动态人工模拟海水环境下两种B10铜镍合金腐蚀行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试并结合XPS测试和SEM/EDS微观表征,通过自制的冲刷腐蚀实验装置研究了两种B10铜镍合金在不同流速和不同时间下的冲刷腐蚀行为,比较了两种铜镍合金在不同冲刷条件下的腐蚀差异。结果表明,两种铜镍合金的腐蚀速率随时间的变化规律相似,在不同的流速下冲刷2 h后腐蚀速率较高,冲刷8 h后腐蚀速率较低。在低于4 m/s的流速冲刷不同时间后,A合金的耐蚀性整体上高于B合金的耐蚀性;当流速高于3 m/s且较长时间冲刷后,B合金的耐蚀性更好。这与钝化膜中Ni,Fe的化学态无关而与晶粒尺寸和孪晶数量以及Ni,Fe元素的富集有关。长时间高流速冲刷会促进钝化膜中Ni和Fe元素的富集,有利于增强钝化膜的耐蚀性。

浸泡时间对B10铜镍合金钼酸盐转化膜性能的影响

B10铜镍合金具有优异的耐蚀性能和力学性能,因此被广泛应用于海洋工程。但是,由于其服役环境复杂,B10铜镍合金易发生腐蚀而导致泄漏,造成不可挽回的损失。制备了B10铜镍合金表面防腐转化膜,以提高合金表面的耐蚀性能;进行了电化学阻抗、塔菲尔极化曲线(Tafel极化曲线)、扫描电镜与能谱分析,并通过X射线光电子谱(XPS)观察了转化膜的表面覆盖腐蚀产物。结果表明,当B10铜镍合金试样在含钼酸盐的溶液中浸泡120 min时,溶液转移电阻(R_(ct))和膜电阻(R_(p))达到峰值,且缓蚀率高达92.5%;转化膜中含有Cu和Ni的氧化物以及氢氧化物,Mo以+4价和+6价氧化物的形式存在于转化膜中。

B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀电化学行为

采用旋转圆桶冲刷腐蚀试验机,利用多种电化学测试手段,结合表面分析、失重测量研究了B10铜镍合金流动海水冲刷腐蚀、成膜过程和膜层的电化学信息,探讨了流速及腐蚀时间对成膜过程的影响.结果表明,B10合金在0、1、2、3、3.6、4m/s的试验流速海水中的腐蚀速度随着腐蚀时间的变化规律相似,在静止和流动海水中都会生成内、外双层保护性的腐蚀产物膜,随着流速增加,产物膜因受流体力学作用增大而被冲刷削薄;腐蚀反应阳极区随海水流速和时间变化较大,腐蚀受阳极反应和传质过程控制.

国产B10铜镍合金海水腐蚀行为研究

通过对Ｂ１０铜镍合金（ＣＤＡ７０６）国产管材、板材长期实海暴露腐蚀规律研究，并用金相、扫描电镜（ＳＥＭ）等物理测试方法，分析观察该合金在海水中腐蚀敏感性差异的原因．结果表明，经过４年实海全浸暴露，强度较低的Ｂ１０铜管在厦门站和舟山站腐蚀速度最高，表现为冲击腐蚀和沿晶腐蚀形貌．而强度较高的Ｂ１０板材，其年均腐蚀速度表现出很大的温度敏感性．在榆林站暴露的两种材料局部腐蚀均明显偏高．通过腐蚀形貌观察及腐蚀产物膜分析，发现两种材料的不同腐蚀敏感性行为均是由合金的晶界缺陷所致。并探讨了这种合金具有优良抗污性能的机理．

B10铜镍合金海水加速腐蚀行为

B10铜镍合金具有优良的耐海水腐蚀性能,为研究其在海水中的腐蚀行为,取厦门天然海水,加入双氧水作为腐蚀加速剂,在室内模拟海水全浸腐蚀实验,采用失重法、电化学阻抗谱(EIS)技术分析B10合金在海水腐蚀中的腐蚀速率随腐蚀时间的变化规律,用不同腐蚀周期的电化学阻抗谱特征来表征工作面积为1cm^2的合金表面氧化膜的生长破坏情况。结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、XPS和拉曼光谱技术分析B10合金表面腐蚀产物膜的成分以及B10合金在海水腐蚀中的腐蚀类型。结果表明,氧化膜的生成与破坏使得合金在海水中的瞬态腐蚀速率呈先减小后增大的趋势,腐蚀产物包含碱式氯化铜Cu_2(OH)_3Cl和氧化亚铜Cu_2O,腐蚀由点蚀开始,逐渐经历了晶间腐蚀-剥蚀。

环境因素对B10铜镍合金耐蚀性的影响

通过环境扫描电镜、扫描探针显微镜、交流阻抗谱、动电位极化测试,考察了温度、pH值、Cl-含量等因素对B10铜镍合金耐海水腐蚀性能的影响。结果表明,在0～60℃范围内,温度升高,B10腐蚀加速;B10在强碱性环境中的腐蚀受到OH-的抑制;Cl-含量升高阻碍氧化膜的生成,降低B10的耐蚀性;海水流速高于3 m/s后,B10耐冲刷腐蚀的能力急剧降低,且含砂海水的冲刷对该材料的破坏作用更为显著。

B10铜镍合金与H62黄铜的电偶腐蚀及电绝缘研究

主要研究了船舶海水系统中B10铜镍合金与H62黄铜间的电偶腐蚀性能及电绝缘控制方法。通过电位监测、极化曲线测试考察了两种材料的电偶腐蚀倾向;通过电偶腐蚀试验、SEM观察和EDS分析考察了试样的电偶腐蚀程度、微观腐蚀形貌和成分变化;通过串联不同阻值电阻的模拟电绝缘试验,测定了两材料偶合的电绝缘判据。结果表明,B10与H62黄铜间存在明显的电偶腐蚀倾向,直接偶连时H62黄铜发生严重的脱锌腐蚀。电绝缘技术是控制电偶腐蚀的有效措施之一,串联电阻大于等于20 kΩ时,可基本消除B10与H62黄铜间的电偶腐蚀。

B10铜镍合金与Tup紫铜的电偶腐蚀及电绝缘

通过电位监测、极化曲线测试考察了船舶海水冷却系统中B10铜镍合金与Tup紫铜间的电偶腐蚀倾向;通过两种材料不同面积比下的电偶腐蚀试验,考察了其电偶腐蚀特征和偶合效应;通过串联不同阻值电阻的模拟电绝缘试验,考察了阻值变化对电偶腐蚀的影响,测定了两种材料偶合的电绝缘判据。结果表明,两种材料间存在明显的电偶腐蚀倾向,B10/Tup面积比为5∶1时,随浸泡时间延长出现阴阳极反转现象;随串联电阻增大,电偶腐蚀效应先增大后减小,当串联电阻R≥20 kΩ时,可基本上消除两种材料间的电偶腐蚀。

多场耦合条件下的B10铜镍合金在海水中的腐蚀行为

采用浸泡试验、电化学阻抗谱、腐蚀产物成分分析等方法研究了B10铜镍合金(B10)在不同流速、含沙量、表面流体力场等多场耦合条件下的海水腐蚀规律。结果表明:B10在海水中的表面腐蚀产物膜主要是Cu2O。经过海水浸泡后,B10表面能形成稳定致密的钝化膜,在低流速条件下,该钝化膜能够对基体起到保护作用。

国产B10铜镍合金海水腐蚀行为及防腐对策研究

文章阐述了国产B10铜镍合金在船舶海水管路中的电化学腐蚀规律,以及筛选铁基牺牲阳极的方法,提出了B10管路的电绝缘法兰的安装工艺和电绝缘性能检测方法。

室内与实海环境中B10铜镍合金海水全浸腐蚀研究

目的研究B10铜镍合金在青岛港口海水全浸区的腐蚀规律。方法进行室内模拟海水全浸试验以及港口海域实海全浸试验,利用三维视频拍照、电化学测试和失重分析等手段,对比分析了B10铜镍合金在海水全浸环境中的腐蚀形貌、腐蚀速率以及点蚀深度。结果室内模拟环境中,随着浸泡周期增长,B10铜镍合金点蚀深度有增大趋势;实海环境中B10铜镍合金180 d腐蚀速率和点蚀深度均小于室内模拟环境;室内模拟环境中,B10铜镍合金的主要腐蚀产物为Cu2O和Cu2(OH)3Cl和Cu(OH)2组成。较高含量的Cu2O对海生物污损起到抑制作用。结论由于海水环境不同,B10铜镍合金在室内模拟试验与实海试验中腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度均存在明显差异。

静态和动态海水中B10铜镍合金管的腐蚀行为研究

采用可原位测量的管流式试验装置,利用失重和电化学阻抗谱测试对比研究了B10管在静态和动态天然海水中的腐蚀行为及其随时间的变化,并通过SEM、XPS等分析了其腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在两种海水暴露条件下,试样的腐蚀速率随时间的延长逐渐降低。B10管表面在静态下生成的腐蚀产物主要是Cu_(2)O,而在动态条件下则为NiO、Cu_(2)O和FeOOH,其中NiO和FeOOH的存在降低了腐蚀速率,提高了B10管的耐蚀性。本文研究表明冲刷状态有利于B10管表面形成更为致密的腐蚀产物膜,对基体起到良好的保护作用。研究结果可为海水管路动态条件下B10管成膜质量和服役性能评价提供实验依据。

去应力退火对B10铜镍合金厚壁三通表面残余应力及组织性能的影响

在不同退火温度和保温时间下对冷推制成形B10铜镍合金厚壁三通管件进行真空去应力退火处理,研究B10铜镍合金厚壁三通管件去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律。结果表明,冷成形后等径三通主管、支管表面残余应力为压应力,主管与支管过渡位置表面残余应力为拉应力;去应力退火在不损害力学性能的前提下对B10铜镍合金等径三通表面残余应力消除明显。在本试验范围内,经300℃退火1 h随炉冷却,管件轴向和切向的残余应力基本消除。

温度对B10铜镍合金管冲刷腐蚀行为影响规律研究

通过可原位测量的管流式实验装置,采用电化学阻抗谱等电化学方法研究B10管在不同温度的天然海水中的腐蚀行为,采用SEM、XPS等方法分析其腐蚀形貌及腐蚀产物成分。结果表明,在10~50℃范围内,随着温度的降低,B10管表面的腐蚀产物膜逐渐致密,膜层耐蚀性逐渐升高,腐蚀速率逐渐降低。在10、25和35℃时,B10管的腐蚀速率随时间的延长逐渐降低,腐蚀产物主要为Cu_(2)O、NiO和FeOOH,对基体有较好的保护作用;在50℃时,B10管表面腐蚀产物为CuO、Ni和FeO,对基体的保护性较差。

B10铜镍合金在高浓度NH_(4)^(+)污染海水中腐蚀研究

通过比较B10铜镍合金在天然海水和含10 mg/L NH_(4)^(+)海水中的腐蚀行为,研究NH_(4)^(+)对B10铜镍合金的腐蚀影响机制。采用失重法测量平均腐蚀速率;采用动电位极化分析、电化学阻抗谱(EIS)研究界面腐蚀电化学特征;采用扫描电子显微镜(SEM)表征腐蚀产物形貌;采用能量色散光谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析腐蚀产物成分。结果表明,NH_(4)^(+)的添加降低了腐蚀产物中具有保护作用的Cu_(2)O成分的含量,提高了B10铜镍合金在海水中的腐蚀速率,促进了点蚀的发生。

海水中Cu^(2+)对B10铜合金腐蚀行为的影响

使用腐蚀电位、线性极化电阻和电化学阻抗谱等电化学方法研究了海水环境中Cu^(2+)对Bl0铜合金腐蚀行为的影响。研究结果表明,海水中一定浓度的Cu^(2+)能够增大B10铜合金腐蚀速度。加入的Cu^(2+)能够在一定条件下还原沉积在基体金属、腐蚀产物膜表面。沉积的铜和基体金属形成电偶电池,铜膜为阴极,基体金属为阳极,增大基体金属腐蚀速度。所以当海洋结构中具有B10铜镍合金结构时,必须控制海水中电解铜离子浓度,在控制生物附着与污损的同时避免诱发铜合金电偶腐蚀破坏。

FeMnSi/B10偶对在不同温度3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

B10海水管道与FeMnSi记忆合金管接头连接使用易发生电偶腐蚀。为明确FeMnSi/B10的电偶腐蚀机理,通过电化学测试、腐蚀失重法、SEM、EDS分析了FeMnSi/B10偶对在不同温度的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明:FeMnSi/B10发生电偶腐蚀时,FeMnSi为阴极,B10为阳极。FeMnSi和B10的腐蚀热力学趋势和腐蚀速率均随温度的升高而增加。FeMnSi/B10偶对电偶电流密度在初期急剧下降,随着时间的延长而减慢,最后达到稳定值。当温度从25℃升高至45℃时,偶对的电偶电流密度增大了约1倍,说明FeMnSi/B10偶对的耐蚀性对温度较为敏感。随着温度的升高,B10的腐蚀形式由晶间腐蚀发展为剥蚀。FeMnSi记忆合金的腐蚀产物为Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)、FeOOH,B10铜镍合金的腐蚀产物为Cu_(2)O、Cu_(2)Cl(OH)_(3)。

流动海水中铜镍合金管材的冲刷腐蚀行为

在自制的模拟人工海水管材冲刷腐蚀试验机上进行冲刷腐蚀试验,研究了B10铜镍合金管材在流动人工海水中的冲刷腐蚀行为。研究结果表明:当冲刷时间相同时,B10铜镍合金管材腐蚀速率随着水流速度的增加而变大,当模拟海水的流速达到3.0 m/s后,腐蚀速率迅速增大且合金表面破坏严重,有蚀坑出现。流速不同时钝化膜形成时间不同,当模拟海水的流速为1.5 m/s时,B10铜镍合金管材初期的腐蚀速率高于后期,冲刷96 h后开始形成钝化膜;当模拟海水的流速为3.0 m/s时,腐蚀速率达到最大,并且B10铜镍合金管材在冲刷192 h后才开始形成钝化膜,但是钝化膜很不稳定,容易被破坏。

不同流速海水中B10/H62电偶腐蚀规律

H62黄铜与B10铜镍合金是船舶海水管路系统中广泛使用的电偶对,为了探讨其匹配性,研究了2种材料在01,,3,5 m/s流速海水中的电偶腐蚀行为。通过自然腐蚀电位监测、电偶腐蚀试验、三维视频显微镜考察了海水流速对2种材料电偶腐蚀倾向、电偶腐蚀规律和微观腐蚀形貌的影响。结果表明:在不同流速海水中,H62黄铜与B10间存在明显的电偶腐蚀倾向,H62作为阳极,腐蚀加剧,B10作为阴极受到保护。结果还表明,随海水流速增大,电偶腐蚀效应γ先减小后增大,于3 m/s海水中呈现极小值;电偶腐蚀流速敏感性因子λ逐渐增大;H62试样呈现出更为明显的冲刷腐蚀形貌。

TA2-B10管不同电偶腐蚀防护方式对B10管腐蚀特性的影响

为研究TA2-B10合金管在不同电偶腐蚀防护方式下对B10管腐蚀特性的影响,在青岛小麦岛海水试验场设置通径DN80 TA2-B10管直接连接、电绝缘连接、电绝缘+涂层连接三组不同电偶腐蚀防护方式对照管道,依次进行1 m/s、3 m/s、4 m/s流动海水与浸泡交替腐蚀试验。对试验后的三组B10管道线切割,通过管道内表面电位分布试验分析不同电偶腐蚀防护方式下B10管道的腐蚀类型;采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和微观表征,分析不同电偶腐蚀防护方式下距离法兰接头250 mm处B10管试样的腐蚀特性。结果表明,直接连接TA2-B10管处于电偶腐蚀状态,B10端内电位正移腐蚀加速,电绝缘连接和绝缘+涂层连接TA2-B10管均处于自腐蚀状态,但电绝缘+涂层连接具有更好的绝缘效果;电绝缘+涂层连接防护下的B10试样,腐蚀电流密度最小,自腐蚀电位最负;三组B10试样阻抗谱均呈现单容抗弧特征,电绝缘+涂层连接防护下的B10试样具有更大的传递电阻和膜层电阻;电绝缘+涂层连接能有效减缓点蚀、坑蚀和晶间腐蚀三种腐蚀倾向。以上结果综合说明,绝缘+涂层防护方式具有更好的电偶腐蚀防护效果。