【摘要】：金屬腐蝕造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局統(tǒng)計(jì)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(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)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(yīng)用意義是實(shí)時(shí)監(jiān)測腐蝕的產(chǎn)生和發(fā)展，評價(jià)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(hù)，優(yōu)化必要的維修計(jì)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(yīng)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(shí)現(xiàn)海洋環(huán)境中金屬材料的腐蝕監(jiān)測，本文進(jìn)行了前期的研究工作，目的是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立一、兩種海水中金屬材料腐蝕狀況的電化學(xué)監(jiān)測技術(shù)，并使實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理過程標(biāo)準(zhǔn)化。綜合考察了腐蝕監(jiān)測技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展情況，采用兩種電化學(xué)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(yīng)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(xué)的原理與應(yīng)用、計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合以及數(shù)學(xué)模型的建立等角度對這兩種電化學(xué)測試技術(shù)應(yīng)用于腐蝕監(jiān)測的可行性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(xué)參數(shù)的計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (2)為確定兩種金屬在海水中的穩(wěn)定時(shí)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(shí)間分別為30min和60min。 (3)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(jìn)行準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)測量，確定其掃描速率為ZmV/s。 (4)為評價(jià)弱極化方法用于海水中金屬材料腐蝕監(jiān)測的可靠性，進(jìn)行約一個(gè)月的 連續(xù)實(shí)驗(yàn)。定時(shí)測量金屬電極的弱極化曲線，獲得腐蝕電化學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化 曲線。與此同步，進(jìn)行傳統(tǒng)的掛片實(shí)驗(yàn)，二者數(shù)據(jù)相對照。實(shí)驗(yàn)證明:弱極化連 續(xù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與掛片實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)有很好的一致性。 (5)用由實(shí)際電阻、電容元件組成的等效電路測試恒電流充電實(shí)驗(yàn)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(jìn)行擬合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明:實(shí)驗(yàn)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的可靠性，進(jìn)行約一個(gè)月的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，定期更換海水，測量 兩種金屬電極腐蝕電化學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與金屬實(shí)際腐蝕情況 一致，實(shí)驗(yàn)說明，這種方法可以用于海水中金屬材料的腐蝕監(jiān)測，實(shí)驗(yàn)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(gè)問題，在實(shí)驗(yàn)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(xué)模型， 對其進(jìn)行腐蝕監(jiān)測。選擇表面積很小(可看作一點(diǎn))的輔助電極，多個(gè)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(diǎn)的恒電流充電曲線，通過數(shù) 據(jù)擬合得到各點(diǎn)的腐蝕電化學(xué)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，所測數(shù)據(jù)的平行性很好，說明此 時(shí)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(shí)間后，測量 各點(diǎn)的充電曲線。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所測不同表面狀態(tài)的部位腐蝕電化學(xué)參數(shù)也不同， 并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)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(jià)局部 腐蝕情況。 (8)本文的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：P755.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)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(xué)特征與監(jiān)測傳感器系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 于會(huì)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(xué);2010年

2 林中楠;鐵合金在流動(dòng)海水中的腐蝕行為研究[D];大連理工大學(xué);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(xué);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(xué);2012年

本文編號(hào)：2605533