海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究及应用-副本.docVIP

海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究与应用 摘　　要 由于其成本低廉，机械性能强，成为海洋工程中用途最广材料。而1/5。腐蚀极大缩短了设备构建物的使用年限，对海洋工业造成严重的破坏，阻碍生产发展、科技进步严重干扰国民经济的发展，由于腐蚀的存在加大了工程安全风险，严重时甚至会危及人民的生命财产安全。因此，海洋工程中钢铁材料的防腐越来越受到人们的重视。通过研究，人们逐渐意识到涂层技术与阴极保护技术是保护钢铁材料最重要、应用最广泛的一种技术。 本文通过分析海洋环境特点，金属在海水中腐蚀机理与类型，从当前潮汐电厂出现的腐蚀问题入手，分析了目前现有的金属保护方法，通过模拟海洋环境，采用环氧树脂涂层和牺牲阳极的阴极保护法对浸泡海水中的Q235钢进行观察，改变涂层厚度，运用动电位极化曲线法研究材料的耐蚀性。通过对极化曲线的分析，得出测试材料的自腐蚀电位（Ecorr）与自腐蚀电流密度（icorr）。对这两项数据进行比较分析，判断出金属材料的耐蚀性。通过 图 幅；表 个；参 篇。 关键词：海洋环境、金属腐蚀、涂层、阴极保护 分类号： Abstract Figure; Table; Reference Keywords: Chinese books catalog: 目　　次 3 第1章 引　　言 因为月球对地球的万有引力会随着时间周期的变化而变化，引发了地球上分布各处的海洋发生潮汐现象，这种引力会导致海洋水平面的升高或降低出现周期性的变换，由于升降以及海水的流动产生了相应的能量，就被叫做潮汐能。它是非常干净的能量，可以被循环再利用，由此引发了全世界各个国家的高度关注。海洋中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用。 现代潮汐能主要用在发电方面。全世界储存的海洋潮汐能量评估约有27亿kW左右，假如这些能量能够全部转化的话，约相当于每年1.2万亿kWh的电能；这种能量的转化需要在海湾、河口等特殊地段建造拦水大坝，囤积大量海水供附近的水力发电厂发电。这种发电方法具有许多的长处，但是事物往往都是存在正反两方面的，从另外一个方面来看，由于发电设备的材质大都是金属或者是它的合金材料，这些物质长期浸泡在腐蚀性很强的海水里面，必然会产生较大的腐蚀与污染现象，这个客观存在的问题也就是当今海洋产业的一个重大难题；根据一些调查发现，世界各国因这个原因，蒙受了6000亿至12000亿元的经济损失，占据了该国生产总值的2%～4%[1]，美国在2002年就曾经发表过相关报道，在其以往的1998年里，就因腐蚀的问题丢掉了近2760亿美元的经济收入，相当于全国生产总值的3.1%[2]。 然而，我国的国情是海岸线长，海湾、河口多，如果按照潮汐能发电许可的基本地理条件实施建设后，可年产生600亿kWh的电量，装机总容量能够达到20GW，因此在这种大自然的恩赐下，我国逐渐建造了许多大大小小的潮汐电站，比如：有五十年代的浙江沙山、江苏浏河，八十年代的江厦潮汐试验电站等，早年的电站建设由于受到选址等原因的制约，不能高效能的发挥功能，甚至报废；80年代以后建设的电站还在运行。曾经对2007年国内海洋经济进行统计，产值在24929 亿元左右，占全国总产值的10.11%，若腐蚀按照产值的5%比例进行计算的话，这些腐蚀的发生，就损失了1200亿元以上。另外，除以上的经济损失之外，还时刻存在灾难性事故、环境污染加重甚至危及人身安全的隐患。所以，要积极引用正确妥当的防腐技术，防止或者减慢腐蚀这种现象的发生。 本课题主要研究金属腐蚀发生的机理，海水环境对金属腐蚀的影响，分析了各种金属的防腐办法，其中阴极保护和涂层保护是阻止钢构建筑物在海水中腐蚀的最有效方法之一。它是对被保护金属施加涂层，利用涂层覆盖在金属及合金材料表面，避免金属及合金与海水这种强电解质直接接触，以达到防腐的目的。通过屏蔽性的涂层将金属面与电解质隔离，使阴阳两极之间达到物理屏蔽，施加电流的阴极保护技术是向金属结构施加一定的直流电流，使其阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀就会得到有效抑制。通过在试验室模仿阴极保护的制定方案，观察Q235钢试样的腐蚀电位分布情况，了解盐度、涂层厚度等参数对腐蚀的影响，正确选择合适的阴极保护参数，对系统的安全性至关重要。若阴极保护参数选择不当，则可能出现保护不足，或造成被保护金属结构的电位负于析氢电位，极有可能发生“氢脆”而使金属结构遭到破坏。因此各种参数的选择，对系统的安全性至关重要。 在潮汐水电站发电的过程中，由于运行机组一直是在盐雾与海水中运行，再加上空气的氧化作用，这些金属制造的构件表面非常容易被氧化破坏，造成设备变形甚至失衡、失效，即便设备经常大修，也会让其使用寿命越来越短，极大地降低了发电生产的效率，埋下安全隐患，因此要针对不同的腐蚀原理，建