船舶的微生物腐蚀与防护技术*

海洋环境中的微生物腐蚀已被公认为是海洋工程金属构筑物的腐蚀破坏的重要形式。航行在海洋中的船舶不仅受到海水腐蚀的影响,各个部件还会受到微生物腐蚀的影响。严重的微生物腐蚀会导致管路阻塞、部件失效和腐蚀穿孔,不仅影响船舶设备正常运行,也严重威胁船舶安全。本文系统分析了船舶微生物腐蚀发生的位点和危害、不同位点的腐蚀微生物群落结构特征、船舶材料的微生物腐蚀以及不同防护技术的适用范围,并在此基础上提出对船舶微生物腐蚀研究工作的建议。     

天然海水中微生物膜对碳钢腐蚀行为的影响

通过对比碳钢在天然海水和灭菌海水中的腐蚀行为,研究海洋微生物对碳钢材料的腐蚀行为的影响.结果表明,海洋微生物可在碳钢表面形成微生物膜,其对碳钢腐蚀速率的影响及作用机理与微生物的种类密切相关.在腐蚀初期,海洋微生物膜对碳钢的腐蚀起到了抑制作用,主要由多种好氧微生物协同作用的结果;在腐蚀后期,随着海洋微生物膜增厚导致厌氧腐蚀的出现从而加速腐蚀,主要是硫酸盐还原菌等厌氧微生物的作用.     

微生物对海洋环境中金属材料腐蚀影响的初步研究

微生物分布广泛,影响金属腐蚀的因素众多,在自然环境中,难以对微生物腐蚀问题进行单因子研究;而在实验室内,许多研究者往往只利用一个或几个菌株,在人工配制的培养基中研究其对金属腐蚀作用,本文采用室内模拟方法,研究几种细菌以及微生物天然混合区系,对处在海洋环境的不同介质中五种金属材料腐蚀的影响.     

海洋环境中平台钢腐蚀速率的三层BP 神经网络预测

利用三层BP神经网络预测海洋环境因素对材料的腐蚀速率的影响。结合实测的pH值、温度、溶解氧、盐度、生物附着等影响因素,分析了上述环境因素对平台钢腐蚀的影响,建立环境因素与腐蚀速率之间的映射关系,预测了平台钢在海洋环境中的腐蚀速率。结果表明,全浸区腐蚀速率预测误差为6.95%,潮差带腐蚀速率预测误差为4.2%,预测精度较高。说明利用三层BP神经网络预测钢在海水中腐蚀速率技术可行,具有较高的预测精度和应用价值。     

船舶的微生物腐蚀与防护技术

海洋环境中的微生物腐蚀已被公认为是海洋工程金属构筑物腐蚀破坏的重要形式。航行在海洋中的船舶不仅受到海水腐蚀的影响,各个部件还会受到微生物腐蚀的影响。严重的微生物腐蚀会导致管路阻塞、部件失效和腐蚀穿孔,不仅影响船舶设备正常运行,也严重威胁船舶安全。本文系统分析了船舶微生物腐蚀发生的位点和危害、不同位点的腐蚀微生物群落结构特征、船舶材料的微生物腐蚀,以及不同防护技术的适用范围,并在此基础上提出对船舶微生物腐蚀研究工作的建议。     

金属大气腐蚀实验方法进展与研究动态

金属材料及其制品与所处的自然环境间因环境因素的作用而引起材料变质或破坏称为金属材料的大气腐蚀。金属材料的大气腐蚀机制主要是材料受大气中所含的水分、氧气和腐蚀性介质的联合作用而引起的破坏。按腐蚀反应可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，在干燥无水分的大气环境中发生的腐蚀属化学腐蚀，其它情况下均属于电化学腐蚀，但它又别于全浸在电解液中的电化学腐蚀，它是在电解液薄膜下的电化学腐蚀，水膜的厚度及干湿交变频率、氧的扩散速度等因素，都影响着大气腐蚀的过程与速度。     

海水腐蚀在环境评价中的应用及意义

海水腐蚀不仅对海洋工程带来了严重的危害,同时会对海洋生态环境产生影响。在海洋工程决策和开发建设活动开始前,对海水腐蚀作出环境评价,并反馈给决策者和开发者,可以有效地调整和完善项目决策和开发活动,有助于海洋开发利用的可持续发展。文章根据多年来对环渤海海洋工程的海水腐蚀调查、海水腐蚀与海洋环境的研究,结合我国海水腐蚀在环境评价中的应用现状,论证了海水腐蚀作为海洋环境评价指标的重要性和必要性;提出了海水腐蚀在海洋环境评价中的操作步骤。     

国产热浸锌锚链的耐蚀性研究(Ⅱ):热浸锌材料的腐蚀性能

本文以热浸锌处理的CM系列钢为研究对象,通过盐雾处理进行了加速腐蚀试验,利用电化学极化测试分析了材料的腐蚀机理,利用扫描电镜和三维数字显微镜观察了材料的表面形貌。盐雾加速试验表明,随着时间增长腐蚀速度降低,主要是由于腐蚀产物膜抑制了腐蚀的阳极过程和阴极过程（产生钝化平台）。厌氧环境下的试验表明,在细菌繁殖到达高峰时产生了钝化平台,主要是形成致密、溶解度极小的ZnS腐蚀产物,在电极表面形成连续完整的腐蚀产物膜。以99.99%纯锌为原料的热浸锌产品在港湾海洋环境中有高的耐蚀性,其原因是由于腐蚀产物及锌-铁合金层的保护作用。     

受腐蚀钢筋混凝土结构力学性能研究现状

在总结近年来国内外大量研究成果的基础上，对受腐蚀钢筋混凝土结构的力学性能进行了论述，同时针对海洋环境腐蚀的特点，提出了海洋环境下结构力学性能方面应该研究的课题。为海洋腐蚀环境下钢筋混凝土结构的耐久性设计和使用寿命评估提供参考。     

赵东油田老平台T型管节点极限承载力弱化规律研究

赵东油田一期建设的导管架平台在长达20年服役期内,长期承受恶劣的海洋环境载荷,将会产生裂纹和腐蚀等缺陷。此类缺陷的出现必然对平台结构,特别是管节点结构的极限承载力产生巨大影响。本文针对赵东油田ODA老平台典型T型管节点结构,通过建立考虑裂纹和腐蚀损伤的管节点非线性有限元模型,研究了管节点上出现的腐蚀和裂纹等损伤对其极限...     

基于韧性损伤的水下传动装置磨粒磨损与性能退化研究

本文采用基于不可逆热力学原理的韧性金属复杂应力损伤演化模型,对ABAQUS二次开发将损伤模型引入有限元计算,实施含腐蚀传动装置磨粒磨损分析;磨粒-传动轴-配合面耦合模型中,磨粒采用三维球形分形模型,对点蚀和面蚀配合面与磨粒微观接触时损伤演化及传动特性变化进行模拟,发现磨粒挤入配合面后应力三轴度增大,传动轴转动数周后接触面即出现凸峰与沟犁,而且缺陷间存在损伤连通趋势,使结构传动运动能力快速下降;考虑环境温度循环,温度升高使磨粒局部产生应力梯度,对结构传动能力也有不利影响。基于材料损伤演化模型建立细观磨粒磨损与宏观传动装置统一的模拟方法,实现了海洋环境下小间隙配合面磨粒磨损计算,有效预测了传动装置性能退化过程。     

Degradation and Mechanism of the Mechanics and Durability of Reinforced Concrete Slab in A Marine Environment

An experimental research was conducted to determine the corrosion and bearing capacity of a reinforced concrete (RC) slab at different ages in a marine environment. Results show that the development of corrosion-induced cracks on a slab in a marine environment can be divided into three stages according to crack morphology at the bottom of the slab. In the first stage, cracks appear. In the second stage, cracks develop from the edges to the middle of the slab. In the third stage, longitudinal and transverse corrosion-induced cracks coexist. The corrosion ratio of reinforcements nonlinearly increases with the age, and the relationship between the corrosion ratio of the reinforcements and the corrosion-induced crack width of the concrete is established. The flexural capacity of the corroded RC slab nonlinearly decreases with the age, and the model for the bearing capacity factor of the corroded RC slab is established. The mid-span deflection of the corroded RC slab that corresponds to the yield of the reinforcements linearly increases with the increase in corrosion ratio. Finally, the mechanisms of corrosion morphology and the degradation of the mechanical properties of an RC slab in a marine environment are discussed on the basis of the basic theories of steel corrosion in concrete and concrete structure design.     

氯盐干湿环境下受弯横向裂缝对钢筋混凝土耐久性影响

为了研究持续开裂状态下横向裂缝对钢筋混凝土结构耐久性的影响特性,开展了8根受弯开裂钢筋混凝土梁构件的盐溶液干湿循环试验;借助无损检测技术和破损实测方法,分别对氯离子侵入量、钢筋半电池电位、腐蚀电流密度以及平均锈蚀率等进行了对比分析。研究结果表明,裂缝的存在将提高混凝土的渗透性,裂缝处及周围混凝土内的氯离子含量明显增大;对于一定裂缝分布状况的钢筋混凝土试验梁,内部钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度以及平均锈蚀率均高于裂缝自愈及无裂缝的试验梁,并受到保护层厚度与裂缝开展状态的影响,其影响规律可用单位长度内的平均裂缝宽度与保护层厚度的比值wm/c来进行综合评价。综合试验结果,初步建议海洋干湿侵蚀环境下钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度wmax宜小于0.003 3 c,相关结论可为海洋混凝土结构的耐久性设计提供参考。     

光纤传感腐蚀监测研究

通过化学、物理的方法用金属敏感膜取代光纤的原始包层监测海洋环境中金属结构物的腐蚀状况。通过腐蚀前后光功率的变化表征腐蚀的发生和发展。     

海洋大气及污染海洋大气对典型钢腐蚀的影响

对典型钢(碳钢Q235和耐候钢09CuPCrNi)在海洋大气(麦岛)和污染海洋大气(团岛)环境中进行了2年的暴露腐蚀实验,并测试了其环境的大气污染因子。结果显示典型钢在团岛的腐蚀明显地比麦岛重,团岛的氯离子浓度几乎是麦岛氯离子浓度的3倍。讨论了海洋大气和污染海洋大气对典型钢的腐蚀作用的差异。     

BP神经网络在铜及铜合金海水腐蚀预测中的应用

根据实海环境数据及材料腐蚀数据,利用BP结构神经网络建立了铜及铜合金在实海环境中腐蚀速度与环境因素、材料成分之间神经网络预测模型。利用建立的预测模型分析了环境因素对铜及铜合金的腐蚀速度的影响。分析结果表明,温度的升高及生物污损促进铜及铜合金的腐蚀,而pH、盐度和氧浓度的升高对浸泡1年的材料腐蚀速度有明显的抑制作用。     

Prevalence of Bacillus sp. among the biofilm forming community on Ti surface in marine environment

Prevalence of bacterial species involved in biomineralization of manganese on titanium (Ti) surfaces in marine environment was revealed in this research work. This study involves one year sea water exposure of Ti and their periodical biofilm characterization was carried out to quantify the manganese oxidizing bacterial (MOB) presence in the biofilm formed on titanium surfaces. The total viable count study of Ti coupons exposed to sea water for one year resulted in 60% of the MOB in overall biofilm population. The biochemical characterization of MOB isolates were performed for the genus level identification of the seven bacterial isolates. Further, the seven strains were subjected to 16S rRNA gene sequencing. Evolutionary analysis was performed using MEGA 7 to obtain closely related strains within the groups. The manganese oxidizing ability of the bacterial isolates were determined with Leucoberbelin Blue Assay (LBB) and Atomic Absorption Spectroscopy studies (AAS). The results show that among the isolated marine MOB species, Bacillus sp. and Leptothrix sp. have the maximum Mn oxidizing property. The microtitre plate assay was performed to determine the biofilm forming ability of the isolated marine MOB species. All the results have confirmed the prevalence of Bacillus sp. among the biofilm colonizers on Ti surfaces when exposed in sea water.     

滨海电厂钢筋混凝土腐蚀防护应用

某滨海电厂钢筋混凝土结构在海洋大气环境中腐蚀较重,通过分析已破坏的混凝土,确定腐蚀原因主要是二氧化碳腐蚀和氯离子腐蚀,采用TPEI——乳液砂浆和喷射混凝土两种方案,对钢筋混凝土结构进行修复,确保电厂设施正常安全运行。     

连云港疏浚工程的环境效应--以羊窝头抛泥区为例

以连云港羊窝头抛泥区为研究区域 ,对疏浚工程中产生的大量疏浚弃土倾倒入海后 ,所产生弃土的堆积—流失—扩散过程以及海域环境效应 ,进行了现场观测和计算 ,并从物理、化学和生物 3个方面对海区的水质、底质和生态环境的影响作出客观分析。认为疏浚的环境效应主要取决于疏浚弃土本身的受污染程度 ,而对海域环境的影响 ,则主要是弃土扩散所造成的海水中悬浮沙量增加引起水质浑浊度的增高的物理性影响 ,同时由于弃土中大量的粘粒和胶粒物质具有吸附海水中重金属和有机物等污染物质的能力 ,有利于水质和生态环境的改善 ,因而对各类海洋生物生存环境的影响是十分轻微的。