海水环境生物腐蚀污损与防护

以海水环境生物腐蚀污损与防护为中心,就国内外与其相关的报道进行综述分析,并提出建议。首先,分析污损生物的分布与特征,得出污损生物群落的组成和结构对海域、季节、水深、工程结构类型等的依赖性,突出海水环境生物腐蚀污损的复杂性。然后,解析生物附着污损对海水环境腐蚀速率的影响,突出附着生物是导致金属材料腐蚀速率增大的重要因子。再次,介绍海水环境生物腐蚀污损防护技术的现状,分析主要防护技术的优缺点,并展示其在不同行业的联用。最后,提出对海水环境生物腐蚀污损研究工作的建议,包括建立各海域的生物腐蚀污损数据库、大力研制发展绿色生物腐蚀污损控制技术、加强对海洋生物腐蚀污损基础性研究工作的投入、尽快建立海洋生物腐蚀评价标准和规范等。     

神经网络在海水腐蚀预测中的应用

根据我国材料自然环境腐蚀网站长期以来积累的海水腐蚀数据,采用BP人工神经网络算法,建立了碳钢及低合金钢的海水腐蚀预测模型.该模型以合金成分、环境因素为输入参数,以平均腐蚀速率为输出参数.以碳钢、低合金钢的17种钢种在青岛、厦门、榆林海水腐蚀试验站16年腐蚀数据建模.选定A3钢与10CrCuSiV在以上三地16年的腐蚀数据为验证样本.结果表明该网络具有良好的预测精度,能够正确反映海水环境腐蚀性因素及金属材料腐蚀暴露时间与其腐蚀速率的关系,用于碳钢及低合金钢在海洋全浸环境中的腐蚀预测.     

碳钢在自然海水和灭菌海水中的腐蚀行为分析

通过碳钢在自然海水和灭菌海水两种介质中的7 d暴露试验,比较了碳钢在自然海水和灭菌海水中腐蚀行为和腐蚀机理的差异。结果表明,微生物是影响碳钢腐蚀的重要因素,它影响到碳钢的腐蚀机理,同时会加重碳钢的局部腐蚀。     

碳钢管路在某型艇舱底水中的腐蚀原因分析

目的调查20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀原因。方法采用全浸腐蚀试验、电偶腐蚀测试、电化学测试和腐蚀形貌分析等方法对某型艇碳钢海水管路的腐蚀原因进行研究。结果获得了20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀速率、腐蚀电位、极化曲线、阻抗图谱、腐蚀形貌等数据。结论舱底碳钢管的腐蚀主要是由于管内海水的腐蚀、焊接对管材的热影响和舱内污水的腐蚀作用引起的,其中管内海水的腐蚀作用是主要因素。     

铸铁在流动海水中的腐蚀行为

总结了笔者曾经进行过的3次有关铸铁在含沙流动海水中的腐蚀试验研究工作.研究结果表明：在腐蚀速率方面,铸铁与普通碳钢相似;但在腐蚀形貌方面,局部腐蚀倾向比普通碳钢明显减轻.灰铸铁添加3%的镍,不能改善其在含沙流动海水中的腐蚀行为,反而增大了局部腐蚀敏感性.镍的质量分数超过7%的铸铁在含沙流动海水中的耐蚀性能显著提高.其腐蚀率随镍含量的增加而明显降低,且没有点蚀发生.添加铬虽然能降低其腐蚀率,但局部腐蚀敏感性显著增大.     

典型海域船舶用铜材表面生物污损与腐蚀性能研究

目的 对比研究铜合金、紫铜在我国黄海、东海和南海海域具有代表性的港口海水环境中的污损、腐蚀行为.方法 依据GB 12763.6—2007《海洋调查规范》和GB/T 5776—2005《金属和合金的腐蚀试验方法》,通过实海挂片研究ZQMnD12-8-3-2、铜镍合金B10/B30和紫铜T2在我国典型海域青岛港口、舟山港口、三亚港口的生物污损与腐蚀状况.结果 铜镍合金B10、B30和紫铜T2在三海域均具有良好的抑制污损生物附着的性能,其中紫铜抑制污损生物附着的性能最为突出,但其腐蚀严重,腐蚀速率为3.97×10–2～8.48×10–2 mm/a;铸造青铜ZQMnD12-8-3-2虽然含铜量略高于铜镍合金B30,但由于其腐蚀产物易附着于材料表面,其污损抑制性能较差.结论 铜镍合金B10、B30和紫铜T2均有抑制污损生物附着的性能,但受不同海域环境因素和材料表面腐蚀产物致密性的影响有所差异.受泥沙水质影响,舟山港口内铜合金的腐蚀速率较高,腐蚀显著,三亚港口内紫铜的腐蚀速率最高.     

E420在南海岛礁海水环境腐蚀行为规律研究

目的 研究E420低合金钢材料在南海岛礁海水环境中的腐蚀行为规律。方法 通过外场暴露试验,分析E420钢在南海岛礁飞溅、潮差和全浸区带暴露0.5、1、1.5、2 a后的腐蚀形貌与动力学规律,并建立腐蚀速率灰色预测模型GM(1,1)。结果 随暴露周期的延长,南海岛礁不同海水区带环境下,E420的腐蚀速率呈下降趋势,点蚀深度则整体达到一个较高的水平。飞溅区腐蚀速率数值最大,远大于一般海域,潮差次之,全浸最小。灰色模型GM(1,1)的腐蚀速率预测值与实测值相对误差低于25%。结论 南海岛礁不同海水区带E420腐蚀严重,以飞溅尤为严酷,锈层防护作用有限。腐蚀随时间倾向于不均匀发展。灰色模型GM(1,1)用于预测岛礁海水环境腐蚀可以取得较好的结果?     

常用金属紧固件在水环境中的腐蚀行为

通过组装试样的现场暴露试验,获得了4种常用金属紧固件在4个水环境试验点暴露2 a的腐蚀结果。结果表明,碳钢紧固件在武汉长江和察尔汗盐湖中的腐蚀较轻,在海水环境中腐蚀严重;304和316不锈钢紧固件在武汉长江中暴露2 a无明显可见的腐蚀,在察尔汗盐湖中有轻微的点蚀和缝隙腐蚀,其垫圈在海水全浸区缝隙腐蚀严重,在飞溅区腐蚀较轻;在水环境中镀锌紧固件的腐蚀比碳钢紧固件轻,但两者的腐蚀差别较小。     

考虑环空压力的生产套管CO2腐蚀速率预测

目的 预测考虑环空压力条件下不同产量、温度变化碳钢套管的腐蚀速率.方法 利用优化的经典半经验模型对碳钢套管的腐蚀速率进行预测.明确海洋环境碳钢套管CO2腐蚀的机理,找出海水中生产套管发生腐蚀的主要影响因素及腐蚀机理,通过CO2溶解度模型优化腐蚀速率预测模型,考虑温度、环空压力、产量等变化对腐蚀的影响规律,预测生产套管的...     

钢筋混凝土实际海洋环境下的腐蚀

目的研究钢筋混凝土在实际海洋环境中的腐蚀行为。方法记录浸泡在青岛水域1 a时间内钢筋混凝土表面生物的附着情况,并通过XRD等测试手段分析海洋环境中的污损生物对混凝土基体表面组分腐蚀行为的影响。通过测试氯离子含量,监测钢筋在实际海洋环境下的临界氯离子含量,同时通过动电位极化,比较钢筋在海水中腐蚀1 a的点蚀电位和极化电阻等电化学参数,通过SEM观察钢筋表面腐蚀形貌,监测钢筋的腐蚀情况。结果海洋污损生物导致重金属元素在混凝土表层富集,钢筋混凝土在实际海洋环境下的临界氯离子含量为0.375%,钢筋混凝土在实际海洋环境下180 d钝化状态消失,产生局部腐蚀。结论海水中的生物主要是对混凝土表层的物质产生了影响,但并未对钢筋的腐蚀产生影响。导致钢筋产生腐蚀的主要因素在于氯离子的渗透。     

碳钢及低合金钢在重庆和万宁地区大气腐蚀规律研究

通过对17种碳钢和低合金钢在重庆地区江津试验站和海南万宁试验站进行16年的长期暴露试验,得到各种钢在重庆和万宁地区的大气腐蚀长期变化规律。指出在江津地区,碳钢和低合金钢可以用4年的短期大气腐蚀数据预测长期大气腐蚀规律。在万宁地区初期腐蚀率较低,但一定时间后腐蚀率呈上升趋势,耐候钢的腐蚀可以采用短期腐蚀数据预测长期结果,对于其他钢种则不能用短期数据预测长期腐蚀情况。对于江津地区,工程上选材可主要考虑经济因素。在万宁地区,工程上选材应重点考虑材料性能的差异。     

飞溅区挂样位置、高度对钢腐蚀的影响

目的研究飞溅区挂样位置、高度对钢腐蚀的影响。方法采用海水飞溅区暴露试验。结果在青岛和三亚获得了5种钢在飞溅区暴露的腐蚀结果。结论在不同海域试验地点的飞溅区暴露,因环境条件不同,钢的飞溅区范围区间有较大差别,腐蚀速率峰值相对平均高潮位的高度也不同。在同一试验地点,暴露位置、条件的不同都会使钢的飞溅区范围区间及腐蚀速率峰值的高度不同。     

海水环境中铸造不锈钢的腐蚀行为

通过暴露和冲刷腐蚀试验，获得了7种铸造不锈钢在海水全浸区、潮汐区及含沙流动海水中的腐蚀结果，讨论了它们的腐蚀行为。在海水全浸区．ZGOCr-13Ni4Mo、ZG1Cr18Ni9Ti和ZGOCr17Ni12Mo2发生严重的点蚀（孔蚀、斑蚀、沟槽腐蚀和隧道腐蚀）和缝隙腐蚀。高Cr、Mo（-N）的铸造不锈钢zG0Cr20Ni25Mo5、ZGOCr25Ni6Mo3CuN、ZOr25Ni9Mo4CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N有好的耐蚀性。铸造不锈钢在海水潮汐区的腐蚀比全浸区轻，耐蚀顺序与全浸区一致。在含沙流动海水中，ZGOCr13Ni4Mo的耐蚀性较差，ZGOCr17Ni12Mo2、ZGOCr25Ni9M04CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N的耐蚀性较好．     

45#钢和Q235在不同水环境中的腐蚀行为研究

目的研究碳钢在不同水环境条件下的腐蚀行为。方法通过开展45#钢及Q235两种典型的碳钢材料在淡海水交替、海水及淡水自然环境下2年的暴露试验,将三种环境下材料的腐蚀形貌、腐蚀速率进行对比,总结3种材料在不同水环境下的腐蚀规律,对其腐蚀机理进行了简要的探讨,并对其长周期的腐蚀行为进行预测。结果对45#钢来说,淡海水环境对其的影响是海水环境下的92%,淡水环境的影响是海水环境下的46%;对Q235来说,淡海水环境对其的影响是海水环境下的88%,淡水环境的影响是海水环境的53%。结论碳钢在海水环境下耐蚀性最差,在淡海水交替自然环境下次之,在淡水环境下的耐蚀性能最好。     

海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为研究

目的研究海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为。方法采用海水暴露试验、电偶腐蚀试验和腐蚀电位测量等方法。结果获得了5种海洋用钢焊接接头的海水腐蚀结果。结论海洋用钢焊接接头的熔合区易产生腐蚀沟槽。在全浸区、潮差区和飞溅区条件下,同一焊接接头的腐蚀行为相同,焊接接头的腐蚀严重程度顺序为全浸区>潮差区>飞溅区。焊缝-母材的电偶腐蚀试验结果与焊接接头的暴露腐蚀结果一致。     

烟囱用耐候钢在海水脱硫中的腐蚀研究及寿命预测

通过电化学技术、现场暴露试验研究了海水脱硫对电厂烟囱钢内衬Corten4N的腐蚀行为影响,并利用灰色模型GM（1,1）对烟囱内衬在实施海水脱硫工艺后的使用寿命进行了预测。研究结果表明,实施海水脱硫工艺后会加速烟囱内衬Corten钢的腐蚀且在烟囱140112高度附近腐蚀速率最大;Corten钢在腐蚀初期腐蚀速率逐渐增大,约1a后进入稳定腐蚀状态;Corten钢焊缝区相对于基体是阴极,处于被保护状态;Corten钢在海水脱硫烟气中最大腐蚀速率的灰色预测公式为x（k＋1）=-0.43211e-0.10515k＋0.45811。