动态海水中保护电位对钙质沉积层形成的影响

采用恒电位阴极极化和线性极化法研究了天然海水中不同动态条件、不同初始保护电位下,阴极保护初期碳钢表面钙质沉积层的形成规律。扫描电镜(SEM)和能谱X-射线分析(EDX)分析了保护后碳钢表面的产物。结果表明:-800 mV(vs.SCE,下同)保护电位下,在静态和动态海水中碳钢表面形成的钙质沉积层质量都较差;-900 mV保护电位下,静态海水中形成致密的钙质沉积层,动态下钙质沉积层形成困难;-1 000 mV保护电位下,静态和动态海水中都形成良好的钙质沉积层。随流速增大,阴极保护电流密度显著增大,钙质沉积层中Ca/Mg比值增加;动态条件下,较负的保护电位,有利于阴极保护初期钙质沉积层的形成。     

动态海水中保护电位对钙质沉积层形成的影响

采用恒电位阴极极化和线性极化法研究了天然海水中不同动态条件、不同初始保护电位下,阴极保护初期碳钢表面钙质沉积层的形成规律.扫描电镜( SEM)和能谱X-射线分析(EDX)分析了保护后碳钢表面的产物.结果表明:-800 mV(vs.SCE,下同)保护电位下,在静态和动态海水中碳钢表面形成的钙质沉积层质量都较差;-900 mV保护电位下,静态海水中形成致密的钙质沉积层,动态下钙质沉积层形成困难;-1 000 mV保护电位下,静态和动态海水中都形成良好的钙质沉积层.随流速增大,阴极保护电流密度显著增大,钙质沉积层中Ca/Mg比值增加;动态条件下,较负的保护电位,有利于阴极保护初期钙质沉积层的形成.     

410不锈钢在海水中阴极极化行为的研究

本文采用动电位极化曲线法和恒电位极化法研究410不锈钢在天然海水和模拟闭塞液中的阴极极化行为。采用失重法研究在模拟闭塞液中、不同阴极电位下的保护效果。体式显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)和能谱X-射线分析(EDX)用于分析阴极保护7 d后410不锈钢表面的产物。结果表明:在保护电位为-0.70~-0.90V(vs.SCE)之间,410不锈钢在海水中的腐蚀得到有效的保护,在模拟闭塞液中的保护度80%。当阴极保护电位正于-0.70 V(vs.SCE)时,局部腐蚀得不到有效的防护;负于-0.90 V(vs.SCE)就会有氢脆的危险。当保护电位为-0.90 V(vs.SCE)时,天然海水中产生的垢层主要成分是CaCO3,在模拟闭塞液中表面产生明显的锈、垢混合物,垢层的主要成分是Mg(OH)2。     

海底油气管道内CO2腐蚀与防腐的研究

本工作采用2.4mV/s动态电位扫描极化、控制电位极化、电偶电流和高压釜挂片失重法研究了X60钢在含Ca~(2+)36.26mg/L,Mg~(2+)12.66mg/L和Cl~-3624mg/L的模拟氯化钠盐水中,CO_2引起腐蚀的电化学行为,以及含氮、硫的有机缓蚀剂和(或)Me~(2+)对腐蚀的抑制作用。结果表明:溶有CO_2的盐水腐蚀性强,盐浓度及温度会影响钢的腐蚀速度和阴极极化行为;75mg/L缓蚀剂的缓蚀率达90％,服从Langmuir吸附等温式;50mg/L缓蚀剂与127mg/LMe~(2+)复配,缓蚀率达91％以上,不服从Langmuir吸附等温式。     

高锰铝青铜在流动海水中阴极保护参数的研究

采用稳态动电位极化法测量了螺旋桨材料ZQAl12-8-3-2高锰铝青铜在静态和流动海水中的极化曲线,分析了其在流动海水中的腐蚀电化学行为,解析了最小保护电位、最大保护电位、最小保护电流密度等阴极保护参数,其在海水中的保护电位范围为-0．45～0．72V,最大保护电位在常规阴极保护范围内没有限制,流动海水中的最小保护电流密度比静态时增加几十倍,为海水中螺旋桨阴极保护设计及应用提供参考数据。     

几种海洋附着生物对海洋用钢影响的电化学研究

用电化学仪器进行自然腐蚀电位、线性极化和动电位扫描极化曲线的测定,来研究微生物粘液膜和大型附着生物的藤壶、牡蛎、苔藓虫、蜾赢蜚及藻类的覆盖层对碳钢、低合金钢等海洋用钢腐蚀的影响。实验结果表明浸海初期(10天左右)试样表面形成的微生物粘液膜具有某一程度的保护作用,尔后随着浸海时间的延长,保护作用减小,腐蚀率变大;几种大型附着生物覆盖层的保护作用大小的顺序如下:蜾赢蜚>藤壶>藻类>苔藓虫>牡蛎。     

中性厌氧环境中硫酸盐还原菌导致锌的腐蚀行为研究

以锌为研究对象，使用表面表征方法和电化学测试，研究了一个培养周期内硫酸盐还原菌（Sulfate-reducing bacteria，SRB）Desulfovibrio vulgaris（D.vulgaris）引起锌（Zn）试样腐蚀行为的影响。实验结果表明，SRB导致Zn试样发生了严重的均匀腐蚀和点蚀。浸泡7天后，SRB体系中的Zn试样平均失重为32.2 mg/cm²，是无菌培养基中试样平均失重的42倍，腐蚀产物主要为ZnS。生物膜和腐蚀产物膜的累积在培养初期可以减缓金属基体与溶液界面的电子传输过程，导致腐蚀速率减缓。培养中后期，由于生物膜和腐蚀产物膜的阻隔作用，导致混合膜层底部有机碳源缺乏，SRB转向Zn获取自身所需电子，表现为腐蚀速率上升。     

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.     

DH36钢焊接件海水腐蚀行为研究

海洋环境中的钢焊接件除了易发生电化学腐蚀之外,还容易发生电偶腐蚀等局部腐蚀。本文通过失重法、开路电位、强极化曲线、金相显微观测和X射线衍射等测试方法研究了DH36海洋用钢焊接件S-189-2在海水介质中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀倾向及其腐蚀产物成分。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率均较小,腐蚀电流密度在15～29μA.cm-2范围内,阴极反应由氧扩散过程控制。开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小。腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。     

海泥中SRB对A3钢电偶效应的影响

在室内模拟条件下研究了在海泥中硫酸盐还原菌 (SRB)对A3钢电偶效应的影响。实验在两个大型塑料槽中进行。A3钢样尺寸为 2 0cm× 1 0cm× 0 .3cm ,海泥中SRB的含量用MPN三管计数法进行测定 ;电导率、pH、氧化还原电位、泥温和盐度等参数用SY - 5型电导 -pH/mV -温度计进行测量 ;用失重法测量腐蚀速度 ;用零电阻表测量电偶电流。试验共进行 2 61d。SRB含量随时间的变化基本保持恒定。在电偶条件下A3钢在灭菌泥和有菌泥中的腐蚀速度分别为0 0 0 77mm/a和 0 0 4 9mm/a,在非电偶条件下A3钢在灭菌泥和有菌泥中的腐蚀速度分别为 0 0 0 89mm/a和 0 0 4 4mm/a。A3钢在有菌泥和无菌泥中的样板之间的电偶电流随时间的变化幅度在2 5μA左右 ,且有方向逆转现象。试验结果表明 ,在有菌泥中A3钢的腐蚀速度是无菌泥中的 5 5倍 ,说明SRB在海泥腐蚀中有重要作用。埋在相邻的有菌海泥和无菌海泥的试样之间都发生了电偶腐蚀。处在有菌海泥中的钢样为电偶对的阳极 ,处在无菌海泥中的钢样为电偶对的阴极。在实验期间内电偶效应对试样的加速作用为 1 1 .4%。     

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。     

硫酸盐还原菌对海水状态和碳钢腐蚀行为的影响

采用溶液环境参数和电极电化学参数测量技术研究了海水中硫酸盐还原菌生长和衰亡过程对溶液状态和D36碳钢腐蚀过程的影响。结果表明,硫酸盐还原菌通过新陈代谢作用把溶液中的硫酸盐转化为硫离子而增大了氧化还原电位和酸度,并导致D36钢的腐蚀电位负移和腐蚀速度增加。极化曲线和电化学阻抗谱证实,虽然金属腐蚀过程在上述过程中并未发生机理性变化,但阳极过程和部分阴极过程的加速是腐蚀速度增加的主要原因。上述结果同时表明．硫酸盐还原菌本身和新陈代谢中间体并未直接参与腐蚀过程,主要是通过产生的硫离子改变溶液状态来加速腐蚀过程的。     

大电流密度下阴极产物膜的探讨

在室内和现场不同大电流密度下形成阴极产物膜，通过观察膜的形貌、厚度、强度、分析成份，对其进行电位衰变试验、阴极极化试验、生锈试验及维持保护电流试验，进行分析比较，同时对涂层和阴极保护联合防腐时涂层破损、剥落处阴极产物膜的形成，及其对电流密度、保护电位的影响作了探讨。本文还对阴极产物膜的应用价值，以及在阴极保护中应用的可能性作了阐述。     

海洋钢筋混凝土结构牺牲阳极保护系统电极行为的研究

于１９８９－１９９０年在室内条件下，用牺牲阳极保护浸泡于海水中的多种钢筋凝土试件测试不同试件中钢筋极化与阳极布局、涂层质量，涂层厚度及试件浸水情况的关系。结果表明，牺牲阳极能有效地保护全浸海水中的混凝土试件，对间断浸淋海水的试件也有一定的保护作用，通过改善阳极安装工艺，保护作用可望提高；电偶电流在各阴阳极上的分布将随涂层质量，涂层厚度和试件浸水情况不同而异，回路中电阻和电极极化情况是影响电流分布的     

热浸镀用锌及锌铝合金的恒电流电化学性能

在海水腐蚀过程中，热浸镀层金属(或合金)对钢铁基体的阴极保护作用是很重要的因素，只有驱动电位大且稳定、电流效率高、表面腐蚀均匀的镀层才能保证钢材在海水中使用长久。作按照国标GB／T171848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了开路电位、工作电位，计算了电流效率，观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性，评价了各种典型镀层金属(合金)的电化学保护性能。研究表明，Zn的电化学性能最好，Zn-55A1-1．6Si合金的电化学性能最差，Zn-5Al-0．2RE、Zn-5Al-0．1Mg、Zn-6Al-3Mg、Zn-11AL-3Mg-0．2Si、Zn-25AL-0．2Mg-0．2Si和Zn-25Al-0．2RE-0．2Si合金介于二之间。     

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。     

动电位极化法评价海底土腐蚀性

利用新设计的模拟海底沉积物腐蚀环境的电解池，研究动电位极化法评价海底土（１９８８年７月采于辽东湾）腐蚀性的可行性。结果表明，该方法能显示出当材料表面状态不同时以及当海土温度和电阻率变化时电极过程的差异，可用于海底土腐蚀性的测试。