海洋平台复杂节点阴极保护电位分布的有限元法计算

了解阴极保护电位分布是合理设计阴极保护工程的必要条件和评价阴极保护效果的重要依据。本文应用有限元素法(FEM)计算海洋平台复杂节点表面的阴极保护电位分布。在实验室通过边界条件试验建立数学模型,计算海水中被保护的I,Y,K型复杂节点电位分布情况。计算结果与测量结果吻合得很好,说明FEM能够应用于海洋平台复杂节点阴极保护电位分布的计算,所获得的边界条件合理。     

模拟海底管道的阴极保护中数值计算边界条件的确定

根据相似论和因次分析,用钢丝来模拟实际海底管道.通过实验,研究了牺牲阳极及被保护钢丝的极化性能,从而得到了在阴极保护中进行数值计算的边界条件;对于从实验基础上建立的数学模型进行有限元计算,计算结果与实测结果吻合较好,证明确定的边界条件是合理的,可以将建立的数学模型用于实际海底管道的阴极保护设计.     

MATLAB在海底管线阴极保护电场计算中的应用

海洋钢结构阴极保护电场的数值模拟仿真和计算是当前海洋腐蚀、阴极保护研究和工程实践中一个重要的研究方向。研究海底管线的腐蚀状态就必须准确测定管线表面的电位分布,而实际测量中深海管线表面电位分布难以直接测量。构建了海水中钢管线的阴极保护数学模型,采用以边界元法为基础的数值计算方法,利用Matlab开发了均匀电解质中电位分布的计算软件,实测中通过对腐蚀电场海水区域环境电场的测量,就可实现不接触测量管线表面电位的目的。最后通过海洋实测验证了计算结果的可靠性,证明了基于Matlab的数值仿真计算引入阴极保护设计中是行之有效的。     

海洋用A3钢阴极保护电场的三维有限元建模

为了解介质中的LAPLACE方程，根据有限元法能够预测复杂体系中阴极保护电化学场的分布原理。使用8节点立方体和合适的形状函数对构筑物表层和周围场域进行了离散。通过对各单元的分析和整个求解区域的综合，建立了三维的有限元数学模型，根据此模型编写了相应的C语言程序。通过对模型的计算得出了电位电流密度分布图，发现规律与经典电场原理相符合。     

海水中A3钢样阴极保护电化学场的二维有限元计算

有限元法已被证明是计算阴极保护场中电位、电流密度分布的有效方法。作者建立了二维的有限元数学模型,并讨论了模型中电化学场的非线性边界条件的处理和非线性方程组的迭代法解法。用构建的模型对简单的阴极保护模拟体系进行了分析,得出了较合理的结果。     

异种金属复杂体系阴极保护电位场有限元建模

海洋防腐工程中受阴极保护金属构筑物表面的电位电流分布常常是不均匀的,而金属表面的电位电流只有在一定范围内才能使构筑物受到有效和适当的保护.尤其是复杂而庞大的海洋钢结构物(如滨海电厂钛管凝汽器)阴极保护系统的设计和监测较复杂,此阴极保护下电化学场的计算,对评价阴极保护效果,优化阴极保护设计有重要意义.采用电化学场中的拉普拉斯(Laplace)方程,使用四节点四面体和合适的形状函数对水室表层和复杂结构体系周围场域进行离散.用有限元计算法,通过对各单元的分布和整个求解区域的总和,建立了两种不同金属组成复杂结构体系的三维有限元数学模型.     

管线钢在海泥中的腐蚀行为研究

利用线性极化电阻、极化曲线和电化学阻抗测量技术,研究了API Spec X60两种管线钢ERWC电阻焊管)和SML(无缝钢管)在取自中国东海长江口地区的不同类型海泥中的电化学腐蚀行为。结果表明,SML管线钢在海泥中的耐蚀性明显优于ERW管线钢,管线钢在海泥中的腐蚀行为主要受阴极去极化剂一氧的扩散控制。     

巴基斯坦卡西姆港EPTL化学码头牺牲阳极阴极保护

介绍了嘏基斯坦卡西姆港化学码头钢管桩实施牺牲阳极阴极保护所进行的钢桩保护面积计算和保护电位测量,以及根据涂层状况经设计计算,安装牺牲的阳极的型号、数量和阳极材料的性能检测。     

海泥中硫酸盐还原菌数量变化对主要腐蚀环境因子的影响

海泥中硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria,SRB)数量的变化会对其主要腐蚀环境因子产生影响。实验室条件下,在灭菌青岛海泥中加SRB菌种得到含SRB的海泥。在SRB的一个生长周期内,测量了由SRB数量变化引起的硫电位、银电位、pH值、氧化还原电位及电导率等主要腐蚀环境因子的变化,并找出了该变化的规律,探讨了通过腐蚀环境因子的变化测量SRB数量的可能性。     

三维I型超长管线阴极保护的数值模拟

研究超长管线阴极保护设计问题的数学模型和数值模拟，并将介质电阻、金属面电阻及金属自身电阻作了系统处理。通过数值试验与实验结果的对比，肯定了所提出的数学模型及所用边界元法在处理此类问题时的合理性及有效性。     

埕岛海区钢铁阴极保护参数研究

于1989年9月开始，在山东省胜利油田胜利设计院化学研究室，对A₃钢的保护参数进行研究。实验介质为现场采集的黄河入海口附近的含悬浮泥沙的新鲜海水。实验在动水（1.5m／s），静水和动静水交替三种模拟状态下进行。控制保护电位为-800，-900，-1000mV（Ag／AgCl），研究在上述状态下和不同电位下的保护度，最大冲击保护电流密度及稳定的保护电流密度。结果表明，在三种保护电位下，A₃钢的保护度都在90％以上，可以达到防腐目的。在不同的模拟状态下，保护电流密度变化较大，其稳定值在动水状态下为2000－2500 mA/m2，在静水状态下为85 – 120 mA/m²，在动静水交替下为70 - 400 mA/m²。最大冲击保护电流密度（动水状态，保护电位为-1000 mV）接近30 A/m²。     

Experimental study on improvement of seawall filler materials composed of sea sand and sea mud

Abstract

The coastal area of Fujian Province in China is rich in both sea sand and sea mud. However, sea sand and sea mud are both unsuitable as direct filler materials for seawalls due to their poor geotechnical properties. To turn waste into a useful product, a mixture composed of sea sand and sea mud is proposed as a filler material for seawalls. The strength, compressibility, moisture sensitivity, and permeability of the mixture are investigated experimentally. The results show that when the mass ratio of sea sand to limed sea mud is 1:2, the mixture exhibits good engineering properties and can serve as a filler material for general engineering purposes in dry environments. To apply the mixture under saturated conditions, both cement and lime are used to improve the engineering properties of the mixture. The improvements in the properties increase with both the binding agent content and the curing time, and the improvement with the addition of cement to the mixture is better than that with the addition of lime. The engineering requirements of seawalls can be satisfied by adding cement, and the cement content can be chosen according to considerations of the construction period and engineering costs.     

山东半岛南部近岸全新世泥质区表层沉积物

泥质区沉积记录是全新世海洋环境演变的重要信息载体。中国近海沿岸发育着若干小型泥质沉积体,比较明确的有南海西部近海的泥质区,但尚未进行研究。通过对山东半岛南部近岸海域采集的浅地层剖面资料精细解释后发现,在该区近岸海域存在一个小型泥质沉积区,主要分布在青岛崂山头以北至乳山口附近的近岸海域,整体上平行海岸线呈条带状分布,由近岸向海逐渐变薄,等厚深度分布平行于岸线,沉积中心位于鳌山湾海域,沉积中心最厚可达22.5 m。AMS¹⁴C测年结果表明,该泥质区形成于全新世。本文利用在泥质区采集的表层沉积物的粒度、黏土矿物、碎屑矿物、地球化学元素等分析测试结果,对比研究区周边主要入海中小河流物质成分和黄河物质成分,探讨了山东半岛南部近岸海域泥质沉积区的沉积特征和物源情况。结果表明,该泥质区的形成是黄河与周边入海河流共同作用的结果。     

海水中金属设施防腐、防海洋生物污损及检测技术研究

随着工业的高速发展和人口的急剧増加及环境污染的加剧，淡水资源危机已引起世界各国的普遍关注。据统计，城市用水中工业用水通常占80%左右，而工业用水中有80%是工业冷却用水，所以开发利用海水代替淡水直接作冷却用水是节约淡水的重要途径。海水直流冷却系统具有深海取水温度低且恒定、冷却效果好和系统管理简单等优点，但必须具备以下条件:(1)管道系统防除生物附着污损；(2)管道系统的防结垢；(3)金属腐蚀与防护。多年来有关方面虽然相应地采取了许多措施，但由于主设备通常需常年连续运行，因而往往出现在某段时间、某些部位上效果降低与失效。现行的对海水环境中生物附着腐蚀检测主要采取取样离位分析方法，其结果与实际状态有差异，且生过程中许多重要部位，如海上平台、浮码头、船舶、海滨电厂、化工厂的海水冷却系统和海水管路的管道内、及死角区都很难取样，必要时只有定期停机检查(侯保荣1998； Efird，1976；吉井彻，1967)，造成很大的经济损失。 防止海水环境中的金属设施遭受海水腐蚀和海洋生物污损的方法很多，通常采用阴极保护、防污涂料、电解海水或电解重金属等方法，但这些方法的缺点是：(1)阴极保护能防止金属腐蚀而不能防止海洋生物附着；(2)防污涂料涂刷一次，只能用3-5年，对许多一次性埋入水中的管件无法进行二次补涂，防污涂料所释放出的毒物将长期污染环境；(3)利用电解海水或电解重金属所产生的次氯酸钠或重金属离子来进行防污，即电解防污效果明显，但对金属防腐的作用不大(侯保荣，1999;陈光章，1994;马土德，1996)。总结前人的经验，经过多年的研究，我们利用电化学方法研制出既能防止金属海水腐蚀又能防生物附着的双防与检测新技术系统装置，已通过实海实验，取得了良好的效果。     

Al基牺牲阳极的生物污损——“阳极苞”的解析

本文介绍了铝(Al)基牺牲阳极在青岛中港海鸥浮码头超期服役五年半的阴极保护情况。现场勘查结果发现少部分Al阳极是以"苞"状出现,暂命名为"阳极苞"。其外层为以苔藓虫(Bryozoa/Polyzoa)为主体的生物群落构成的具有一定强度的生物硬壳,内层为白色膏状物,暂命名为"阳极泥"。对生物硬壳进行了生物鉴定,利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)测试其微观结构,红外光谱(infrared spectroscopy,IR)测定其化学组成,结果表明该生物硬壳由复杂的有机混合物组成,并且具有微米级多孔结构;对"阳极泥"进行了酸碱性测定、能谱分析(energy dispersive spectrometer, EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析,结果表明"阳极泥"主要由铝的水合氧化物和污损生物的代谢产物及机体分解产物组成。在此基础上初步讨论了"阳极苞"的形成过程及其对阴极保护的影响。     

光电化学阴极保护技术研究进展

海洋环境下的金属面临着非常严峻的腐蚀问题,必须采取措施进行防护.光电化学阴极保护是一种绿色环保的新型防腐蚀技术,受到了广泛的关注.本文简要阐述了光电化学阴极保护技术的原理以及对光阳极的要求;详细介绍了以二氧化钛为代表的几种常见光阳极材料及其不同改性方法;此外还介绍了兼具储能与阴极保护功能的光阳极,它有望实现暗态下连续保护的目标;最后讨论了光电化学阴极保护技术的发展趋势.     

胜利埕岛海域海底松软沉积物声学探测方法探讨

胜利埕岛海域位于复杂的黄河三角洲沉积体系中．由于黄河的断流,在风浪和海流作用下原三角洲体系受到侵蚀．在部分海底具有松散沉积物沉积。采用侧扫声纳、双频测深仪及浅地层剖面仪3种海上物探方法,对埕岛海域海底松软沉积物进行声学探测,确定了浮泥、软土层顶、海底界面及浮泥和软土层和海底界面及浮泥和软土层的厚度,研究了埕岛海域海底松软沉积物的基本分布变化规律,为今后海洋工程地质勘察海底松软沉积物奠定了基础。     

疏浚物倾倒现状与转化为再生资源的研究--中国海洋倾废面临的困难和对策

介绍了我国海洋倾废的历史和现状,分析了疏浚泥海洋倾倒面临的困难,这些困难将是今后相当长时期困扰和阻碍港口、航道和海岸海洋工程建设和发展的巨大障碍。只有将疏浚泥转化为再生资源,才能从根本上缓解海洋工程建设中疏浚泥的出路问题。把疏浚泥转化为再生资源的方法主要有3种：(1)将疏浚泥干燥、脱水后直接用于填海造地;(2)利用固化处理的化学方法,将疏浚泥转化为围海造地的填充料;(3)利用热处理的方法通过烧结将疏浚泥转化为生产轻型建筑材料和建筑陶瓷的原料。