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鎂合金與Q235鋼在罐底水溶液下的電偶腐蝕行為

2021-07-15 12:33李卓遠孫東旭趙志龍
關(guān)鍵詞:電偶陰極保護鎂合金

李卓遠,謝 飛,吳 明,孫東旭,趙志龍

(1.遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院,遼寧 撫順113001;2.中國石油撫順石化公司 石油二廠,遼寧 撫順113001)

儲油罐是石油行業(yè)中的必要設(shè)施之一,超過80%的儲罐事故是由儲罐底板腐蝕引起的,底板腐蝕嚴重威脅了儲罐的運行安全[1]。隨著儲罐防腐蝕技術(shù)的發(fā)展,儲罐在一定程度上延長了使用壽命,但仍達不到預(yù)期設(shè)想[2]。儲罐設(shè)計壽命長,施工成本高,維護工作復(fù)雜,因此儲罐設(shè)備運行的好壞直接關(guān)系到石油化工的生產(chǎn)效率和安全[3]。目前對金屬腐蝕的控制主要采用涂料防護和陰極保護[4]。經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用,陰極保護是防止鋼質(zhì)儲罐腐蝕最常用的方法之一,儲罐罐底板的陰極保護是決定儲罐運行壽命的關(guān)鍵技術(shù)[5]。相比其他金屬,鎂合金的電極電位低,利用這一特點和電化學(xué)原理,鎂合金可作為犧牲陽極[6],鎂合金犧牲陽極已廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、煤氣管道和儲罐等設(shè)備的腐蝕防護中[7-8]。儲罐的陰極保護的標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)外有所不同[9-10],但一般是根據(jù)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[11-13]進行設(shè)計和施工,其中所需鎂合金的數(shù)量和與陰陽極的比例大小是根據(jù)預(yù)期的使用年限計算得到,這種根據(jù)預(yù)估保護年限確定陽極數(shù)量的設(shè)計方式會出現(xiàn)與現(xiàn)實陽極的消耗速率不相符的情況。同時陰陽極面積比也對陰極保護年限有著至關(guān)重要的影響,是影響電偶腐蝕速率的一個重要因素[14]。因此,研究鎂合金與Q235鋼在罐底水溶液下的電偶腐蝕行為,得到電偶腐蝕速率與陰陽極面積比的關(guān)系,有助于確定合理的犧牲陽極面積,避免資源和資金的浪費,為罐底犧牲陽極保護提供理論依據(jù)和參考。

國內(nèi)外許多學(xué)者就犧牲陽極的電偶腐蝕進行了多方面的研究。H.H.Wang等[15]研究了兩種不同犧牲陽極在海水中的電化學(xué)性能,判斷了兩種犧牲陽極的優(yōu)劣。H.X.Wan等[16]采用電化學(xué)、浸泡和表面分析等方法,研究了海泥狀態(tài)對AlˉZnˉInˉ MgˉTi犧牲陽極行為的影響,發(fā)現(xiàn)AlˉZnˉInˉ MgˉTi犧牲陽極在模擬海水中的腐蝕速率高于在模擬海泥中的腐蝕速率,并且隨海泥粒徑的增大,其腐蝕速率也增大。N.Zidane等[17]對含氯儲罐陰極保護犧牲陽極AZ31鎂合金腐蝕性能進行了評價,綜合失重和電化學(xué)數(shù)據(jù)表明,隨著NaCl質(zhì)量濃度的增加和溫度的升高,鎂合金的腐蝕速率增大。Q.L.Cheng等[18]研究了Q235B碳鋼在原油沉積水中的腐蝕行為,結(jié)果表明碳鋼被碳酸鈣為主的氧化物覆蓋,在沉積水中電偶腐蝕導(dǎo)致局部溶解。M.Grabowski等[19]研究了AM 50鎂合金在除冰鹽溶液中的陰極保護,結(jié)果表明AM 50鎂合金在除冰鹽溶液中無法實現(xiàn)陰極保護,而是沿晶界發(fā)生局部溶解。雖然目前國內(nèi)外學(xué)者對于陰極保護的研究已經(jīng)有了一定進展,但多是針對影響電偶腐蝕的因素,對于犧牲陽極的大小、最佳的陰陽極面積比、犧牲陽極的使用壽命方面的研究卻鮮有報道,在儲罐陰極保護方面也少有研究,對于陰極保護系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)意義較差。

本文以Q235鋼為陰極,鎂合金為陽極組成電偶對,以大榭油庫罐底水模擬溶液為腐蝕環(huán)境,利用失重法、電化學(xué)實驗、顯微形貌觀察等方法,研究罐底水溶液中的Q235鋼/鎂合金電偶對在不同陰陽極面積比下的電偶腐蝕行為,討論了不同陰陽極面積比對電偶腐蝕速率的影響,為儲罐犧牲陽極陰極保護的設(shè)計方案、最佳陰陽極面積比提供科學(xué)的參考和理論指導(dǎo)。

1 實驗部分

1.1 材料與介質(zhì)

以大榭油庫儲罐鋼制罐底所使用的Q235鋼為陰極材料,AZ31B鎂合金為犧牲陽極材料。大榭油庫301罐底水中含Clˉ16 000 mg/L、341 mg/L、1 185 mg/L、198 mg/L,溶液p H為8.1[20]。實驗溶液以此罐底水的模擬水溶液為介質(zhì)溶液,用NaCl、MgSO4、NaHCO3、Na2CO3和去離子水配制實驗室所用的罐底模擬溶液,具體離子質(zhì)量濃度如表1所示。

表1 模擬溶液的組成Table 1 Composition of simulated solution

1.2 浸泡實驗

Sc表示Q235鋼(陰極)面積,Sa表示鎂合金(陽極)面積,Sc/Sa表示陰極與陽極的面積之比。

將Q235鋼材料加工成尺寸大小為50 mm×25 mm×2 mm的試件,再將鎂合金塊分別加工成與Q235鋼成一定比例的外形尺寸,Sc/Sa分別為1.0、2.0、3.0,用以進行對照實驗,經(jīng)過處理后逐一利用電子天平進行稱重,在半小時內(nèi)進行實驗,并做好記錄(精確到0.000 1 g),以防止外界因素影響實驗結(jié)果。利用絕緣夾子將Q235鋼與鎂合金塊緊密貼合不發(fā)生相對位移,之后將其固定在已經(jīng)加工好且有足夠空間的容器中,實驗時間為15 d(360 h)。Q235鋼與鎂合金塊均不能與容器壁接觸,模擬溶液需浸沒整個試件,在容器開口處進行密封處理,以防止空氣進入到容器中,對每個容器進行標(biāo)簽區(qū)別記錄。清洗過的鎂合金塊用濾紙吸去表面的水分后,放入由200 g三氧化鉻(CrO3),10 g硝酸銀(AgNO3),20 g硝酸鋇[Ba(NO3)2]和去離子水配成的1 000 mL溶液中,放置1 min以清除剩余的腐蝕產(chǎn)物。用濾紙將清洗過的Q235鋼表面的水分吸干,放入由500 mL密度為1.19 g/mL的鹽酸、3.5 g六次甲基四胺與去離子水配制成的1 000 mL溶液中,靜置10 min,觀察除銹不夠徹底則可適當(dāng)延長靜置時間[21]。將嚴格按要求處理后的試件放入干燥器中放置24 h后用電子天平稱重并計算各試件的平均腐蝕速率,然后采用金相顯微鏡觀察試件微觀腐蝕形貌。在室溫下,共進行3組平行實驗,選取一組實驗結(jié)果進行分析,其余實驗結(jié)果用誤差棒表示。

通過浸泡實驗研究鎂合金與Q235電偶對的腐蝕行為、陰陽極腐蝕情況,以及在不同Sc/Sa下的腐蝕速率變化情況。

利用失重法計算試件的平均腐蝕速率Vc,如式(1)所示[22]:

式中,m0為試件的初始質(zhì)量,g;m1為試件經(jīng)清除腐蝕產(chǎn)物后的質(zhì)量,g;S為試件的表面積,m2;t為浸泡時間,d;Vc為平均腐蝕速率,g/(m2·d)。

1.3 電偶腐蝕實驗

實驗選取Q235鋼為陰極材料,AZ31B鎂合金為犧牲陽極材料,實驗溶液如表1所示。將Q235鋼加工成外形尺寸為1 cm×1 cm×2 mm的試件,再將鎂合金塊分別加工成與Q235鋼成一定比例的外形尺寸,Sc/Sa分別為0.5、1.0、2.0,即未封裝的試件的陽極工作面積分別為2.0、1.0、0.5 cm2,用以進行對照實驗。

實驗過程中采用三電極體系和PARSTAT 2273電化學(xué)工作站。其中,Q235鋼為工作電極,鎂合金為輔助電極,飽和甘汞電極(SCE)為參比電極。將準(zhǔn)備好的電極與儀器的導(dǎo)線按要求接好,置于500 mL容量燒杯所盛的模擬溶液中(溶液未除氧),注意將3個電極正對處于同一水平面上且距離固定在3~5 cm,固定后先靜置30 min,以消除擾動影響。電偶腐蝕實驗電偶電流曲線測量時,設(shè)置實驗時間為12 h(43 200 s),每個點間隔時間為10 s。畫出相應(yīng)的時間-電偶電流關(guān)系曲線,并將溶液的電偶腐蝕實驗數(shù)據(jù)導(dǎo)出進行分析,采用金相顯微鏡觀察試件微觀腐蝕形貌。在室溫下,共進行3組平行實驗,選取一組實驗結(jié)果進行分析,其余實驗結(jié)果用誤差棒表示。

通過電偶電流曲線,研究不同陰陽極面積比的電偶電流與腐蝕程度的規(guī)律。利用電偶電流,通過理論計算得到腐蝕速率,回歸出腐蝕速率與陰陽極面積比的關(guān)系曲線。

腐蝕電流與腐蝕速率的相關(guān)公式為[22]:

式中,V為腐蝕速率,g/(m2·h);i為腐蝕電流密度,μA/cm2;n為價數(shù),即金屬陽極反應(yīng)方程式中的電子數(shù);A為金屬的相對原子質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸泡實驗結(jié)果

2.1.1 平均腐蝕速率 不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金塊在模擬溶液中浸泡360 h,實驗前后統(tǒng)計的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 各組試件實驗前后數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 2 Data statistics of each gr oup befor e and after the experiment

由表2數(shù)據(jù)可以看出,鎂合金和Q235鋼都發(fā)生了腐蝕,二者均有失重。每一組鎂塊所損失的重量高于該組Q235鋼所損失的重量,這表明鎂合金所發(fā)生的腐蝕要比Q235鋼嚴重。相同Sc/Sa時陰陽極的平均腐蝕速率也反應(yīng)了陰陽極腐蝕情況的不同,二者的腐蝕速率相差很大,陽極腐蝕情況嚴重,Q235鋼幾乎未受到腐蝕,這種平均腐蝕速率的差距在Sc/Sa為3.0時最大,鎂合金的腐蝕速率達到了0.701 7 g/(m2·h),而Q235鋼只有0.024 0 g/(m2·h)。所以Q235與鎂合金組成的電偶對會發(fā)生明顯的電偶腐蝕,鎂合金遭到嚴重腐蝕而Q235鋼則腐蝕輕微,這是由于添加了鎂合金后,鎂合金相較于Q235鋼有更低的電位,鎂合金作為陽極被消耗,而Q235鋼作為陰極被保護。實驗結(jié)果驗證了犧牲陽極的陰極保護是有效的。

圖1為不同Sc/Sa下鎂合金與Q235鋼的平均腐蝕速率柱狀圖。由圖1可以看出,不同的Sc/Sa,陰極、陽極的平均腐蝕速率是不同的。對鎂合金而言,當(dāng)Sc/Sa為1.0時,鎂合金的平均腐蝕速率為0.104 5 g/(m2·h),當(dāng)Sc/Sa為3.0時,鎂合金的平均腐蝕速率達到了0.701 7 g/(m2·h)。鎂合金的腐蝕速率隨著Sc/Sa的增大而增大,且增加幅度明顯。反觀Q235鋼,在Sc/Sa為1.0時平均腐蝕速率為0.016 8 g/(m2·h),Sc/Sa為3.0時為0.024 0 g/(m2·h),相較于鎂合金來說增長幅度很小。雖然隨著Sc/Sa的增大,無論是Q235鋼還是鎂合金塊的失重均逐漸增加,但隨著Sc/Sa的增大,鎂合金塊的平均腐蝕速率的增長速度要遠大于Q235鋼的平均腐蝕速率。總體來看,鎂合金的平均腐蝕速率隨著Sc/Sa的增大而明顯增大,而Q235鋼的腐蝕速率則增長較小,說明陰陽極面積比的增加更多地影響了陽極的腐蝕情況,加劇了陽極的腐蝕,使陽極溶解速度加快,相較于陽極來說,陰極還是處于被保護的狀態(tài)。

圖1 不同S c/S a的鎂合金與Q235鋼平均腐蝕速率柱狀圖Fig.1 Histogram of average corrosion rate of magnesium alloy and Q235 steel with different S c/S a

2.1.2 微觀腐蝕形貌 不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金塊在模擬溶液中浸泡后,鎂合金塊、Q235鋼的微觀腐蝕形貌分別如圖2所示。由圖2可知,當(dāng)Sc/Sa為1.0時,鎂合金塊腐蝕輕微,試件表面僅有少量點蝕坑,能看到大部分裸露的基體;當(dāng)Sc/Sa為2.0時,腐蝕與未腐蝕的部分面積基本相等;而當(dāng)Sc/Sa為3.0時,幾乎看不見裸露的基體部分,基體被大片的點蝕坑腐蝕,表面被大量的腐蝕產(chǎn)物覆蓋。相較于Sc/Sa=2.0而言,Sc/Sa為3.0的腐蝕情況明顯加重。由此可知,隨著Sc/Sa的增大,鎂合金塊試件表面腐蝕狀況由局部腐蝕形成的點蝕變成全面腐蝕,鎂合金塊試件的裸露可視基體的面積越來越少。

圖2 浸泡實驗中不同S c/S a的鎂合金與Q235鋼的微觀腐蝕形貌Fig.2 Micro corrosion morphology of magnesium alloy and Q235 steel with different S c/S a in immersion experiment

當(dāng)Sc/Sa為1.0時,Q235鋼試件表面基本未發(fā)生腐蝕,試樣表面機加工痕跡清晰可見,僅有零星點蝕坑;當(dāng)Sc/Sa為2.0時,機加工痕跡依舊存在,但變得不太清晰,腐蝕漸漸變得嚴重,看到更多點蝕坑出現(xiàn);當(dāng)Sc/Sa為3.0時,腐蝕程度已經(jīng)很嚴重,看不見加工痕跡的存在,點蝕坑非常密集,點蝕坑直徑變大,基體表面已經(jīng)全部被腐蝕。隨著Sc/Sa的增大,Q235鋼試件表面的點蝕坑越來越多,越來越密集;點蝕坑的直徑越來越大。

Q235鋼自身存在自腐蝕,所以盡管有鎂合金作為犧牲陽極對其進行保護,但Q235表面還是會由于自腐蝕作用的影響而發(fā)生腐蝕。相較于鎂合金來說,Q235鋼的腐蝕不明顯,鎂合金塊基體已經(jīng)被嚴重腐蝕,腐蝕產(chǎn)物布滿整個表面??梢?,當(dāng)Q235鋼與鎂合金組成電偶對時,會有明顯的腐蝕發(fā)生,且相較于陰極來說陽極的腐蝕發(fā)生得更為劇烈、更加嚴重。作為陰極的Q235鋼,未發(fā)生明顯的腐蝕,處于被保護的狀態(tài),隨著Sc/Sa的增大,陽極腐蝕加重且在Sc/Sa=3.0時最為嚴重。

2.2 電偶腐蝕實驗結(jié)果

2.2.1 電偶電流曲線 采用三電極體系測試并繪制了不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金電偶對在模擬溶液中偶接時發(fā)生電偶腐蝕時的電偶電流隨時間變化的曲線,電偶電流的大小可以反映金屬的腐蝕情況[23-26]。依據(jù)犧牲陽極與Q235鋼偶合后的電極動力學(xué),電偶電流Ig為陽極主導(dǎo)時犧牲陽極實際流出的電流量,即電偶電流的大小可以表示由電偶效應(yīng)引起的腐蝕速度的大小。圖3為不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金電偶對在模擬溶液中的電偶電流。由圖3可知,不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金電偶對的電偶電流隨時間變化呈下降的趨勢,并且曲線振蕩頻率及幅度比較大。一方面是因為Q235鋼/鎂合金電偶對的表面狀態(tài)不斷發(fā)生變化,從而造成電偶電流的波動;另一方面是因為Q235鋼/鎂合金電偶對的表面在溶液中形成的腐蝕產(chǎn)物膜被破壞,文獻[27ˉ29]認為腐蝕產(chǎn)物膜膜層破壞是由于腐蝕產(chǎn)物膜膜層不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生點蝕,之后腐蝕產(chǎn)物膜進行自我修復(fù)或者再次生成,所以出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物膜形成、破壞、再形成的反復(fù)過程,從而引起電偶電流的波動。

圖3 不同S c/S a的Q235鋼/鎂合金塊電偶對在模擬溶液中的電偶電流Fig.3 Galvanic curr ent of Q235 steel magnesium alloy block couple with different S c/S a in simulated solution

由圖3可以看出,當(dāng)Sc/Sa為0.5時,電偶電流從161μA左右快速下降到153μA左右,在t為3.0 h前曲線雖稍有降低但整體平穩(wěn),在t為3.0 h之后曲線下降趨勢增大,從152μA左右降到150μA左右,在t為8.0 h之后曲線變得平穩(wěn)。發(fā)生這種變化的原因:在腐蝕剛開始,發(fā)生腐蝕速率較大的點蝕;之后曲線下降是腐蝕產(chǎn)物膜的形成減緩了腐蝕的進行,所以電偶電流降低;最后由點蝕轉(zhuǎn)為平穩(wěn)的均勻腐蝕,曲線也轉(zhuǎn)為平穩(wěn)。Sc/Sa為1.0時曲線的總體趨勢與Sc/Sa為0.5時相似,在t為4.0~6.0 h時,電偶電流下降的速度要大于Sc/Sa為0.5時的下降速度,在t為11.6 h時電偶電流達到最低148μA左右。Sc/Sa為2.0時電偶電流相較于另外兩個面積比時的電偶電流有明顯的增大,整條曲線均在其余兩條曲線的上方,Sc/Sa為2.0時曲線總體較為平穩(wěn),在t為8.0~9.0 h有一個短時間的快速降低,但Sc/Sa為2.0時的曲線要比其余兩個曲線平穩(wěn)許多,電偶電流也沒有明顯的降低。在Sc/Sa為2.0時,電偶電流值最大,此時腐蝕程度最嚴重。

另一方面可以看出,當(dāng)Sc/Sa由2.0變?yōu)?.0時,電偶電流的減小較為明顯。當(dāng)Sc/Sa為0.5時電偶電流的減小基本與Sc/Sa為1.0時一致,即增大犧牲陽極面積有助于降低陰極的腐蝕程度。由圖3還可以看出,即使陽極面積增大,即Sc/Sa由1.0變?yōu)?.5,但對陰極的保護作用的提升并不是很明顯,可知增加陽極面積對于增強陰極保護的效果是不合理的。在實際工程應(yīng)用中,可以通過了解Sc/Sa和腐蝕速率之間的規(guī)律找到一個合適的犧牲陽極大小,而不是單純地加大陽極面積來增強陰極保護的效果。

2.2.2 微觀腐蝕形貌 不同Sc/Sa的Q235鋼/鎂合金電偶對在模擬溶液中電偶腐蝕實驗后的微觀腐蝕形貌如圖4所示。

圖4 電化學(xué)實驗中不同S c/S a的鎂合金與Q235鋼的微觀腐蝕形貌Fig.4 Micro corrosion morphology of magnesium alloy and Q235 steel with different S c/S a in electrochemical experiments

在圖4中,當(dāng)Sc/Sa為0.5時,鎂合金塊試件表面仍能觀察到大部分未被腐蝕的基體表面,發(fā)生了小塊的局部腐蝕,腐蝕程度很輕微;當(dāng)Sc/Sa為1.0時,鎂合金塊表面點蝕坑連接成片,蝕坑的直徑和深度都有所增加。當(dāng)Sc/Sa為2.0時,能觀察到試件表面發(fā)生了全面的腐蝕,腐蝕程度非常嚴重,表面能看到腐蝕產(chǎn)物的覆蓋以及明顯的深度點蝕坑。

相對于鎂合金塊的腐蝕情況,Q235鋼的腐蝕情況要輕微。鎂合金作為添加的保護金屬,有更低的電位。相比于Q235,鎂合金作為保護的金屬構(gòu)件的陽極,利用其容易失電子的特性,保護Q235不失去電子被氧化,達到保護Q235的作用。鎂合金在Sc/Sa為1.0時,鎂合金塊已經(jīng)發(fā)生較嚴重的腐蝕,Q235鋼的點蝕坑雖然比較密集,但并未成片出現(xiàn)。當(dāng)Sc/Sa為2.0時,Q235鋼的腐蝕情況比較嚴重,出現(xiàn)大量蝕坑,蝕坑深度和直徑明顯增大,但總體來說作為陰極的Q235鋼腐蝕不明顯。

通過觀察微觀形貌,可以看到作為陽極的鎂合金被嚴重腐蝕,作為陰極的Q235鋼被保護,同時隨著Sc/Sa的增大,鎂合金的腐蝕程度加重,在Sc/Sa為2.0時,腐蝕產(chǎn)物已經(jīng)遍布整個合金表面,腐蝕情況十分嚴重。

2.2.3 平均腐蝕速率 根據(jù)電偶腐蝕實驗得到電偶電流,可以計算得到陽極的平均腐蝕速率,并用其來驗證浸泡實驗得到的平均腐蝕速率的準(zhǔn)確性。計算得到的陽極平均腐蝕速率如表3所示。由表3可知,通過電偶電流計算得到的平均腐蝕速率同樣隨著Sc/Sa的增大而增大。當(dāng)Sc/Sa為0.5時,腐蝕速率最小,為0.344 3 g/(m2·h),腐蝕速率隨著Sc/Sa的增大逐漸增大,在Sc/Sa為2.0時達到最大值,為1.410 3 g/(m2·h)。電偶電流計算得到的腐蝕速率結(jié)果和浸泡實驗得出的結(jié)果雖然在數(shù)值上有一定的誤差[30-35],但在不同Sc/Sa對腐蝕速率影響的趨勢和規(guī)律上有著良好的一致性。

表3 不同S c/S a下電化學(xué)計算得到的平均腐蝕速率Table 3 Average corrosion rate calculated by electrochemical method under differ ent Sc/Sa

為進一步探究Sc/Sa對Q235鋼/鎂合金電偶對在罐底水溶液下腐蝕的影響,探明Sc/Sa與腐蝕速率的關(guān)系,將表3中的數(shù)據(jù)進行擬合得到直線,方程為Y=0.711 88ˉ0.016 06(Sc/Sa),擬 合 方 程R2=0.999 68,接近于1,P=0.008 03(<0.05),因此擬合方程總體擬合效果較好(見圖5)。3個數(shù)據(jù)點基本都在擬合出的直線上,說明該方程可以很好地反映出Sc/Sa和腐蝕速率的線性規(guī)律變化。圖5表明,Sc/Sa與腐蝕速率呈線性關(guān)系,隨著Sc/Sa的增大,腐蝕速率也逐漸增大,進一步證實了浸泡實驗所得到的不同Sc/Sa下的腐蝕規(guī)律的正確性以及電偶電流反映出的不同Sc/Sa對腐蝕程度的影響規(guī)律的正確性。

圖5 不同S c/S a對平均腐蝕速率的影響Fig.5 Effect of different S c/S a on average corrosion rate

通過所得到的線性規(guī)律,可以確定腐蝕速率和陰陽極面積比的關(guān)系,在儲罐的設(shè)計中可以根據(jù)設(shè)計參數(shù),通過線性方程計算得到合適的陰陽極面積比,從而得到合適的犧牲陽極的合理使用面積。

3 結(jié) 論

(1)Q235鋼與鎂合金塊組成的電偶對在大榭油庫罐底水模擬溶液中有明顯的電偶腐蝕發(fā)生。作為陽極的鎂合金腐蝕嚴重,Q235鋼作為陰極受到保護,腐蝕并不明顯。得到了不同Sc/Sa對鎂合金、Q235鋼電偶腐蝕的影響規(guī)律,即陽極的腐蝕速率隨Sc/Sa的增大而增大。

(2)電偶電流曲線反應(yīng)出的腐蝕程度隨Sc/Sa的變化規(guī)律與浸泡實驗一致,隨著Sc/Sa的增大,電偶電流增大,腐蝕程度加重。Sc/Sa為0.5時,腐蝕電流較大,電偶電流無明顯下降。Sc/Sa為1.0、2.0時,腐蝕電流較小,電偶電流下降明顯。電偶電流計算得到腐蝕速率的規(guī)律與電偶電流和浸泡實驗的規(guī)律一致。利用計算得到的結(jié)果擬合出不同Sc/Sa對腐蝕速率的關(guān)系圖,可知腐蝕速率隨著Sc/Sa的增大呈線性增長趨勢,并得到了相應(yīng)的擬合方程。

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