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铁基牺牲阳极性能评价及其在海洋工程中的应用

作　者: 陈丽君
导　师: 王佳
学　校: 中国海洋大学
专　业: 化学工程
关键词: 12Cr钢铁基牺牲阳极性能阴极保护海洋工程
分类号: TG174.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 118次
引　用: 2次
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内容摘要

基于现有铁阳极产品,本文进行几种铁基阳极材料的电化学性能测试,并最终筛选出符合要求的铁基阳极,为海洋工程设施阴极保护设计提供数据支持和理论依据。参考相关国家和国际标准进行了牺牲阳极性能研究。研究结果表明,几种铁基阳极材料中材料C在各电流密度和实验温度下,其开路电位和稳定闭路电位最负,实际电容量和电流效率最高;从腐蚀特征上看,几种铁基阳极材料的腐蚀均匀,产物易脱落,均满足牺牲阳极材料对腐蚀均匀性的性能要求。因此,最终确立材料C作为保护12Cr钢立管的牺牲阳极。实验还对筛选出的阳极材料C和12Cr钢材料进行极化曲线测试。研究表明,12Cr钢与阳极材料C的自腐蚀电位差较大,且12Cr钢极化性强,阳极材料C极化性弱,理论上论证了用阳极C对12Cr钢管进行阴极保护是可行的。模拟测试在铁基阳极C的阴极保护下12Cr钢管在实海中的电位。研究表明,实海中,材料C可以较快地实现对12Cr钢管的有效保护并可以使其达到本项目要求的保护电位。进行了阳极电缆铝热焊接实验并进行焊接工艺评定,焊点的牢固程度、焊接热影响区硬度及Cu渗透深度均满足设计要求。并按项目要求提供相关的12Cr钢管的焊接程序和阳极铸造程序。根据上述实验基础上得到的阴极保护设计参数对PY30-1导管架项目中12Cr海管进行阴极保护设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-22
  1.1 金属腐蚀概述  11-13
  1.2 阴极保护技术概论  13-16
    1.2.1 阴极保护技术的发展  13-14
    1.2.2 阴极保护的基本原理  14-15
    1.2.3 阴极保护的主要参数  15
    1.2.4 阴极保护方法的类型  15-16
  1.3 牺牲阳极的种类、性能、研究现状和发展趋势  16-21
    1.3.1 牺牲阳极的分类和应用  16-18
    1.3.2 牺牲阳极的主要性能指标  18-19
    1.3.3 牺牲阳极的研究现状和发展趋势  19-21
  1.4 铁基牺牲阳极研究及发展状况  21
  1.5 本论文的研究目的与意义  21-22
第二章铁基牺牲阳极性能研究  22-56
  2.1 引言  22
  2.2 实验部分  22-28
    2.2.1 铁基合金材料  22-23
    2.2.2 试样加工  23-24
    2.2.3 实验装置  24-26
    2.2.4 实验条件及使用仪器  26
    2.2.5 实验程序  26-28
  2.3 结果与讨论  28-54
    2.3.1 开路电位  28-29
    2.3.2 工作电位  29-33
      2.3.2.1 电流密度为1 mA/cm~2 时铁基材料牺牲阳极的工作电位  29-30
      2.3.2.2 电流密度为0.5 mA/cm~2 时铁基材料牺牲阳极的工作电位  30-31
      2.3.2.3 电流密度为0.1 mA/cm~2 时铁基材料牺牲阳极的工作电位  31-32
      2.3.2.4 材料C 的平均工作电位比较  32-33
    2.3.3 阳极实际电容量和电流效率  33-36
      2.3.3.1 阳极实际电容量和电流效率计算  33-36
    2.3.4 三个不同温度下阳极表面溶解特征的研究  36-54
      2.3.4.1 实验前阳极试样的形貌  36-37
      2.3.4.2 实验后未去除表面腐蚀产物形貌  37-45
      2.3.4.3 实验后去除表面腐蚀产物形貌  45-54
  2.4 本章小结  54-56
第三章用于 12Cr 钢立管保护的可行性分析  56-61
  3.1 引言  56
  3.2 实验部分  56-58
    3.2.1 电极制作  56
    3.2.2 实验仪器  56-57
    3.2.3 实验条件  57
    3.2.4 操作程序  57-58
  3.3 结果与讨论  58-60
  3.4 本章小结  60-61
第四章阳极材料 C 对 12Cr 钢管阴极保护实海实验  61-65
  4.1 引言  61
  4.2 实验部分  61-62
    4.2.1 试样  61-62
    4.2.2 实验条件  62
  4.3 结果与讨论  62-63
  4.4 本章小结  63-65
第五章 12Cr 钢管焊接及热影响区分析  65-70
  5.1 引言  65
  5.2 实验程序  65-67
  5.3 结果与讨论  67-69
    5.3.1 焊点牢固程度  67
    5.3.2 硬度测试分析  67
    5.3.3 渗铜层分析  67-69
  5.4 本章小结  69-70
第六章阳极铸造工艺  70-73
  6.1 引言  70
  6.2 手镯式铁基阳极的铸造工艺  70-71
  6.3 手镯式铁基阳极的质量要求  71-73
第七章铁基阳极阴极保护设计方法  73-79
  7.1 引言  73
  7.2 设计基础  73-75
    7.2.1 参照的标准及规范  73
    7.2.2 立管参数  73-74
    7.2.3 管线阴极保护设计参数  74-75
  7.3 设计方案  75-77
  7.4 设计结果  77
  7.5 阳极结构  77-78
  7.6 阳极安装  78-79
第八章结论  79-80
参考文献  80-84
附录  84-88

铁基牺牲阳极性能评价及其在海洋工程中的应用

内容摘要

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