海洋工程用E690钢浪花飞溅区腐蚀行为及演变.doc

海洋工程用E690钢浪花飞溅区腐蚀行为及演变浪花飞溅区是海洋工程用低合金钢在海洋环境中腐蚀最严重的地方。现有的研究大多关注于低合金钢在飞溅区所产生的腐蚀类型和飞溅区环境影响机制,而对于不同环境的浪花飞溅区和低合金钢在浪花飞溅区腐蚀的行为和演变过程缺乏有效关注。低合金高强钢广泛应用于海洋工程中,我国幅员辽阔,海洋环境南北差异极大,在南北环境下的腐蚀行为有较大差异。同时,研究低合金钢在特定环境下所产生的锈层的耐蚀行为是认清低合金钢腐蚀的控制作用,提高低合金钢耐候性的必要途径。因此,对我国不同海域的浪花飞溅区低合金钢的腐蚀行为进行研究,有着极其重要的意义。本文对海洋工程用E690低合金钢在青岛和三亚浪花飞溅区环境的腐蚀行为、锈层耐蚀行为、合金成分作用、锈层下的阔点蚀发展及离子浓聚作用下应力腐蚀的行为展开了研究。系统阐述了低合金钢在青岛和三亚浪花飞溅区腐蚀的控制因素、腐蚀行为和演变规律,并得到以下结论:(1)E690钢在青岛浪花飞溅区形成不均匀的阳离子选择通过性锈层,抑制阴离子作用随时间增加而降低,腐蚀速率逐渐升高,一年期内幂指数项系数为1.34。在三亚浪花飞溅区形成的锈层有均匀的阳离子选择通过性,抑制阴离子的作用随时间增加而升高,腐蚀速率较为恒定,一年期内幂指数项系数为1.01。(2)干湿交替作用将腐蚀性阴离子克服阳离子选择通过性,从而进入锈层。三亚浪花飞溅区环境低合金钢的锈层中Cl-浓度逐渐升高,青岛浪花飞溅区锈层中Cl-浓度较为稳定,而含S阴离子含量逐渐升高。锈层中的阴离子存在竞争作用,在含SO2环境,含S阴离子主导该过程。(3)低合金钢中的Cr、Ni、Mo和P合金元素在扩散作用控制初期对海水电解质在锈层中的扩散抑制能力较强,Mn、Cu和Ti合金元素在扩散作用控制阶段对海水电解质在锈层中的扩散抑制能力较强。Fe、C和S含量的升高会降低锈层的抑制扩散能力,但合金元素含量总量不宜超过5%。(4)离子浓聚导致低合金钢在青岛和三亚浪花飞溅区都发生严重的阔点蚀行为。三亚环境点蚀状况严重于青岛,但青岛的点蚀越来越严重。三亚环境高Cl-的富集破坏了金属表层锈层,增加了金属表面粗糙度,促进了阳极溶解,进而促进在新的阳极溶解蚀坑内诱发新的点蚀。青岛环境SO2的作用产生的致密锈层使得金属表面有较低粗糙度,但点蚀坑深处硫酸的再生机制促进了点蚀的向深发展。(5)E690钢SCC敏感性受Cl-单一因素影响较小。相对来说,在C1-浓聚的环境中,Cl-浓度为14.5%和饱和时,E690钢SCC敏感性较高。在含工业污染物SO2的离子浓聚的协同作用下,NaHS03浓度在较低情况下,E690钢SCC敏感性最高。