典型鋁合金犧牲陽極對 海洋船舶壓載艙陰極保護 效果仿真研究 孫建剛1,趙銘鈺1,張 迪1,許志雄2,張 宇1,劉廣義1 (1.中國船舶集團有限公司第七二五研究所 海洋腐蝕與防護全國重點實驗室,山東 青島266237;2.中國艦船研究設計中心,湖北 武漢430064) 摘 要:海洋船舶壓載艙的服役環境惡劣,腐蝕問題十分突出,為解決該問題,本研究采用數值仿真方法對比了Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn鋁合金犧牲陽極在不同服役階段對壓載艙的陰極保護效果。結果表明:2種鋁合金犧牲陽極在服役初期對壓載艙的陰極保護效果較好,但是隨著干濕交替次數增加,Al-Zn-In-Mg-Ti鋁合金犧牲陽極性能下降,導致壓載艙局部區域出現欠保護現象;Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn鋁合金犧牲陽極表現出更強的活性,在服役期內能為壓載艙提供良好的陰極保護。 關鍵詞:數值仿真;陰極保護;壓載艙;鋁合金犧牲陽極 文中主要圖表 (序號為文中序號) 圖1 壓載艙局部結構數值模型 圖2 犧牲陽極在壓載艙上位置的三視圖 圖3 壓載艙鋼材的陰極極化曲線 圖4 鋁合金犧牲陽極的陽極極化曲線 圖5 服役初期壓載艙腐蝕電位分布 表1 服役初期保護效果仿真計算結果 圖6 服役初期壓載艙腐蝕電流密度分布 圖7 服役末期壓載艙腐蝕電位分布 圖8 服役末期壓載艙腐蝕電流密度分布 表2 服役末期保護效果仿真計算結果 結 論 通過數值仿真的方法研究了Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn鋁合金犧牲陽極對船舶壓載艙的陰極保護效果,結果表明: (1)服役初期,涂層破損率為2%的全浸工況下, Al-Zn-In-Mg-Ti和Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn鋁合金犧牲陽極均能使壓載艙各位置腐蝕電位負于-1 015 mV,壓載艙處于良好的陰極保護狀態。 (2)隨著服役時間延長至服役末期,壓載艙涂層破損率達到10%時,Al-Zn-In-Mg-Ti鋁合金犧牲陽極無法為壓載艙提供良好陰極保護,局部區域腐蝕電位正于-800 mV,壓載艙處于欠保護狀態;而Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn鋁合金犧牲陽極可保持壓載艙各位置腐蝕電位負于-875 mV,使其處于良好保護狀態。2種犧牲陽極保護效果的差異與Al-Zn-In-Mg-Ti鋁合金犧牲陽極在干濕交替工況下發生的表面結殼現象有關。
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