了较大程度的混合;焊缝不同区域的耐腐蚀性能由好到差排序为:BM-6061>BM-AZ31B>SZ;随着主轴转速的增加,接头的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度的提高,即主轴转速的增大会导致接头的腐蚀倾向减小而腐蚀速率增大,接头的耐腐蚀性能降低。

碳化及氯盐侵蚀条件下锌牺牲阳极对钢筋保护行为研究

采用水泥基材料包覆的金属锌作为牺牲阳极,通过混凝土模拟孔溶液模拟碳化及氯离子侵蚀环境,研究牺牲阳极材料对钢筋的保护作用。电化学测试结果表明,当Q235钢片和纯锌片形成电偶对时,Q235钢在质量分数为1.5%的氯化钠溶液中易发生锈蚀,而在溶液中添加适量的碱(LiOH)以及卤素碱金属化合物(LiBr)能够激发金属锌持续溶解,持续提供牺牲阳极保护,有效抑制钢片的腐蚀。结合XRD测试结果可知:LiOH可以维持锌的溶解,并且与锌片反应生成锌的氢氧化物;卤素碱金属化合物可以诱发金属锌的腐蚀。相比于卤素碱金属化合物,加入高浓度LiOH对钢筋的阻锈效果更好。本研究有助于完善牺牲阳极材料的激发技术,提升牺牲阳极技术对钢筋的保护作用。

基于COMSOL的导管架平台阴极保护研究

牺牲阳极阴极保护技术是防止海洋平台腐蚀的一种可靠手段。该文以导管架平台为研究对象,选取DNV设计准则,确定牺牲阳极的数量及相关布置,设计一套可靠的牺牲阳极阴极保护系统方案。借助数值仿真技术,通过研究导管架表面电位分布及腐蚀速率的变化来探究服役期间导管架平台阴极保护效果随阳极溶解的变化。

具有低自腐蚀电位的AlMgZnSnPbCuMnNi高熵合金的制备及其电化学性能

设计了一类AlMgZnSnPbCuMnNi系列等摩尔比合金,采用大气造渣保护熔炼方法制备了合金铸锭,铸锭尺寸为Φ10×60mm。采用电化学工作站测定了所制备的等摩尔比合金的电化学性能,采用XRD和SEM分析了合金微观结构。研究表明,从AlMg合金到AlMgZnSnPbCuMnNi合金,随组元数的增加,高熵合金的自腐蚀电位大致呈现先下降后上升的趋势,而自腐蚀电流密度呈现先上升后下降的趋势。在AlMgZnSnPbCuMnNi高熵合金中,尽管AlMgZn的含量远小于传统的牺牲阳极材料,但自腐蚀电位仍低达-1.33V,自腐蚀电流密度也很低,为3.0×10-5A/cm2,均低于目前使用的铝合金与锌合金牺牲阳极材料,为进一步研究开发阳极材料提供了数据支持。

Zr对ZA35合金电化学腐蚀行为的影响

为了探索Zr对ZA35合金电化学腐蚀性能的作用规律,采用开路电位测定、动电位扫描技术对不同Zr含量的ZA35合金的耐蚀性进行了研究。结果表明,电化学腐蚀条件下,在3.5%NaCl溶液中,与ZA35合金相比,添加0.2%Zr的ZA35-0.2%Zr合金的开路电位变正,腐蚀电流密度减小59.4%,耐腐蚀性增强。Zr对ZA35合金晶粒的细化和改变电极反应生成有保护性的腐蚀产物是提高ZA35合金耐电化学腐蚀性的主要因素。

γ相锌镍合金膜与锌膜的耐腐蚀性能比较

在碱性介质中，通过电化学沉积方法在低碳钢表面制备锌镍合金，采用X射线衍射仪测试合金的显微结构，通过分析镀锌膜和制备得到的γ相锌镍合金的塔菲尔曲线和交流阻抗谱，获得它们在5%氯化钠溶液中浸润24~144 h的腐蚀电位和腐蚀电流密度，以及低频率区的实部数值，从而评价其耐腐蚀性能。结果表明：制备得到的合金晶形为γ相，合金主要衍射角度为43°。γ相锌镍合金膜的腐蚀电位比锌膜的腐蚀电位高176~220 mV，腐蚀推动力比锌膜小，锌膜的腐蚀电流密度大约是γ相锌镍合金膜的3~5倍；在1~5 Hz低频率区，γ相NiZn合金薄膜的交流阻抗谱的实部值为镀锌膜的16.5倍。因此γ相锌镍合金膜比镀锌膜具有更强的耐腐蚀性。

杂散电流与氯离子耦合作用下钢筋锈蚀

目的研究钢筋混凝土结构在杂散电流和氯离子耦合作用下钢筋锈蚀的演变规律,从而揭示钢筋的损伤机理,为此类结构的耐久性设计提供理论依据.方法试验共设计20组砂浆试件,采用电化学测试技术对杂散电流以及其与氯离子耦合作用下钢筋的锈蚀变化规律进行分析研究,试验采用直流电模拟杂散电流.结果两种腐蚀环境下钢筋的自腐蚀电位随着侵蚀时间、杂散电流强度以及氯离子质量浓度的增大而减小;杂散电流单独作用对钢筋锈蚀影响相对较轻,而在二者耦合作用下钢筋的锈蚀速率明显增大;另外,在耦合腐蚀环境下杂散电流强度对钢筋锈蚀速率的影响程度比氯离子含量影响要大.结论根据试验的测试结果,杂散电流与氯离子的耦合作用会加速钢筋的锈蚀,降低结构的服役寿命.

CO2驱油地面集输管道的腐蚀电化学行为

采用电化学测试方法,研究了在油田地面集输环境下（40-80℃、CO2饱和）A3钢在四种不同含油率（0%,10%,15%,25%）的采出液中的腐蚀特性及电化学行为。极化曲线表明：在未通CO2和饱和CO2的油水乳状液中（含油率25%）,从40-70℃,随着温度的升高,腐蚀电流密度Icorr增大,80℃反而减小;在饱和CO2油水乳状液中,随着乳状液含油率的升高,Icorr减小;饱和CO2的油水乳状液中的Icorr大于未通CO2条件下油水乳状液中的Icorr;一定温度下,Icorr随着采出液含油率的增大而减小,表明原油具有一定的缓蚀作用。

水和氯离子含量对碳钢接地网在酸性土壤中腐蚀行为的影响

以某变电站的土壤作为研究对象,通过电化学测试,研究了含水量和氯离子含量对碳钢接地网在该土壤中的腐蚀行为的影响.研究结果表明,随着含水量的增加,碳钢接地网的腐蚀速率先增大后减小.当含水量在20%-30%时,腐蚀速率达到最大;当土壤中氯离子含量在0.2%-0.5%之间时,碳钢接地网的腐蚀速率达到最大;经过28 d后,在氯离子含量为0.5%的土壤中,其腐蚀电流密度高达167.4μA/cm^2.

用三要素综合评估混凝土中钢筋腐蚀状态

介绍了一种判断钢筋腐蚀状况的方法——EIR法.该方法采用钢筋自然腐蚀电位、腐蚀电流密度、混凝土电阻率三个电化学要素判断钢筋腐蚀状况,解决了美国ASTMC876-91标准等单一要素判别方法判断钢筋腐蚀的缺陷,并准确地对北京某一重点工程大楼部分区域混凝土中钢筋的腐蚀状态进行了评估.