本文關(guān)鍵詞：水下焊接件焊縫腐蝕的電化學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)與利用，水下焊接技術(shù)已經(jīng)成為海洋工程結(jié)構(gòu)安裝和維修必不可少的工藝手段。焊縫腐蝕的規(guī)律和使用壽命是水下焊接實(shí)施前要考慮的十分重要問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外對(duì)焊縫腐蝕行為的研究主要集中在陸上焊接，對(duì)水下焊接接頭在海水中的腐蝕規(guī)律研究較少。對(duì)陸上焊接接頭的研究發(fā)現(xiàn)焊縫是腐蝕敏感區(qū)。由于水下焊接操作工藝和陸上焊接有很大不同，所以研究水下焊接接頭的腐蝕行為對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的意義。 本文以TS202作為焊材、E40鋼作為母材的水下焊接件做成陣列電極（WBE）為研究對(duì)象，主要的研究?jī)?nèi)容如下： (1)以水下焊接件中的母材、熱影響區(qū)、焊材電極為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)量三者的極化曲線(xiàn)研究焊接件上不同材料之間發(fā)生電偶腐蝕的傾向。 研究表明：母材和熱影響區(qū)不會(huì)形成大電池的電偶腐蝕，而母材與焊材、熱影響區(qū)和焊材會(huì)形成大電池的電偶腐蝕，預(yù)測(cè)焊接件腐蝕速度母材熱影響區(qū)焊材。 (2)采用本實(shí)驗(yàn)室自主構(gòu)建的陣列電極裝置HSWBE I測(cè)量浸泡在海水中的焊接件的電流分布隨時(shí)間的變化情況。研究焊接件在海水中的電流電位分布特征與焊接件腐蝕過(guò)程的相關(guān)性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水下焊接件在海水中浸泡的電流分布變化分為三個(gè)階段：浸泡初期，母材區(qū)電極表現(xiàn)為陽(yáng)極電流，焊材區(qū)電極表現(xiàn)為陰極電流，熱影響區(qū)電極既有陽(yáng)極電流又有陰極電流。浸泡中期，母材區(qū)和熱影響區(qū)中的都有個(gè)別電極的電流極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)。電流極性既有陽(yáng)極轉(zhuǎn)換為陰極，也有陰極轉(zhuǎn)變?yōu)殛?yáng)極。浸泡后期，母材區(qū)電極全部表現(xiàn)為大的陽(yáng)極電流，熱影響區(qū)和焊材區(qū)電極表現(xiàn)為較大的陰極電流。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，使用此種焊材時(shí)，焊縫不是腐蝕敏感區(qū)域，腐蝕主要發(fā)生在母材表面。由于陽(yáng)極面積大而陰極面積小，所以使用此種材料水下焊接時(shí)，在焊接接頭位置發(fā)生嚴(yán)重局部腐蝕的可能性較小。 研究結(jié)果證明，陣列電極技術(shù)能夠提供焊接件上不同位置的電流分布狀態(tài)，原位監(jiān)測(cè)金屬表面陰陽(yáng)極區(qū)域腐蝕狀態(tài)的分布�？梢詫�(duì)多種金屬材料的電偶腐蝕行為進(jìn)行研究，彌補(bǔ)了經(jīng)典電化學(xué)測(cè)試方法的不足。 (3)為研究電極電流極性反轉(zhuǎn)的原因，以焊接件中的母材、熱影響區(qū)、焊材電極為研究對(duì)象，測(cè)量電化學(xué)阻抗譜和線(xiàn)性極化曲線(xiàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與陣列電極電流分布特征及腐蝕行為的相關(guān)性。 研究熱影響區(qū)54#電極和母材區(qū)58#電極的電化學(xué)阻抗譜得出，在浸泡過(guò)程中，熱影響區(qū)和母材區(qū)電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct先增大，后減小，最后變化緩慢，這說(shuō)明金屬的腐蝕速度先減小后增大，最后變化緩慢。原因是與基體金屬緊密結(jié)合的銹層參與陰極還原反應(yīng)，使陰極反應(yīng)機(jī)理在浸泡過(guò)程中發(fā)生了改變。熱影響區(qū)和母材區(qū)電極電流極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)原因是金屬腐蝕過(guò)程中宏觀腐蝕電池和微觀腐蝕電池相互作用的結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)中這種相互作用與銹層的變化有關(guān)。 通過(guò)線(xiàn)性極化曲線(xiàn)得出，母材和熱影響區(qū)電極的極化電阻Rp先增大后減小，最后變化緩慢，這說(shuō)明相應(yīng)的金屬腐蝕速度先減小后增大，最后變化緩慢，這與電化學(xué)阻抗譜中得出的結(jié)論一致。由于極化電阻值與金屬電流成反比，所以在電極浸泡后期，母材區(qū)電極作為陽(yáng)極電流比較大，焊材區(qū)和熱影響區(qū)電極都作為陰極，焊材區(qū)電極電流大于熱影響區(qū)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水下焊接TS202（焊材）和E40鋼（母材）得到的焊接件上，焊縫不是腐蝕敏感區(qū)域，腐蝕主要發(fā)生在母材表面。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，陣列電極技術(shù)結(jié)合電化學(xué)方法，可以對(duì)焊接件上任意局部位置進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，提供焊接件表面局部位置的腐蝕反應(yīng)信息。
【關(guān)鍵詞】：陣列電極 水下焊接 熱影響區(qū) 焊縫腐蝕
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TG172;TG456.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 0 前言13-15
• 1 綜述15-32
• 1.1 水下焊接15-16
• 1.2 焊縫腐蝕16-21
• 1.2.1 焊縫腐蝕的研究17-18
• 1.2.2 焊縫腐蝕的原因18-20
• 1.2.3 焊縫腐蝕的控制方法20-21
• 1.3 焊縫腐蝕的研究方法21-30
• 1.3.1 重量法21-23
• 1.3.2 穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)法23-26
• 1.3.3 電化學(xué)阻抗法26-27
• 1.3.4 掃描探針技術(shù)27-29
• 1.3.5 陣列電極技術(shù)(WBE)29-30
• 1.4 課題研究意義及內(nèi)容30-32
• 1.4.1 研究意義30
• 1.4.2 論文研究?jī)?nèi)容30-32
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與裝置32-37
• 2.1 化學(xué)試劑32
• 2.2 陣列電極的制備32-33
• 2.3 腐蝕產(chǎn)物的清除33
• 2.4 電化學(xué)測(cè)試33-37
• 2.4.1 極化曲線(xiàn)測(cè)試33-34
• 2.4.2 陣列電極測(cè)試34-36
• 2.4.3 電化學(xué)阻抗測(cè)試36
• 2.4.4 線(xiàn)性極化曲線(xiàn)測(cè)試36-37
• 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論37-65
• 3.1 水下焊接件在海水中的極化曲線(xiàn)行為37-40
• 3.1.1 前言37
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法37-38
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論38-39
• 3.1.4 本章小結(jié)39-40
• 3.2 水下焊接件電流分布特征40-47
• 3.2.1 前言40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法40-41
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論41-45
• 3.2.4 本章小結(jié)45-47
• 3.3 電極表面電流極性反轉(zhuǎn)與電化學(xué)阻抗的相關(guān)性47-62
• 3.3.1 前言47
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法47-48
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-60
• 3.3.4 本章小結(jié)60-62
• 3.4 水下焊接件在海水中的線(xiàn)性極化行為62-65
• 3.4.1 前言62
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法62-63
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論63-64
• 3.4.4 本章小結(jié)64-65
• 4 結(jié)論65-66
• 5 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新處66
• 6 工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-74
• 致謝74-75
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷75-76

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  本文關(guān)鍵詞：水下焊接件焊縫腐蝕的電化學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：297756