《深海等靜壓對應力腐蝕的影響規律和機理研究》是依託北京科技大學，由宿彥京擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：深海等靜壓對應力腐蝕的影響規律和機理研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：宿彥京
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
應力腐蝕(SCC)和氫致開裂是威脅深海裝備服役安全的重要原因。本項目抓住深海等靜壓這一關鍵參量和等靜壓促進氫擴散升高氫濃度的特點，以氫促進SCC及氫脆(HE)與SCC的耦合作用為主線，通過實驗和理論分析系統研究深海等靜壓對腐蝕電化學、腐蝕膜成分、結構和性能以及SCC和HE影響規律，弄清深海等靜壓影響氫滲透、氫濃度及HE和SCC的機理，探討深海環境HE和SCC的耦合關係，揭示深海等靜壓對SCC的影響規律和機理。本項目的研究成果不僅對環境敏感斷裂基礎理論的發展和深入理解具有重要意義，還可為深海裝備的選材和設計提供數據支撐。
結題摘要
本項目開展了深海等靜壓對金屬材料腐蝕、點蝕及應力腐蝕，陰極析氫反應及氫滲透行為的實驗研究，以及應力對氫擴散和腐蝕產物膜力學性能對應力腐蝕影響規律的第一原理計算和有限元模擬研究，在Scientific Reports,（2篇），Corrosion Science（1篇），Electrochimica Acta（2篇），International Journal of Hydrogen Energy（2篇）等共發表文章10篇。獲得下列研究成果： 1、搭建了高壓氫滲透實驗裝置，通過深海等靜壓環境下的恆電流氫滲透實驗及數學模型擬合分析，研究了等靜壓對氫在金屬內部擴散的影響, 發表在Corrosion Science 112 (2016) 86-93；2、通過恆過電位氫滲透、交流阻抗測試及第一性原理模擬，證明了等靜壓能促進水分子解離成吸附氫原子，以及吸附氫原子進入金屬次表層，並抑制氫原子複合脫附反應。該結果發表在Electrochimica. Acta 255 (2017) 230–238；3、在上述研究基礎上提出了提出等靜壓與陰極電位耦合作用對金屬表面析氫反應的影響。通過不同等靜壓下恆電位交流阻抗測試及數據模型擬合，對析氫反應動力學參數分析發現，在10至40MPa壓力範圍內，電位在-1.0至-1.1VSSE範圍時，析氫反應由有金屬表面氫分壓控制，氫吸附模式為Langmuir單層吸附，電位在-1.2至-1.3VSSE範圍時，析氫反應由陰極電位控制，氫吸附方式隨著等靜壓增大，由Langmuir單層吸附轉為Temkin多層吸附。該研究結果發表在Electrochimica. Acta 247 (2017) 1019-1029；4、通過有限元模擬，建立了陽極溶解型應力腐蝕的內聚力模型。研究成果發表在Scientific Reports 3 (2015) 10579; 5、系統研究了X70鋼在等靜壓環境中的應力腐蝕規律，建立了等靜壓與pH、載荷之間的關係; 發表在Int J. Hydrogen Energ. 65 (2012) 278–287; 6、研究了等靜壓對點蝕萌生和擴展的規律, 發表在Materials 10 (2017)1076，Materials 10 (2017)1307.
