海洋大气环境下Q235钢自然暴露腐蚀与实验室加速腐蚀的腐蚀深度相关性研究

刘红波; 马文正; 张海江; 熊悦辰

doi:10.3724/j.gyjzG25050807

海洋大气环境下Q235钢自然暴露腐蚀与实验室加速腐蚀的腐蚀深度相关性研究

doi: 10.3724/j.gyjzG25050807

1. 河北工程大学土木工程学院, 河北邯郸 056038;
2. 天津大学建筑工程学院, 天津 300072

基金项目:

河北省自然科学基金项目（E2020402074）。

详细信息

作者简介:
刘红波，博士，教授，主要从事钢结构和空间结构方面的研究。

通讯作者:
张海江，zhjiang1994@sina.com。

计量
- 文章访问数: 23
- HTML全文浏览量: 7
- PDF下载量: 1
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2025-05-08
- 网络出版日期: 2026-11-06

Research on the Correlation Between Natural Exposure Corrosion and Indoor Accelerated Corrosion of Q235 Steel in Marine Atmospheric Environment

1. School of Civil Engineering, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China;
2. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

摘要

摘要: 目前多采用实验室加速腐蚀研究结构钢材在海洋大气环境中的腐蚀规律，但实验室加速腐蚀无法简单地代表海洋大气环境，需要明确钢材在海洋大气环境与实验室模拟环境中的腐蚀规律相关性。收集了Q235钢在4种加速腐蚀环境中的腐蚀规律，并将4组试验结果同万宁、青岛两地的大气腐蚀结果进行腐蚀深度及腐蚀产物的相关性分析和加速比计算，探究干湿循环比例、NaHSO₃及其浓度等对加速腐蚀试验结果与万宁、青岛两地自然腐蚀规律相关性的影响，给出了万宁、青岛地区海洋大气腐蚀时间与实验室加速腐蚀时间的相关模型。结果表明：要达到万宁、青岛海洋大气环境16 a的腐蚀深度，NaCl+0.001 mol/L NaHSO₃（1∶3）试验方法加速性最好，分别需要327.27，410.78 h；而NaCl+0.02 mol/L NaHSO₃（3∶1）加速性最小，分别需要1436.37，3170.76 h。
- 实验室加速腐蚀 /
- 实海大气自然腐蚀 /
- 相关性 /
- Q235 /
- 加速比
Abstract: At present， laboratory accelerated corrosion is mostly used to study the corrosion behavior of structural steel in marine atmospheric environment. However， such laboratory simulations cannot simply replicate actual marine atmospheric conditions. Therefore， it is necessary to clarify the correlation between the corrosion behavior of steel in actual marine atmospheric environments and that in laboratory simulation environments. This study investigated the corrosion behavior of Q235 steel in four accelerated corrosion environments. Correlation analysis and acceleration ratio calculations were performed between the corrosion depth and corrosion products from these four groups of test results and the atmospheric corrosion results from Wanning and Qingdao. An investigation was conducted into the influence of factors such as the dry-wet cycle ratio and NaHSO₃ concentration. This study aimed to determine how these parameters affect the correlation between the accelerated corrosion test results and the natural corrosion behavior observed in Wanning and Qingdao. Correlation models between marine atmospheric exposure time and laboratory accelerated corrosion time were established for the Wanning and Qingdao regions. The results showed that to achieve a corrosion depth equivalent to 16 years in the marine atmospheric environments of Wanning and Qingdao， the test method using NaCl+0.001mol/L NaHSO₃ （1∶3） offered the highest acceleration efficiency， requiring 327.27 hours and 410.78 hours， respectively. However， the method with NaCl+0.02mol/L NaHSO₃ （3∶1） exhibited the lowest acceleration efficiency， requiring significantly longer durations of 1436.37 hours and 3170.76 hours， respectively.
- laboratory accelerated corrosion /
- natural marine atmospheric corrosion /
- correlation /
- Q235 /
- acceleration ratio

HTML全文

参考文献(21)

[1]	GUO X，TU J S，FAN Z B，et al. Experimental and simulation analysis of mechanical property degradation of corrosion thinning of Q355 steel for transmission towers[J]. Anti-Corrosion Methods and Materials，2024，71（6）：620-631.
[2]	KONG Z Y，JIN Y，SABBIR H G M，et al. Experimental and theoretical study on mechanical properties of mild steel after corrosion[J]. Ocean Engineering，2022，246：110652.
[3]	WANG Y，CHANG C，XU S，et al. Probabilistic constitutive model for corroded structural steel with stochastic pits under monotonic tension[J]. Engineering Structures，2024，304：117599.
[4]	ZHANG W，CHEN J，YU Q Q，et al. Stochastic modeling of corrosion evolution of steel plates under artificial marine atmosphere environment[J]. Ocean Engineering，2024，310（P1）：118565.
[5]	郑山锁，田忠祥，杨松，等. 锈蚀钢材力学性能试验及等效本构模型研究[J]. 湖南大学学报（自然科学版），2024，51（3）：111-120.
[6]	徐善华，宋翠梅，李晗. 模拟海洋和一般大气环境下锈蚀钢材表面形貌差异研究[J]. 材料导报，2021，35（2）：2125-2132.
[7]	牟献良，田月娥，汪学华. 碳钢和低合金钢模拟加速试验与大气腐蚀试验的相关性[C]//机械工业环境技术中心（METRC）. 首届中美材料环境腐蚀与老化试验学术研讨会论文集. 重庆：中国兵器工业第五九研究所，2001：99-103.
[8]	文邦伟，张伦武，李继红，等. 装甲钢自然环境试验与人工加速试验的相关性[J]. 装备环境工程，2006（3）：97-101.
[9]	王振尧，于国才，韩薇. 钢的大气暴露腐蚀与室内模拟加速腐蚀的相关性[J]. 腐蚀科学与防护技术，2004（2）：70-73.
[10]	舒赣平，陈尧，卢瑞华，等. 模拟海洋与工业大气环境下结构钢腐蚀行为[J]. 西安建筑科技大学学报（自然科学版），2022，54（4）：475-481.
[11]	WU H Y，LEI H G，CHEN Y F. Grey relational analysis of static tensile properties of structural steel subjected to urban industrial atmospheric corrosion and accelerated corrosion[J]. Construction and Building Materials，2022，315：125706.
[12]	BOELEN B，SCHMITZ B，DEFOURNY J，et al. A literature survey on the development of an accelerated laboratory test method for atmospheric corrosion of precoated steel products[J]. Corrosion Science，1993，34（11）：1923-1931.
[13]	MAXTED J. Short term testing and real time exposure[J]. Journal of Corrosion Science and Engineering，1999，9（2）：15.
[14]	王旭，肖葵，程学群，等. Q235钢的污染海洋大气环境腐蚀寿命预测模型[J]. 材料工程，2017，45（4）：51-57.
[15]	MA Y，LI Y，WANG F. Corrosion of low carbon steel in atmospheric environments of different chloride content[J]. Corrosion Science，2009，51（5）：997-1006.
[16]	GAO Z，NIU J，DING G，et al. Initial corrosion behavior of 10CrNi3MoV steel and Q235 steel in marine atmosphere[J]. International Journal of Electrochemical Science，2024，19（8）：100707.
[17]	李晓刚，肖葵，程学群，等. 海洋大气环境腐蚀寿命[M]. 北京：科学出版社，2016.
[18]	宋春晖，周学俊，李具中，等. 合金元素含量对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响[J]. 机械工程材料，2012，36（4）：62-66.
[19]	宋春晖. 合金元素调整对集装箱用钢耐海洋大气腐蚀性能的影响[D]. 武汉：武汉科技大学，2011.
[20]	田玉琬，程学群，李晓刚. 海洋大气腐蚀的室内模拟加速试验方法研究[J]. 腐蚀与防护，2014，35（8）：781-784.
[21]	刘思峰. 灰色系统理论及其应用[M]. 北京：科学出版社，2010.