B10合金管材在人工海水中的冲蚀行为研究

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B10合金具有优良的耐海水腐蚀性能,被广泛用于海水中舰船的汽轮机用冷凝器管及管板、石油精炼设备及海水淡化装置、滨海电站,及原子能电站的热交换器用管等。近年来国内外学者对于 B10合金的研究主要集中于合金元素、加工工艺、微观组织等因素对耐蚀性能影响、合金腐蚀机理和新型耐蚀铜合金的开发及应用等,而关于海水流速对不同管径的 B10合金管材的冲蚀行为研究较少。  本文以不同管径的 B10合金管材为研究对象,在自制的模拟管材冲刷实验机上进行单向冲蚀实验,模拟不同流速状态下 B10合金管材在人工海水中的冲蚀过程。通过对实验前后 B10合金管材的腐蚀速率和失重情况数据分析,结合冲刷之后合金表面膜的电化学腐蚀行为和微观形貌分析,重点研究不同管径的B10合金管材在不同流速的人工海水中冲蚀规律,探索 B10合金管材的表面成膜过程和耐腐蚀机理。研究结论如下:  1.当流速为3.0 m/s时,管径为Φ12mmB10合金管材的腐蚀失重最大达到了218 mg,冲蚀速率也达到最大值2028.1 mg/m2h,比相同条件下的Φ38mm的管材的冲蚀速率大了50%。  2.当流速达到和超过3.0 m/s时,B10合金管材的冲蚀失重随着流速的增加而增大,腐蚀速率相差不大;当流速达到3.5 m/s时,B10合金管材的表面不能形成稳定的氧化膜。  3.管径为Φ12mm的管材在流速为1.5 m/s的流态中冲蚀12h后的冲蚀速率为653 mg/m2h,而在流速为3.5 m/s时相同的冲蚀时间后的冲蚀速率为919 mg/m2h增长了40.7%。  4.流速为1.5 m/s时,管径为Φ12mm的管材冲蚀96 h时,冲蚀速率为207 mg/m2h,而在相同的条件下管径为Φ38 mm的管材的冲蚀速率为221 mg/m2h,冲蚀速率上升了6.7%,说明流速很小时,管径大的管材冲蚀速率稍大。  5.流速达到3.5 m/s时,管径为Φ12mm的管材的平均冲蚀速率为8.8 mg/m2h,而管径为Φ57 mm的管材的平均冲蚀速率为7.3 mg/m2h,随着管径由Φ12 mm增加到Φ57 mm,冲蚀速率下降了17%。说明流速较高时,管径大的管材耐蚀性较好。  6.相同管径的管材,在单向流动的海水中冲蚀时,随着冲刷时间的增加,表面的氧化膜会经历一个形成到稳定再被破坏的过程,在流速低于3.0m/s的条件下,随着海水流速的增加,合金管材表面膜的生成加速,在流速达到和超过3.0m/s的条件下,随着海水流速的增加,合金管材的腐蚀加剧。
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