Al-Zn-In牺牲阳极化学成分研究

本文针对DNV-RP-B401对Al-Zn-In阳极的成分要求,结合实际生产工艺,采用正交设计方法,制备了9组试样进行电化学性能试验和极差分析。结果表明,其电化学性能基本满足标准要求,化学成分是影响其实际电容量主要指标,极差优选成分生产的铝阳极其电化学性能优良,溶解形貌均匀,该成分可作为实际生产工艺的参考。

回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为

采用电化学测试及电偶腐蚀试验等研究了回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为。结果表明:Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在回填石包覆环境中的电荷转移电阻(Rct)及电感电阻(RL)均高于在淡海水环境中的,且其在回填石包覆环境中的腐蚀电流密度(J_(corr))显著低于在淡海水环境的。回填石包覆下,阳极电偶电流大幅降低,混合电位显著正移,阳极溶解不均匀。回填石会阻碍Cl-和溶解氧的扩散,回填石包覆会导致Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极的溶解速率显著下降,溶解不均匀,最终导致阳极性能下降。

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含/含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能研究

目的:分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含/含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能。方法:进行4天强制电流标准试验,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜分析牺牲阳极腐蚀特征及表面元素含量的变化,对比研究了A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含与含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能。结果:不含SRB海泥环境中牺牲阳极的电化学容量和电化学效率分别为1908.77 Ah/kg和66.78%,满足相关标准要求;而含SRB海泥环境中牺牲阳极的电化学容量和效率仅为1238.67 Ah/kg和43.33%,不满足牺牲阳极阴极保护在海泥环境下的设计标准。同时,含SRB海泥环境中铝阳极表面形成了大量密集分布的腐蚀坑洞,表现为典型的不均匀腐蚀特征,最大腐蚀深度达到1230 μm,约是不含SRB海泥环境中铝阳极腐蚀坑深(约300 μm)的4倍。结论:在含有SRB海泥环境中,A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极电化学容量和效率仅为1238.67 Ah/kg和43.33%,已经不能满足阴极保护设计标准要求。因此,在海泥环境中铝牺牲阳极的应用必须充分关注SRB这一因素,尤其是铝牺牲阳极需要长周期服役于海泥环境中的情况。

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。

深水压力-流速交互作用下Al-Zn-In牺牲阳极的自腐蚀行为研究

以海洋常用铝基牺牲阳极为对象,研究了深水压力、流速和二者同时作用下Al-Zn-In牺牲阳极的自腐蚀现象。结果表明,深水压力和流速均促进了Al-Zn-In牺牲阳极自腐蚀,但程度有所不同,流速的作用明显大于深水压力。在深水压力作用下Al-Zn-In牺牲阳极腐蚀坑的直径和深度增大,在流速作用下腐蚀坑数量明显增加,电化学反应电阻降低,另外流水对阳极基体的机械冲刷加剧了晶粒脱落,在深水压力-流速交互作用下显著促进阳极自腐蚀。

临港滨海海洋项目中钢管桩牺牲阳极防腐的计算与应用

钢管桩作为海洋工程中的常用桩型,长期浸泡在海水中,为了减缓海洋环境下钢管桩的腐蚀速度,牺牲阳极保护由于性价比高、性能优良等优点被广泛运用。本文结合项目情况理清牺牲阳极的设计方法及施工要点,并对牺牲阳极后续监测与保养提出要求。

不同镁合金牺牲阳极材料在循环冷却水中的性能比较

为评价四种镁合金牺牲阳极材料在炼化企业循环水水冷器系统中的阴极保护性能,采用四天加速试验法对阳极材料工作电位、电流效率进行测量,使用扫描电子显微镜和能谱仪对溶解形貌和腐蚀产物成分进行表征,同时使用电化学工作站测量阳极材料的阳极极化曲线。结果显示,四种镁合金牺牲阳极材料高纯镁、M1C、AZ63B和AZ31B在两种实际工况循环水介质中都呈现出活化极化行为,溶解形貌都比较均匀,腐蚀产物主要是Mg(OH)_(2),高纯镁和M1C的工作电位比AZ63B和AZ31B的工作电位稍负一些;电流效率排序为高纯镁、AZ63B、M1C、AZ31B;在阴极保护设计时,可参考文中得到的镁牺牲阳极阴极保护性能表现,并综合经济性考量,选择合适的材料,同时需注意到在镁阳极表面极可能形成Mg(OH)_(2)沉积。

温度对硅醛涂层水冷器牺牲阳极保护的影响研究

为了获得不同温度下水冷器牺牲阳极保护的边界参数,采用恒电位和动电位扫描方法研究了AZ31B镁合金牺牲阳极、10#碳钢以及硅醛涂层保护的10#碳钢在不同温度模拟冷却水的电化学性能。试验结果表明,温度对AZ31B镁合金牺牲阳极性能影响显著,腐蚀电位随着温度升高;在30~90℃工作温度范围内,硅醛涂层具有良好的保护性能,阴极极化电流密度较小,与牺牲阳极联合后,可对水冷器起到良好的保护作用。同时通过10#碳钢以及硅醛涂层钢阴极极化曲线和AZ31B镁合金阳极极化曲线获得了水冷器后续牺牲阳极保护模拟计算所需的边界条件。

城镇燃气钢质管道牺牲阳极系统失效的解决措施

城镇燃气钢质管道的牺牲阳极保护系统常常会因为城市的开发建设、人为破坏或自然腐蚀造成损伤,从而造成牺牲阳极保护的失效,带来安全隐患。本文对现实中的情况进行了统计分析,总结了可能造成阴极保护系统失效的原因,并从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整等几个方面阐述了减缓腐蚀和牺牲阳极失效的解决措施。希望对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用,使阴极保护系统能够充分发挥作用。

某城镇埋地燃气管道牺牲阳极失效问题的分析及应对措施

城镇燃气管道牺牲阳极系统在日常运行过程中,经常会遇到一些外来因素导致阳极组失效,致使管道保护不到位。通过对某燃气管道牺牲阳极服役参数进行现场检测,针对遇到的具体问题,及时采取合理的解决措施,有效的遏制了保护电位的下降,从而使得燃气管道牺牲阳极保护系统发挥应有的保护作用,为后期的改进提供了参考依据。

海上风电桩基阴极保护经济技术分析——牺牲阳极与外加电流对比分析

近年来,随着对可再生能源需求的不断增加和对环境保护意识的提高,海上风电作为一种清洁、可持续的能源形式,得到了广泛关注。而海上风电桩基作为海上风电的基础,所处环境恶劣,遭受着严重的腐蚀。阴极保护作为一种有效的防腐措施能够延长桩基的使用寿命,提高风电资产回报率。本文以莱州市海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目风电桩基为例,对比分析了牺牲阳极和外加电流两种阴极保护路径的适用性。

Al-Zn-In系牺牲阳极合金的研究与发展

铝合金是理想的阳极材料,但需要添加合金元素和进行适当的热处理来提高其活性。综述了常见添加元素和热处理对Al-Zn-In阳极性能的影响,介绍了其活化机理的最新研究成果以及特殊用途的阳极材料。最后对高性能Al-Zn-In牺牲阳极的研究进行了展望。

Al-Zn-In牺牲阳极在不同工作电流密度下电流效率及溶解机制的研究

采用电化学方法测定了Al-Zn-In牺牲阳极在不同工作电流密度下的电流效率和溶解机制。结果表明,工作电流密度的变化会引起Al-Zn-In牺牲阳极溶解机制发生改变,从而引起电流效率发生变化。在较小的工作电流密度下,Al-Zn-In牺牲阳极的电流效率异常降低,其原因可能是In3+和Zn2+等离子的再沉积过程受到抑制,使Al-Zn-In牺牲阳极表面形成一层氧化膜。氧化膜的破裂和溶解过程不会产生电流,而能引起牺牲阳极的质量损耗,导致阳极电流效率小于理论值。

Ga对Al-Zn-In合金牺牲阳极电化学性能影响

采用电化学测试技术和原子光谱、电子探针等分析技术,研究了Ga对Al-Zn-In合金牺牲阳极电化学性能的影响,分析了Ga、In等元素在合金中的分布形态和在铝合金活性溶解过程中的作用.结果表明,在3%的NaCl溶液中Al-4%Zn-0.022%In-0.015%Ga牺牲阳极工作电位为-1039mV,电流效率为96.3%.随着Al-Zn-In-Ga阳极中Ga的增加,阳极工作电位负移、电流效率下降,孔蚀愈加严重.电子探针分析发现,在Al-4%Zn-0.022%In-0.015%Ga阳极中Ga均匀地固溶于合金中,而In在阳极表面产生局部富集.Al-Zn-In-Ga阳极由于In3+的活化作用,破坏了表面钝化膜,使电极电位负移,从而激活了Ga3+的活性,使得Ga3+、In3+、Zn2+等产生共同沉积,维持了阳极活性溶解.

Al-Zn-In系牺牲阳极低温电化学性能研究

研究了三种Al-Zn-In牺牲阳极在低温下的电化学性能,其中Al-Zn-In-Cd牺牲阳极在低温时电流效率为84%左右,阳极溶解呈非均匀状,腐蚀产物不脱落,不适用于低温环境;Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极在低温时电流效率为90%左右,表面呈均匀状溶解,腐蚀产物脱落,具有较好的电化学性能.

海洋环境Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极腐蚀防护研究

以Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极为研究对象,在海洋环境下做车辆的牺牲阳极腐蚀防护试验。采用电位自动记录仪采集浸入海水期间车体的动态电位,绘制时间-电位(t-E)曲线图,并分析数据;采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对牺牲阳极试样表面腐蚀形貌及成分进行了分析。结果发现,Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极增加了车体电位的稳定性,使车体电位部分极化到-800 mV;车体电位达到平衡的时间为7 min,加速了车体电位达到平衡的时间;Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极腐蚀产物在表面形成致密氧化层,并在干湿交替的作用下形成龟裂的裂纹,阻止了牺牲阳极的进一步反应。

合金元素对Al-Zn-In系牺牲阳极溶解行为的影响

通过电化学阻抗、扫描电子显微镜和能谱分析研究了三种不同元素含量的Al-Zn-In牺牲阳极在0.5 mol/L NaCl溶液中的溶解行为和溶解形貌,对比不同合金元素含量牺牲阳极的电化学溶解特征表明,随着铁含量的增加,铝阳极的局部腐蚀敏感性增加,适当提高Zn的含量能有效改善铁含量增加引起的局部腐蚀,但阳极的自腐蚀速度增加。

油田耐温牺牲阳极套管内防腐蚀参数优化数值模拟与应用

针对油田侏罗系油井的内腐蚀套损问题,以重点腐蚀段长效防护为目标,研制了耐温阳极套管内防腐蚀技术。依据阴极保护相关规范,在室内搭建4组模拟试验,开展720 h套管极化性能测试,探究套管内涂层、介质溶液、温度对牺牲阳极保护效果的影响,验证理论计算和数值计算结果。结果表明:油管不影响工具对套管的保护;阳极数量增加对保护电位分布和输出电流无影响;阳极间距增加,保护电位衰减较快,当阳极中点的保护电位达到-0.8 V时,该间距为最大有效保护距离;牺牲阳极尺寸增加,有效保护距离变化不明显;在油田环境中,阳极寿命为2~4 a。通过现场性能优化、结构改进累计实施402口井,腐蚀速率由0.38 mm/a降低至0.19 mm/a,有效期在720 d以上。

动态海水温度对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极性能的影响

采用恒电流法、电化学阻抗谱并结合表面形貌观察研究了动态海水中温度对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极电化学性能的影响,并与静态条件下测试结果进行比较。结果显示,随着海水温度降低,Al-Zn-In-Mg-Ti阳极试样的开路电位和工作电位负移,电化学容量增大,电流效率升高,溶解形貌更好;温度相同时,动态海水中Al-Zn-In-Mg-Ti阳极试样的开路电位、工作电位较静态条件下正移,电化学容量及电流效率下降,溶解形貌稍差。

微量镁对Al-Zn-In合金牺牲阳极显微组织的影响

熔炼了4种不同镁含量的Al-Zn-In-Sn-Mg-RE合金,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析技术,考察了合金的晶粒尺寸、第二相数量及主要偏析相形貌及成分。结果显示,铝阳极偏析相有晶内和晶界两类;杂质Si、Fe对铝阳极的组织有影响;镁含量高时,晶界偏析相中出现含镁的化合物。