环境与材料腐蚀

金属材料的腐蚀对人类社会有着重大的影响.每年都有大量的钢铁被腐蚀生锈损失掉,有些受力部件、容器的断裂破坏也是由于腐蚀造成的,甚至一些灾难性事故也是腐蚀引起的.近年来,腐蚀与防护学科的进步,满足了一些社会需要.尤其是高耐蚀镀层钢板用于汽车、轻工家电行业,使产品耐腐蚀寿命提高很多,高耐蚀合金材料,金属间化合物,表面合金化,表面改性材料在军工、化工、石油、核电等方面发挥了重要作用.防止高强度钢氢脆的新型电镀Cd-Ti,Zn-Ni工艺已应用于航空工业.电子行业中应用的一些非晶态、半导体、氯化物膜层也已经起到重大的成效.阴、阳极保护使城市建设工程中的各种输气、油等管道的寿命提高.     

污水处理工程的防腐初探

污水处理工程在运行中经常受到气、液相腐蚀介质的破坏,严重地影响其使用功能和结构安全。该文从理论上介绍了钢筋混凝土构筑物及设备在各种条件下的腐蚀现象和防腐机理,提出了防腐应从设计到施工进行综合防治的想法,并通过工程实例加以说明。     

降水对金属材料的大气腐蚀速率影响研究

对甘肃省陇南地区、兰州市和新疆独山子的金属材料的大气腐蚀速率进行了分析测定,研究并比较了酸雨和非酸雨区的大气腐蚀速率,研究和探讨了相互关系。     

加速腐蚀环境下新型纳米涂层腐蚀行为研究

目的评估新型纳米涂层体系在海洋、工业大气模拟环境下的耐蚀性能。方法采用外观评级法、厚度损失分析法、电化学阻抗分析法、疲劳寿命分析法,对比分析新型纳米涂层体系与TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系在海洋大气、工业大气模拟环境下不同加速周期的光泽、色差、综合评定等级、厚度损失量、疲劳寿命、阻抗特性。结果随着加速试验加速周期的增加,两类涂层体系综合等级由0级上升至3级、厚度损失量由0μm逐渐增加至15μm、电化学阻抗值下降至10kΩ·cm2,且外部环境谱较内部环境谱、工业大气模拟环境较海洋模拟环境对两类涂层耐蚀性影响较大,但两类涂层体系在各加速谱下作用下,其疲劳寿命循环次数在49000～55000次之间,无明显变化。结论综合分析两类涂层体系腐蚀损伤特性及腐蚀损伤规律,可见纳米涂层具有较好的耐候性,但相比TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系,其耐蚀性能较差。     

“岛礁环境装备适应性研究”专栏 征文通知

一专栏简介随着现代科学的迅速发展与陆上资源日益匮乏,海洋开发和利用在国民经济中所占地位越来越高,“海洋强国”、“海上丝绸之路”战略相继提出,海洋以其丰富的资源和特殊的战略地位受到广泛关注。岛礁是“一带一路”的重要陆上基地,也是海洋资源开发的重要组成部分。岛礁环境的突出特点是高盐雾、高温、高湿、强台风、暴雨、强烈日光辐射、海洋生物种类繁多等,是我国最为严苛的腐蚀环境,极易发生腐蚀、老化以及生物污损等,对材料、装备和设施造成的破坏不容忽视,已严重影响了各类装备与设施的使用性能和寿命,造成了重大的经济损失。而我国过去在这方面的研究基础相对薄弱,迫切需要高度关注和长期不懈地开展岛礁环境下各类装备、设施及其材料的环境适应性研究,优化选材、改进结构设计及维护措施。因此,《装备环境工程》杂志特开设专栏——岛礁环境装备适应性研究,欢迎广大从事海洋腐蚀的科研工作者踊跃投稿,交流成果,共同推进“海洋强国”的实现。     

“材料腐蚀损伤的检/监测技术与结构完整性管理”专题序言

随着我国海洋发展战略的实施,海岸工程、海上风电、海洋资源开采、海底工程等战略性新兴海洋产业正在迅速兴起,发展和建造的各类新型深海钻井设备、舰艇、深潜器和海洋空间站等设施设备不断涌现。此外核电、石油化工、超高压输变电等基础设施的快速发展,对于大型基础设备的完整性、可用性和耐久性要求越来越高。如何保证工业装备和基础设施的全寿命运行安全,显然腐蚀与安全监测是不可或缺的,这为相关领域发展提供了广阔的空间。国内近年来在腐蚀监检测技术研发方面取得了较大进展,基于物联网的快速发展,腐蚀传感、故障诊断与腐蚀控制也在逐步实现网络化,形成了一些自动化的腐蚀监测与预测工具。同时大数据和人工智能的应用,也初步提高了我国腐蚀监测的信息化水平和腐蚀管理的成本效益比。     

流速和弯曲角度对弯头腐蚀行为影响仿真研究

目的研究不同弯度的铜镍合金管道在海水冲刷下的腐蚀规律,为弯头腐蚀控制奠定基础。方法以铜镍合金在海水中的极化曲线作为边界条件,通过k-ε湍流模型模拟30°、45°和90°三种弯头在不同流速下的腐蚀行为。结果流体进入弯头后,内侧流速明显加快,外侧流速减小,导致内管壁腐蚀严重。内侧局部强腐蚀区随弯曲角度的增大而后移,相应的腐蚀速率也会增加。同时,随着入口流速的增加,弯头管壁的腐蚀速率会加快,但不改变弯头内的最大腐蚀部位。结论弯头腐蚀速率与流速、弯曲角度密切相关。流速越高,弯曲角度越大,管壁的腐蚀速率越大。     

925镍基合金和110SS钢在高温高酸性环境中的电偶腐蚀行为

目的 探究镍基合金925和抗硫油管管材110SS在不同面积比下耦接后的电偶腐蚀行为和电偶腐蚀效应,模拟国内某油气田高温高酸性腐蚀环境。方法 采用浸泡腐蚀试验和电化学测试技术,评价电偶腐蚀的阴阳极过程对腐蚀进程的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)与X射线衍射仪(XRD)对腐蚀试样的表面形貌及腐蚀产物成分进行分析。结果 110SS的自腐蚀电位远远低于925,阴阳极分别以1:1、1:5、1:10、1:30四种面积比耦接后,均发生电偶腐蚀。耦接后110SS的腐蚀速率分别为:0.7564、0.7032、0.6457、0.6289 mm/a,均为极严重腐蚀。结论 电偶腐蚀速率和电偶腐蚀效应均随着阴阳极面积比的增大而增加。镍基合金与碳钢油管耦接主要对材料在腐蚀环境下的腐蚀进程有影响,而对腐蚀产物和腐蚀机理的影响不大。     

海洋大气环境下装备材料的腐蚀与防护研究进展

叙述了海洋大气环境下装备典型金属材料的腐蚀与防护研究进展。介绍了高强钢、不锈钢和铝合金等装备材料在高温、高湿、高盐雾和强辐射等海洋大气环境下的腐蚀特征和主要腐蚀形式,总结了海洋大气腐蚀防护技术的研究进展。最后,提出了海洋大气环境下装备防护需从装备选材与结构环境适应性设计、有效表面防护、环境控制、加强维护保养等方面着手,在充分利用现有防腐技术的基础上,加强金属涂/镀层与有机涂层的技术组合;大力开发研制海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理技术和涂层技术;针对铝合金等易腐蚀材料,开展腐蚀结构修复技术研究。采用系统工程方法来解决海洋大气环境中装备的腐蚀问题,进而提高舰载武器、船舶、海岸工程、近海工程等服役装备的安全性、寿命和可靠性。     

月桂酸在超临界CO2/H2O环境下的缓蚀行为研究

目的 探明超临界CO2/H2O介质环境下缓蚀剂的作用机制,并筛选可靠的缓蚀剂。方法 采用高压电化学测试、动态质量损失测试和表面形貌分析等手段,研究月桂酸对N80碳钢在不同CO2压力条件下的缓蚀行为变化。结果 月桂酸是一种混合型缓蚀剂,能显著抑制碳钢在超临界CO2/H2O环境下的腐蚀。结论 当体系由非超临界CO2状态转变为超临界CO2状态时,月桂酸在碳钢表面覆盖膜更为致密,且具有显著的疏水作用,缓蚀效率得到明显提升。