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复合电位电偶腐蚀控制技术
2014-04-01 00:00:00 作者:张春颖 来源:《腐蚀防护之友》

  摘要:中国腐蚀与防护学会2013年度科技进步奖评审结果,已于2013年12月26日在学会官网(www.cscp.org.cn)予以公示,其中由中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室申报的“油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用”;由海军装备技术研究所申报的“复合电位电偶腐蚀控制技术”;由长园长通新材料有限公司申报的“一种高阻水强密封自修复新型粘弹体防腐材料的研发”;由中海油研究总院申报的“海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究”;由刘彦、王唐建、黄留群申报的“改性无溶剂环氧玻璃钢防腐材料在油气管道的应用”七大项目,获得一等奖。

  复合电位电偶腐蚀控制技术

  项目名称:复合电位电偶腐蚀控制技术

  主要完成人:马青华、 杨青松 、裘达夫、郦智斌 、周建奇、郭连兔、 叶进林 、何洪雨 、雷渡民

  主要完成单位:海军装备技术研究所

  2013年由海军装备技术研究所申报的 “复合电位电偶腐蚀控制技术” 荣获中国腐蚀与防护学会科学技术奖一等奖,该项目获得国家发明专利授权(专利号:ZL 2008 1 0026799.6)。

  “复合电位电偶腐蚀控制技术”是国内首创的通过形成复合电位进行电偶腐蚀控制的新技术。该技术通过在偶对金属阴极上形成复合电位,减小或消除其与阳极金属的电位差,从而控制电偶腐蚀,有效解决了因耐蚀金属材料应用引起的电偶腐蚀问题。研究提出的等电位平衡设计方法攻克了多金属体系材料电化学匹配设计难题,促进了电化学保护技术的进步。

  海船处于恶劣的腐蚀环境,船舶材料自身耐蚀性很受重视,耐蚀材料应用越来越多。一些海洋船舶及海洋设备结构使用钛合金、铜合金和不锈钢等耐蚀金属以提高其耐蚀性。但在一些重要部件如管路、阀箱、缆车架等使用钛合金、铜合金和不锈钢等耐蚀材料,导致与之相连接的船体、基座、码脚等电位较低的低合金钢结构发生严重的电偶腐蚀。尽管采取了绝缘措施,仍因腐蚀产物等原因无法做到完全有效的电子绝缘。由于这种电偶腐蚀的不确定性、阳极过保护氢脆使其电位受限以及电位梯度等原因,阴极保护技术无法从根本上解决。涂层保护和牺牲阳极阴极保护方面虽然能起到一定的作用,但由于这类腐蚀的特殊性及多方面因素的制约,所采取的方法难以完全奏效,问题依然存在。

  针对该难题,海军装备技术研究所项目组通过对电偶腐蚀特点、电连接机理、电位控制方法、复合阳极材料、复合电位及电位分布规律等进行系统研究,研制出专用防腐蚀元件,并研究出相应的实施工艺,从而开发出复合电位电偶腐蚀控制技术。该技术通过在偶对金属的阴极结构上连接专用防腐蚀元件,在阴极上施加阳极电流使其形成较低的复合电位,减小或消除偶对金属的电偶腐蚀源--电位差,实现电偶腐蚀控制。经实船试验及海上电位检测试验验证,效果良好。

  “复合电位电偶腐蚀控制技术”实现了除现有电化学保护技术之外的又一创新,为电偶腐蚀的有效控制提供了一种可靠措施,解决了阴极保护等技术无法从根本上解决的电偶腐蚀难题。该技术已在海军舰船上广泛应用,有效控制了因耐蚀金属材料应用产生的电偶腐蚀,提高了装备的抗腐蚀水平和使用可靠性,取得了显著的军事经济效益。该技术不仅可应用于舰船,还可用于地方的防腐蚀工程设计、海水设备的防腐蚀设计等方面,并已得到很好的应用。

  该项目研究过程中,海军装备技术研究所负责总体方案论证、关键技术研究,进行了腐蚀状况调查、不同金属间电偶腐蚀形成机理试验研究、腐蚀原因分析、防腐蚀对策研究、复合阳极材料筛选、复合阳极的电化学研究、复合电位设计、防腐蚀元件制备、实船安装方案研究、试验与检测方案研究、评审与实施等研究工作。并进行了鉴定材料撰写,组织了鉴定工作。项目组创建出复合电位电偶腐蚀控制新技术、研制出专用防腐蚀元件、研究出舰船电偶腐蚀控制方案,并在国内首次成功进行了海上电位检测试验,研究提出异金属等电位平衡设计的材料电化学匹配设计新方法,取得重要原始创新。

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