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首页 > 舰船和海洋工程用铜合金金属腐蚀专题 > 腐蚀行为
总体概况
材料本身因素、海水因素及气象因素都会影响金属材料在海洋环境中的腐蚀.
有文献表明,紫铜在人工海水冲刷腐蚀中,流速对腐蚀形态有着直接的影响。当冲刷流速的影响:0°、45°、90°下随着流速的增加腐蚀速率增加,腐蚀类型是由局部腐蚀向均匀腐蚀过渡。此外,不同速度下,攻角的变化也可以改变腐蚀主要形态。3m/s和6m/s下随着冲刷角的增大,腐蚀速率增加;7m/s下随着冲刷角的增加,腐蚀减弱;腐蚀都是由局部腐蚀向均匀腐蚀过渡。冲刷时间的影响:随着冲刷时间的延长,腐蚀加剧。紫铜在低流速低冲刷角的条件下,紫铜的表面腐蚀产物膜容易逐渐生成,电化学腐蚀速度逐渐下降,低流速高冲刷角-的条件下,膜的生长极为困难。
含沙情况对紫铜冲刷腐蚀有一定的影响。金威贤课题组研究了多种铜及铜合金在海水泥沙中的腐蚀情况。从表面形貌看,泥沙的存在明显加速了铜在流动海水中的冲刷腐蚀,表面形成点蚀、局部腐蚀和蚀坑。TUP和T2两种紫铜表面生成了暗红色膜。通过对比发现,含沙海水中的腐蚀产物膜比清海水中的均匀,且迎水边部都存在明显的膜层减薄区,反映了含沙海水的冲刷作用。但是不同含沙量对不同铜及铜合金的冲刷腐蚀规律并不一致,需要具体情况具体分析。有研究就表明紫铜在流动海水中的腐蚀对含沙与否不敏感。
中国海洋大学的杜敏课题组对TUP紫铜在流动海水中冲刷腐蚀行为进行了研究。研究结果显示紫铜表面形成的腐蚀产物膜层也因海水的冲刷而减薄,由于流动海水的搅动,增加了水的溶解氧含量,表面膜层中物质传输速率增大,材料表面腐蚀反应活性逐渐增强。此外短时间的实验监测发现,流动海水中的动电位极化曲线阳极区没有出现电流平台,即没有钝化现象的出现。这是因为流动海水对金属表面的冲刷使其表面难易形成相对稳定的对基体有保护性的腐蚀产物膜层,这层腐蚀产物膜的形成可以阻碍阴、阳极腐蚀反应物质的传输,造成腐蚀反应速率的降低。流动海水中比静态条件下测量的动电位极化曲线阳极区的极化率要低,但随着流速的增加,阳极区并无明显变化,说明在流动海水中,TUP紫铜的阳极反应过程并不是腐蚀反应主要控制因素。而随着流速的增加,阴极反应氧的极限扩散电流密度逐渐增加。通过静态海水浸泡腐蚀试验和流动海水冲刷腐蚀试验对比表明:一方面紫铜在流动海水中的阳极反应并不是腐蚀反应的主要控制因素,阴极氧的扩散和离子化过程是整个腐蚀反应的主要控制因素;另一方面紫铜材料表面在腐蚀过程中形成的对基体有一定保护作用的腐蚀产物膜在流动海水中易被冲刷减薄、剥离,腐蚀反应电荷转移和传质速率增大,氧化膜层对材料的保护性能降低,造成材料在流动海水中腐蚀速率增大。