来源：中国腐蚀与防护网 原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MTU4Nzg3NA==&mid=2653593063&idx=2&sn=da2ab38722166fd917f3138cc7bcc494&chksm=bd6d76aa8a1affbc84aedbeaf2dbb02f908966c2794d28084ae10b19d8f5e5670c8549f32a66&mpshare=1&scene=1&srcid=1226IUwuFVp1JBavd043nnVt&sharer_shareinfo=4c6d2b0bcdcd15a82794319597f57240&sharer_shareinfo_first=4c6d2b0bcdcd15a82794319597f57240#rd

作者:王育鑫, 吴波, 戴乐阳, 胡科峰, 吴建华, 杨阳, 闫福磊, 张贤慧

1 集美大学 厦门市海洋腐蚀与智能防护材料重点实验室 厦门 361021

2 武汉第二船舶设计研究所 武汉 430064

海洋材料因其性能的优异性被广泛应用于海洋科技与工程装备的开发中,但海洋材料的腐蚀是影响其应用的突出问题[1-5]。虽然对海洋材料腐蚀问题已有较多的经验积累,但对于多电极电偶对的电偶腐蚀防护仍存在许多未解决的问题。例如,海洋装备在海水电解质中,金属连接件会因保护方法的失效面临更大的电偶腐蚀风险[6-10]。

目前,研究重点集中在双金属偶对的电偶腐蚀,并构建了相对完善的数学模型,只需应用相关的电化学参数就可计算电偶电位与电偶电流[11-16]。除了双金属偶对,实际工程应用中也广泛存在复杂金属偶对。例如,螺栓,垫片与基材之间,熔覆焊料、热影响区与金属焊接件之间,多种材料组成的海水冷却器,深潜器多材料壳体等。在金属连接处常采用绝缘法兰、垫片、涂层防护等防护措施,但随着服役时间的增加,防护手段的有效性下降甚至失效,从而增大了结构件之间存在的三金属甚至多金属的电偶腐蚀风险[17-20]。

研究人员已逐渐认识到复杂电偶腐蚀研究的重要性。杜敏等[21]通过失重测量对比碳钢/工业纯钛/海军黄铜构成的三金属偶对的研究表明,体系中碳钢为阳极,腐蚀加速,工业纯钛与海军黄铜均作为阴极而腐蚀减缓。但仅通过失重方法来判断了三金属偶对阴阳极的极性。Shi等[22]研究了腐蚀性介质pH对2024合金/Q235钢/304不锈钢复杂三金属体系电偶腐蚀的影响。研究表明,除了Q235钢在酸性溶液中电偶腐蚀的初始阶段起阳极作用外,2024合金总是在不同pH的4种NaCl溶液中充当唯一的阳极,并且在碱性溶液中的电偶腐蚀最严重,但由于腐蚀产物的积累,其电流密度随浸入时间的延长而降低。张晓梅等[23]在研究了不同温度下B10和硅黄铜之间的电偶腐蚀行为,表明电偶腐蚀效应及电偶腐蚀敏感度随着温度的降低而降低。李淑英等[24]研究了碳钢/紫铜在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,表明温度对电偶电流的影响十分显著。

目前复杂偶对的电偶腐蚀研究都是针对高电位差的金属偶对,但实际工程维修中往往会使用同一类型不同牌号的金属材料进行修补,同一类材料不同牌号之间也存在较低的电位差 (<60 mV),同样存在发生电偶腐蚀的风险。文献[25-27]对低合金钢之间的电偶腐蚀相关研究表明,低合金钢之间也存在电偶腐蚀风险,但未深入研究电偶腐蚀效应对阳极金属腐蚀历程的影响。因此探究低电压差多电极体系的电偶腐蚀具有重要的工程意义。本文以3种低合金高强钢构成三相电偶对为研究对象,在实验室模拟低温海水环境下测定温度对其电偶腐蚀行为的影响,为海洋装备的设计和制造提供相关的理论信息,减少海洋环境下电偶腐蚀的风险。