基于电化学噪声技术的金属大气腐蚀监测的研究与应用.pdf

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1、分类号：TH313密级：公开UDC：621学号：2111506003硕士学位论文基于电化学噪声技术的金属大气腐蚀监测的研究与应用胡欢欢指导教师：王贵教授胡杰珍讲师申请学位类别：工学硕士专业名称：机械制造及其自动化研究方向：数字化设计及制造技术学院名称：机械与动力工程学院中国·湛江2018年6月基于电化学噪声技术的金属大气腐蚀监测的研究与应用摘要电化学噪声技术（EN，ElectrochemicalNoise）是一种原位、无损的电化学测试技术，广泛地应用于金属的土壤腐蚀、有机涂层的评估等方面，但在金属的大气腐蚀方面研究得则较少。本文设计了基于电化学噪声技术

2、的大气腐蚀监测系统，通过对测得的电化学噪声信号进行数据处理和分析，结合同步进行的材料大气环境腐蚀研究结果，探索了Q235碳钢大气腐蚀行为监测研究。研究结果表明：（1）大气腐蚀监测装置实现了Q235碳钢在大气中原位无损地连续监测，监测结果准确地反映了大气腐蚀引起得噪声波动。基于MATLAB平台设计的电化学噪声数据分析模块具有数据处理速度快、结果重现性好、实现方法简单等优点。同时，该模块通过多项式拟合去漂移得到时域谱图、加窗快速傅里叶变换获得频域谱图、希尔伯特黄变换得到幅值-时间-频率三维图，增加了电化学噪声的分析角度。（2）从表面形貌图观察到Q235碳钢

3、腐蚀产物的颜色变化过程为：褐色→棕红色→黑褐色。从截面形貌观察到：试验60天时，试样的局部区域出现双锈层；试验180天时，试样出现三锈层。EDS分析结果表明，180天试样的三锈层中含氧量从高到低依次为：外锈层>内锈层>中间锈层。（3）实验中，电化学噪声出现5种不同的特征时域谱图：1、噪声波动均匀、出现极少暂态峰；2、噪声先出现低频波动、漂移较大、无暂态峰，再出现高频波动；3、噪声出现大量的暂态峰；4、电压噪声与电流噪声异向变化；5、电压噪声与电流噪声同向变化。噪声统计与频域谱图的特征参数具有较好的一致性：Q235碳钢曝晒45天时，Rn值最大、电压噪声的

4、W值最小、k值最大，此时试样表面的耐蚀性最差。时频谱图出现三种不同的特征：噪声信号在频域轴上分布均匀；噪声信号集中分布于低频区；噪声信号向高频区转移。关键词：大气腐蚀；Q235碳钢；电化学噪声；MATLABIResearchandapplicationofmetalatmosphericcorrosionmonitoringbasedonelectrochemicalnoisemeasurementAbstractElectrochemicalnoisemeasurementasakindofin-situandnon-destructivetechn

5、iquewhichwaswidelyusedinsoilcorrosion,andorganiccoatingsevaluation,etc.but,theresearchofatmosphericcorrosionwasless.Inthisstudy,anautomatedatmosphericcorrosionbasedonelectrochemicalnoisetechniquemonitoringdevicewasproposed.Thispaperprocessedandanalyzedtheelectrochemicalnoise,bes

6、ides,combinedthesynchronizedresultsofthestudyonatmosphericcorrosion,whichstudiedtheatmosphericcorrosionbehaviorofQ235carbonsteel.Themainresultsofthepaperresearchwereasfollow:(1)TheatmosphericcorrosionmonitoringdeviceofQ235carbonsteelcouldberealizedin-situ,non-destructivelyandcon

7、tinuously.Theresultscouldaccuratelyreflectthenoisefluctuationscausedbyatmosphericcorrosion.BasedontheMATLABplatform,adataanalysismodulewasestablished,theadvantagesofthemoduleweresimple,fastprocessingspeedandgoodreproducibility.Themodulecangettime-domainspectrogramthroughpolynomi

8、alfitting，frequency-domainspectrogramthroughFou