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。     

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。     

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.     

碳钢和耐候钢加速腐蚀实验研究

通过对Q235碳钢和09CuPCrNi耐候钢的周期浸润加速腐蚀实验所得到的锈层结构的XRD和拉曼光谱分析表明:γ-Fe2O3、γ-FeOOH和α-FeOOH是构成锈层的主要腐蚀产物.锈层中最终形成的稳定的α-FeOOH腐蚀产物所占比例和分布都将影响耐候钢的耐蚀性能.耐候钢中的Cr可在表面形成致密的氧化膜,同时Cr在缺陷处沉淀析出,可以加速锈层中缺陷的愈合,从而可抵御大气中水气及其有害离子的侵入,防止基体金属进一步腐蚀.因此,增加耐候钢中的Cr的含量将有助于提高耐候钢的耐蚀性能.     

碳钢在三种大气环境中的应力腐蚀

目的研究45#碳钢和Q235碳钢在不同大气环境中的应力腐蚀失效。方法将45#碳钢和Q235碳钢制备成U型样和拉伸试样,分别在万宁、江津和西双版纳三种大气环境下进行为期3年的暴露试验,利用截面锈层深度分析和拉伸断裂分析两种手段,分析两种碳钢在不同大气环境下的应力腐蚀行为。结果拉应力影响下的U型样在三种大气环境中出现了不同深度的腐蚀坑。拉伸试样在万宁大气环境下短时间内抗拉强度急剧下降并失效,在西双版纳和江津大气环境下抗拉强度缓慢下降。结论在拉应力影响下U型样的腐蚀进程随大气污染物的不同,腐蚀程度不同,拉伸试样的抗拉强度随腐蚀进程的发展而呈周期性衰减。     

铝合金在流动海水中的腐蚀行为

对5种铝合金在流动海水中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明：在静止海水中．铝合金的耐蚀性与其自然腐蚀电位值存在一定的相关性，电位越负越耐蚀。在流动海水中，铝合金比普通碳钢和紫铜耐蚀，特别是铝镁系和铝镁锰系合金，可以与90／10铜镍合金媲关。但必须严格避免与电位较正金属偶合使用，越耐蚀的铝合金越容易遭到电偶腐蚀的危害。铝铜系和铝锌镁系合金，由于在流动海水中具有明显的剥落腐蚀敏感性，不宜用于流动海水腐蚀环境。     

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。     

SO2在碳钢初期大气腐蚀中的作用

通过自建的模拟大气腐蚀系统,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM/EDX)、X-射线衍射(XRD)和x-射线光电子能谱(XPS),研究了SO2对碳钢初期大气腐蚀行为的影响,并进一步用原子力显微镜从更微观的角度观察了在SO2环境中初期阶段腐蚀形貌变化.研究结果表明:在SO2污染大气环境中,随SO2浓度的升高碳钢腐蚀加快.在体积分数为5×10(-6)SO2的大气环境中,碳钢和耐候钢表面腐蚀主要以条状物生长,随着SO2浓度的升高,腐蚀产物的形貌发生改变,在体积分数为5×10(-5)SO2的大气环境中,条状锈和胞状锈同时生长.在锈层中S元素以FeSO4·4H2O的形式存在,腐蚀产物中还有γ-FeOOH.SO2在初期阶段加速了碳钢的腐蚀,降低了碳钢的耐蚀性.     

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．     

两种不锈钢在港口海水环境中的腐蚀行为和规律研究

目的研究304和316L不锈钢在我国不同港口海水全浸区浸泡不同周期后的腐蚀规律。方法进行港口海域实海全浸试验,利用三维视频拍摄、质量损失分析及图像处理等手段,对比分析不锈钢在青岛、舟山、三亚港口海水全浸区的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀深度和海生物附着面积。结果两种不锈钢表面以点蚀和缝隙腐蚀为主,304不锈钢表面还产生严重的隧道腐蚀。不同港口海水中,304和316L不锈钢的腐蚀速率均较低,316L不锈钢的耐蚀性优于304不锈钢。三港口海域不锈钢表面形貌的差异明显,三亚试样表面海生物附着最多,舟山试样表面附着大量泥沙,三亚港口海域不锈钢的腐蚀速率小于舟山港口海域。结论不同港口海水环境对不锈钢表面海生物种类及附着面积的影响显著,而不锈钢表面状态直接影响其腐蚀形貌。     

碳钢及低合金钢在厦门海域实海暴露腐蚀规律研究

通过Q235碳钢及921低合金铜两种典型钢在厦门海域实海暴露试验,总结了2种材料在厦门海域全浸区、潮差区及飞溅区的腐蚀规律,并对其长周期腐蚀行为做了预测。     

典型不锈钢在淡化海水中的耐腐蚀性能研究

目的研究316L和2205在淡化海水中的耐腐蚀性能,并研究水处理药剂对不锈钢耐蚀性的影响。方法采用电化学试验、慢应变速率拉伸试验、扫描电镜等方法。结果在淡化海水中,316L临界点蚀温度为42.7℃,加入药剂后为70.2℃;2205的临界点蚀温度大于85℃。2205耐缝隙腐蚀性能明显好于316L,药剂对2205也具有一定的缓蚀作用。316L和2205在50℃淡化海水中具有高应力腐蚀抗力。结论 316L不适合直接在淡化海水中应用,但适合在加入药剂的淡化海水中使用;2205适合在淡化海水中应用。     

管线钢的海水微生物腐蚀

以海水环境中管线钢的微生物腐蚀(MIC)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,分析了海水中导致管线钢腐蚀的主要微生物种类及其代谢过程的特点,得出海水中腐蚀微生物具有多样性特征,代谢途径受环境参数的影响。然后,分析了海水中微生物所致管线钢腐蚀机理的研究现状,得出管线钢MIC机理主要与细菌的代谢产物、代谢活动和生物膜的形成有关,突出不同环境下管线钢MIC的复杂性。再次,介绍了海水中管线钢MIC防治的研究现状,并分析了主要防护技术的优缺点。最后,提出对海水环境管线钢MIC研究工作的建议,包括建立海水管线钢腐蚀微生物种类数据库、大力研发绿色高效MIC控制技术、加强对海水管线钢MIC基础性研究工作的投入等。     

船体钢海水腐蚀研究进展

介绍了船体钢在海水中的腐蚀行为,总结了影响船体钢耐蚀性的因素及其改善耐蚀性的方法,总结了船体钢耐海水腐蚀性能研究、测试的试验方法,分析了试验方法对评价船体钢耐蚀性的适用性,指出了当前船体钢耐海水腐蚀性能研究的问题。     

新型高强不锈钢在海水中的腐蚀行为研究

目的 确定新型高强不锈钢在海水环境中的耐蚀性能和腐蚀机理。方法 通过海水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试考察新型高强不锈钢在海水环境中的腐蚀性能,并结合金相显微镜观察、X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析该不锈钢的组织结构和钝化膜组成。结果 新型高强不锈钢在海水中的自腐蚀电位稳定在0.012~0.020 V,点蚀电位为1.10 V,保护电位为0.89 V。海水中浸泡45 d后,电化学阻抗值仍然保持在10⁶ Ω.cm²数量级。这说明钝化膜表面并未出现点蚀的形核,钝化膜仍具有较好的保护性。该不锈钢具有典型的孪晶奥氏体结构,形成的钝化膜表层主要成分为FeOOH、Cr(OH)3等氢氧化物,内层成分主要为Fe3O4、Cr2O3、CrO3、单质Ni,具有较强的钝化膜修复能力。结论 该不锈钢在海水中具有良好的耐蚀性。     

2205双相不锈钢在淡化海水中的点蚀行为

目的研究2205双相不锈钢在一级反渗透(RO)淡化海水、海水及浓缩海水中的点蚀行为。方法运用开路电位、交流阻抗、阳极极化曲线和电化学频率调制技术研究2205双相不锈钢在不同温度(60~90℃)及不同海水(一级反渗透淡化海水、天然海水、1.6倍浓缩海水)中的点蚀行为。结果 2205双相不锈钢在一级RO淡化海水中,随温度升高,自腐蚀电位逐渐负移。在80℃的一级RO淡化海水中,在浸泡1 d时即有发生点蚀的倾向,在第28 d时已经发生了稳态蚀点。浸泡初期不锈钢的扰动电流为2μA/cm~2之内,浸泡41 d的扰动电流接近12μA/cm~2,且其值波动幅度更大。结论随着温度的升高钝化膜稳定性降低,2205不锈钢耐蚀性降低。钝化状态下,其在一级RO淡化海水中比在海水中腐蚀严重,点蚀敏感性随Cl–浓度的升高而增加。     

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。