發(fā)布時間：2020-03-29 05:37

【摘要】：金屬腐蝕造成巨大的經(jīng)濟損失，據(jù)美國國家標準局統(tǒng)計數(shù)字——美國每年腐蝕損失700億美元，但其中約有三分之一可以通過更好、更廣泛地運用現(xiàn)有的知識和技術(shù)而予以避免，腐蝕監(jiān)測就是這種技術(shù)之一。腐蝕監(jiān)測潛在的應用意義是實時監(jiān)測腐蝕的產(chǎn)生和發(fā)展，評價腐蝕狀態(tài)，獲得重要的腐蝕信息，減少不必要的檢查和維護，優(yōu)化必要的維修計劃，有利于現(xiàn)場的材料評估。迄今為止，腐蝕監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)在冷卻水系統(tǒng)、大氣腐蝕、石油化工、航空航天、鋼筋混凝土等領(lǐng)域建立并得到很好的應用，而海洋中的腐蝕監(jiān)測則開展較晚，海洋環(huán)境中金屬材料的現(xiàn)場腐蝕監(jiān)測技術(shù)也很少見，因此有必要探索和開發(fā)出適合海洋中金屬材料腐蝕的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)。 為實現(xiàn)海洋環(huán)境中金屬材料的腐蝕監(jiān)測，本文進行了前期的研究工作，目的是在實驗室內(nèi)建立一、兩種海水中金屬材料腐蝕狀況的電化學監(jiān)測技術(shù)，并使實驗方法、數(shù)據(jù)處理過程標準化。綜合考察了腐蝕監(jiān)測技術(shù)在各個領(lǐng)域的應用及發(fā)展情況，采用兩種電化學測試技術(shù)：弱極化技術(shù)和恒電流充電技術(shù)，研究將它們應用于天然海水中金屬材料腐蝕行為在線監(jiān)測的可行性。針對海洋環(huán)境中常用的兩種金屬材料紫銅(T2)和低碳鋼(Q235B)，從腐蝕電化學的原理與應用、計算機編程進行數(shù)據(jù)擬合以及數(shù)學模型的建立等角度對這兩種電化學測試技術(shù)應用于腐蝕監(jiān)測的可行性進行了實驗室研究。主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下： (1)為解決兩種測試技術(shù)數(shù)據(jù)處理的問題，本文用QBasic語言根據(jù)迭代的最小二乘技術(shù)線性逼近的原理編制求解弱極化曲線和恒電流充電曲線腐蝕電化學參數(shù)的計算機擬合程序。程序在數(shù)據(jù)處理過程中沒有出現(xiàn)死循環(huán)現(xiàn)象，很好的解析了弱極化和恒電流充電曲線，能得到精確的實驗結(jié)果。 (2)為確定兩種金屬在海水中的穩(wěn)定時間，記錄它們在海水中的開路電位漂移曲線，確定紫銅和低碳鋼在海水中的穩(wěn)定時間分別為30min和60min。 (3)實驗采用經(jīng)典的三電極體系，用控制電位三角波技術(shù)測量兩種金屬電極的弱極化曲線。在穩(wěn)態(tài)的前提下結(jié)合強極化法確定紫銅的掃描速率為0.5mV／s；根據(jù)低 碳鋼開路才、位的漂移情況決定對其進行準穩(wěn)態(tài)測量，確定其掃描速率為ZmV/s。 (4)為評價弱極化方法用于海水中金屬材料腐蝕監(jiān)測的可靠性，進行約一個月的 連續(xù)實驗。定時測量金屬電極的弱極化曲線，獲得腐蝕電化學參數(shù)隨時間的變化 曲線。與此同步，進行傳統(tǒng)的掛片實驗，二者數(shù)據(jù)相對照。實驗證明:弱極化連 續(xù)實驗所得數(shù)據(jù)與掛片實驗所得數(shù)據(jù)有很好的一致性。 (5)用由實際電阻、電容元件組成的等效電路測試恒電流充電實驗方法、數(shù)據(jù)擬 合程序及測量系統(tǒng)的合理性與可靠性。測量這兩種金屬電極在不同外加電流下的 恒電流陰、陽極充電曲線。用所編程序?qū)η�進行擬合，實驗結(jié)果說明:實驗方 法、數(shù)據(jù)擬合程序及測量系統(tǒng)是合理的，測量結(jié)果是可信的。 (6)為驗證實驗方法的可靠性，進行約一個月的連續(xù)實驗，定期更換海水，測量 兩種金屬電極腐蝕電化學參數(shù)隨時間的變化曲線。實驗結(jié)果與金屬實際腐蝕情況 一致，實驗說明，這種方法可以用于海水中金屬材料的腐蝕監(jiān)測，實驗室方法已 成熟。 (7)由于現(xiàn)場金屬電極往往形狀不規(guī)則，，并且面積較大，難以均勻極化。為解決 這個問題，在實驗室內(nèi)對簡單形狀的大面積金屬電極建立恒電流充電數(shù)學模型， 對其進行腐蝕監(jiān)測。選擇表面積很小(可看作一點)的輔助電極，多個A歲Agx 微參比電極。分別測量記錄兩種大面積金屬電極各點的恒電流充電曲線，通過數(shù) 據(jù)擬合得到各點的腐蝕電化學參數(shù)。實驗表明，所測數(shù)據(jù)的平行性很好，說明此 時金屬表面發(fā)生的是均勻腐蝕。將大面積金屬電極浸在海水中一段時間后，測量 各點的充電曲線。實驗發(fā)現(xiàn)，所測不同表面狀態(tài)的部位腐蝕電化學參數(shù)也不同， 并且實驗結(jié)果與實際測得的腐蝕狀態(tài)是一致的，說明該方法可以很好地評價局部 腐蝕情況。 (8)本文的實驗研究結(jié)果證明，弱極化法和恒電流充電法作為兩種無損檢測技術(shù) 可以很好地反映金屬材料在天然海水中的腐蝕狀況，實驗室方法及數(shù)據(jù)處理程序 已經(jīng)成熟，可以用于海水中金屬材料的腐蝕監(jiān)測。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：P755.3

【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 喬國富;混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕的電化學特征與監(jiān)測傳感器系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 于會華;咪唑啉磷酸酯類緩蝕劑的制備及其緩蝕性能研究[D];中國海洋大學;2010年

2 林中楠;鐵合金在流動海水中的腐蝕行為研究[D];大連理工大學;2009年

3 蔣斌;含咪唑啉環(huán)不對稱雙季銨鹽的合成及其緩蝕性能的研究[D];中國海洋大學;2009年

4 宮鵬;鋼筋混凝土構(gòu)件銹蝕的光纖監(jiān)測技術(shù)與銹脹的評定方法[D];大連理工大學;2012年

本文編號：2605533