金属材料电偶腐蚀及防护

近年来，人们对双金属材料电偶腐蚀行为大量研究，开发了相应电偶腐蚀研究方法和电偶腐蚀防护技术，以解决材料连接件的电偶腐蚀失效问题。

异种材料电偶腐蚀研究

国内外相关研究主要是针对实际服役过程中暴露出的电偶腐蚀问题，通过对不同金属材料电偶腐蚀行为进行研究来判断两种材料能否接触使用.并探讨材料结构、表面处理工艺及外界因素条件等对电偶腐蚀程度的影响啊。在某些特殊复杂环境条件下，如油气田高温高酸腐蚀性环境中金属材料电偶腐蚀、海洋干湿交替环境下多金属体系电偶腐蚀问题，以及深海低温低氧环境下负载压力与温度和溶解氧多重因素对金属材料电偶腐蚀的综合影响还有待深人研究和解决以期。

研究方法

研究和测试电偶腐蚀的方法很多，如传统的浸泡实验法(间浸实验、全浸实验)研究电偶材料的腐蚀行为网;采用电化学工作站测量偶对件的电偶电位和电偶电流并结合电化学阻抗谐技术、动电位极化技术研究电偶腐蚀的热力学和动力学特性。采用浸泡试验和电化学测试技术研究不同阴阳极面积比的1020碳钢与304L不锈钢电偶对在碗化物溶液中的腐蚀行为，发现碳钢可作为阳极材料其表面形成的一层疏化膜保护碳钢可减轻腐蚀;且碳钢电偶腐蚀效应与阴阳极面积比星正相关，当阴阳极面积比增大到- -定范围，电化学方法无法准确测量电偶腐蚀效应他。

近年来，一些新型研究方法如丝束电极技术(WBE),扫措振动参比电极(SVET).扫措开尔文探针技术(SKP)等徽区电化学测量技术被运用到电偶腐蚀实验研究中凹。利用扫描开尔文探针技术测量AZ9ID镁合金与不同偶对材料表面电位变化来研究镁合金电偶对在盐雾实验中电偶腐蚀规律，结果发现电偶腐蚀区域主要集中AZ9ID镁合金的一侧，电偶腐蚀效应与偶对材料电位差成正比关系，材料表面腐蚀产物的积累覆盖对基体材料腐蚀起到一定保护作用。相比于传统电化学测试方法,微区电化学测量技术可以得到准确、详细的局部区域电偶腐蚀情况，有利于从微观层次了解电偶腐蚀机理。

采用有限元或边界元分析等数值模报仿真技术，建立电偶腐蚀预测模型,分析金属或合金材料间.接触区域的电偶腐蚀行为14。采用电化学方法研究在1mol/L盐酸溶液中碳钢端板材料(20MnCrS.42CrMo4和32CrMoV13)与3种低合金钢螺栓(M12.M16和M20)的电偶腐蚀行为,并对端板与螺栓构件接触区的腐蚀参数进行数值模拟分析,可预测设备零部件使用寿命凹。通过研究大气环境下空气湿度、盐负载量和阴阳极面积比对飞机构件的电偶腐蚀行为影响,利用物理场仿真软件COMSOLMultiphysics对7050铝合金和AcrMet100钢偶对件进行腐蚀模拟，对偶对材料电偶腐蚀速率的变化进行评估明。与电化学实验相比,采用数值模拟分析方法预测电偶腐蚀，可在理论上给予电偶腐蚀相关研究以指导作用,减少电偶腐蚀试验成本和时间。

电偶腐蚀的防护

①正确选材。避免电位差大的金属相接触,控制阴阳极金属材料面积比,适当减小阴极材料面积,避免“大阴极一小阳极”组合情况发生。

②对于某些连接部位不可避免要采用电位差异悬殊的异种金属，电绝缘保护措施是防止电偶腐蚀的可靠方法之- - *。在阴阳极材料接触部位添加绝缘隔离措施进行电绝缘处理来消除电子导电支路，使用绝緣垫片将两极有效隔开或使用缓蚀剂增大腐蚀介质电阻。

③采用合适的表面处理技术对材料表面进行处理，覆盖涂镀层或将材料表面进行改性,减小异种材料电位差或增大两者之间电阻值以隔断离子通道。如对钛合金表面进行离子镀错，对铝合金表面进行阳极氧化或微弧氧化处理来降低电偶腐蚀效应。

④对某些不适于表面处理的连接结构(如螺栓紧固连接处)可使用密封料或塑料薄膜將偶对件材料进行完全包裹,让工件与外界环境实现隔离,如将紧固件材料涂密封漆进行密封处理。

⑤根据电化学腐蚀原理，可利用电磁学等物理技术手段减缓金属连接件电偶腐蚀行为。虽然目前关于磁场防护方面理论上还缺乏系统性认识，但电磁场作为一种新型防腐技术，有望保证调接件实现长期有效防护。

因内金属材料的电偶腐蚀研究起步相对较晚，现阶段防护技术和实验设备条件等皆有限,对电偶腐蚀预防措施方面的标准和规范比较匮乏，导致有关电偶腐蚀的理论分析内容不够完善、防腐形式比较单一。未来的研究发展应针对具体腐蚀实验要求调整实验方案，.进一步研究防护机理,对结构件材料采取一种或同时使用多种經济有效的防腐技术手段进行系统性、全面性防护。