海水源热泵中常用金属在海水中腐蚀规律研究
海水源热泵以其高效节能的特性而被广泛应用于海滨地区,然而金属材料的选择和腐蚀防护问题一直是海水源热泵尚未解决的关键问题之一。由于海水复杂的离子成分,大多数研究者采用NaCl溶液研究环境因素对金属腐蚀的影响,而利用天然海水进行研究的报道较少。选用海水源热泵系统常用金属材料TAI钛、316L不锈钢、B30铜镍合金和HA177-2黄铜,研究海水电导率、pH值和流速对四种金属腐蚀特性和电化学性能的影响,综合评价四种金属的环境适应性。对316L不锈钢提出一种新的钝化思路,探索一种操作简单的钝化工艺,应用于大规模的工业生产提高其在海水中的耐点蚀性能。 采用失重测试研究了B30铜镍合金和HA177-2黄铜在不同环境因素海水中的平均腐蚀速率,采用动电位极化曲线测试和电化学阻抗测试了四种金属在不同环境因素海水中的电化学信息。 通过对在不同电导率过滤灭菌海水中浸泡不同时间后的四种金属进行检测。结果表明:海水电导率的增加,降低了四种金属的耐蚀性;提高了316L不锈钢的点蚀敏感性:增大了B30铜镍合金和HA177-2黄铜的稳定腐蚀速率。从膜层阻抗角度看,四种金属在相同电导率海水中的耐蚀性具有相同规律,耐蚀性大小依次为:TAI钛、316L不锈钢、B30铜镍合金和HA177-2黄铜。 研究了海水pH值对四种金属的腐蚀规律影响,随着海水pH值的升高,四种金属的膜阻抗增大,TAI钛、316L不锈钢自腐蚀电位正移,钝化区间增大,B30铜镍合金和HA177-2稳定腐蚀速率降低。在相同pH值海水中,比较四种金属的膜阻抗发现,四种金属的耐蚀性大小依次为:TAI钛、316L不锈钢、B30铜镍合金和HA177-2黄铜。 通过研究静止海水与1m/s流速海水对四种金属的腐蚀影响发现:海水的流动,降低了四种金属的耐腐蚀性能。在1m/s海水中,随着浸泡时间的增加,316L不锈钢的点蚀电位降低;B30铜镍合金和HA177-2黄铜表面氧化膜逐渐致密,Ecom正移,腐蚀速率降低。 采用复合钝化工艺,对316L不锈钢进行钝化实验发现,经过硝酸钝化(温度为40℃、钝化时间为1h、硝酸浓度为35％)后,在0.3％H2O2中稳定30min,有利于钝化膜的稳定,提高不锈钢的点蚀电位。
海水源热泵;海水腐蚀;钛金属;316L不锈钢;B30铜镍合金;钝化工艺;点蚀电位
中国海洋大学
硕士
环境工程
陈友媛
2012
中文
TG172.5;TG174.4
87
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）