钢材在渤海滩涂区海土中的腐蚀研究

随着我国滩海石油工业的迅速发展和上陆海底管线的兴建,滩涂区海土腐蚀性的调査研究就显得更为紧迫和重要,然而,目前国内仅在个别海区作过有关工作,国外虽在海土腐蚀性评价等方面作过一些工作(BbIXPИCTHOK,1974; Roger,1980; Karl,1981),但直接关滩涂海土腐蚀性试验研究方面的报道甚少。作者于1991年12月至1993年11月在渤海西岸塘沽和南岸羊角沟两处典型滩涂海土中进行了钢材埋片腐蚀试验研究,研究了典型钢材在滩涂海土中腐蚀的主要规律,获取了钢材在渤海典型滩涂海土中的耐蚀性基础资料,为渤海滩涂区海底设施的防腐设计和评价研究渤海滩涂海土的腐蚀性提供了重要依据。     

海底泥的温度对A3钢腐蚀影响研究

随着海洋石油开发事业的发展，埋入海底泥中的钢铁管线愈来愈多，原油和天然气的海底输送管线均有一定温度，使管～泥界面区的温度升高。了解温度变化对钢铁腐蚀速度的影响，是海底管线工程设计所必需的，然而这种试验难度高、耗资大。工程设计部门往往采取推论、估算的方法，这样带有一定盲目性，往往带来巨大的浪费。作者利用国内外首创的“ＭＤ”原状海底泥试验方法①，进行了海底泥温对钢腐蚀速率的影响的部分研究工作。１材料与方法１．１实验钢材为Ａ３钢，成分见表１。１．２实验海底泥随工程地质调查船，利用“ＭＤ”法取渤海海底泥…     

钢在海底沉积物中的腐蚀研究 Ⅲ.海底沉积物腐蚀性的二元评价法

海底沉积物(以下简称SBS)腐蚀性的评价对海底设施的防腐设计和预防海底设施灾害性的腐蚀具有十分重要的意义。SBS系特殊条件下存在的土壤,因而借助土壤腐蚀性评价法的思路研究SBS的腐蚀性是一捷径。 土壤腐蚀性的评价已有100余年的研究历史,但至今尚无统一的评价方法与标准。SBS的腐蚀研究则是近10年才起步,英国学者首先报道了北海油田SBS腐蚀性的评价(Roger,1980),他利用海洋调查的SBS部分物理、化学因子和土壤腐蚀性评价的“加权法”,根据总分划分为强腐蚀、一般腐蚀和弱腐蚀三个等级。上述方法的缺点是没有抓住SBS腐蚀的机理与主要因子,也没有定量腐蚀实验作依据,故而腐蚀性评价只是定性的。本文提出的评价SBS腐蚀性的二元方法,是以定量腐蚀实验为基础,抓住SBS腐蚀的两个主要腐蚀因子,即SBS类型和硫酸盐还原细菌(以下简称SRB)的含量(电化学蚀主要控制因子及细菌腐蚀主要控制因子)进行评价,并具有明确的量级标准。     

钢在海洋沉积物中的腐蚀研究 Ⅰ.“移植埋片法”(MD)实海腐蚀电化学测量研究

海洋沉积物俗称海底土,海洋沉积物腐蚀学系海洋腐蚀科学中的新学科;一些资料表明,钢在海底土中的腐蚀程度要比在海水区、潮差区、飞溅区低(友野理平,1976;岡本刚,1977),这些资料(Schumacher,1979)是通过近海钢结构的观察和采用打入浅海中的试验钢桩取得的,但由于宏观电池的作用,它们不能反映单独埋在海土中钢的腐蚀情况。实际海士中的腐蚀是相当复杂的,由于这项研究难度高,耗资大,因而至今报道很少(Schmidt,1982) 随着科学技术的发展,海底工程设计急需海底土的腐蚀资料,作者在确保海土结构不变的前题下,首创了“移植埋片法(MD)”,对3种海洋用钢在海土中的腐蚀电位和极化阻力进行了海上测量,为海洋沉积物腐蚀学的研究开辟了新途径,同时对海底钢铁工程的防腐设计提供了依据。     

钢在海洋沉积物中的腐蚀研究 Ⅵ.海底沉积物腐蚀因子的原位测试技术

环境腐蚀因子的测试是环境的腐蚀性评价与防腐工程设计,以及腐蚀机理分析研究的必要过程和手段。海洋工程地质调査和海底沉积物腐蚀因子调査中的pH,Eh(氧化—还原电位)等的测试,通常是从海洋工程地质取样器中抓取部分海底沉积物,再在室内进行测试。此种测试方法是“破坏性测试”,它使原海底沉积物的结构状态受到破坏,故测试结果不能完全代表实际状态,而且还可引入人为误差。为提高海洋调查中一些参数的准确性和可靠性,作者结合“移植埋片”法(马士德等,1994)研制了海底沉积物有关腐蚀因子的原位测试技术。     

合金元素对低合金钢耐腐蚀性能影响的研究

关于钢铁在海洋环境中的耐蚀性很早就有人研究,但钢的耐腐蚀性能与合金元素关系的报道则较少。1951年,美国首先研制了Ni-Cu-P系耐海水钢,结果表明,海洋用钢的耐腐蚀性能与合金元素之间的关系随海洋环境的不同而有很大差异(侯保荣、张经磊，1980);相同的合金元素对钢铁在浪花飞溅区和海水全浸区耐腐蚀性能的效果亦明显不同;对于从海底泥土中开始,穿过海水全浸区、潮差区、浪花飞溅区一直到海洋大气区的垂直海洋构造物(例如海上采油平台,钢柱码头等)来说,其合金元素的影响效果也完全不同(門智、渡辺常安,1976;侯保荣,1981)。有人还提出,某种合金元素能够提高钢材在浪花飞溅区的耐腐蚀性能,但对海水全浸区的作用不明显,甚至使腐蚀速度加快(内藤浩光等,1975)。 为了研究合金元素与钢材腐蚀性能的关系,作者使用了含各种不同合金元素的50余种钢材,用电连接的方法进行实验研究。将每种试片分别挂于海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区和海水全浸区,分别进行90天至2年的试验。本文仅对其中实验条件完全相同的18种低合金钢材的实验结果进行分析讨论。     

利用穆斯堡尔谱对普碳钢在海洋各腐蚀区带锈层的研究

穆斯堡尔效应(M?ssbauer Effect)是一种固体中原子核对γ-射线的无反冲共振吸收或发射的现象,即γ-射线的共振荧光现象。利用穆斯堡尔谱研究腐蚀过程和腐蚀产物,近年来越来越受到国内外有关学者的重视(Meisel,1980)。穆斯堡尔谱是一种非破坏性结构测试手段,它不仅能研究晶态产物,也能研究非晶态产物,比X衍射等方法优越得多(夏元复等,1984)。自70年代末起,国内外开始出现一些关于海水中钢铁腐蚀产物研究的报道(Peev,1978;马如璋等,1981;吴继勋等,1982;陈俊明等,1982;郑裕芳等,1983),而用ME对在整个海洋环境中各个不同腐蚀区带钢铁的腐蚀产物的研究迄今还尚未见报道。作者于1994年10月在埕岛海区对挂片的腐蚀锈层的结构组成进行了穆斯堡尔谱分析,以探讨在各不同区带的腐蚀产物的差异及腐蚀机理,为开发耐海水腐蚀钢和普碳钢的防腐提供了理论依据。     

钢铁在海水、海泥中锈层的穆斯堡尔谱的研究 I.A3钢室内模拟与实海挂片锈层的穆斯堡尔谱

钢在海水中的腐蚀产物相组成研究报道较少。马如璋等(1981,1982)对低合金钢在海水中的腐蚀锈层进行了研究,他们所采用的穆斯堡尔谱等方法,很适宜研究钢的腐蚀产物(Simmons,1976; Vertes,1989)。目前,由于石油工业的发展,大量的石油平台、栈桥及钢柱码头不断涌现,这些构造物的钢桩一般是从大气区经过飞溅区、潮差区和海水全浸区插入海泥区,大量研究表明,在海水、海泥跃变区钢铁腐蚀严重,作者采用穆斯堡尔谱对A3钢在室内模拟和实海锈层相的组成进行了初步的研究,以探讨在不同腐蚀环境中钢铁的腐蚀产物和腐蚀机理,为钢铁的防腐和耐海洋腐蚀钢的开发提供理论依据。     

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。     

电连接模拟法十年腐蚀试验研究

在开发海洋所需要的设施中，例如海上采油平台，海上输油码头，海底管线，海上观察测量仪器，海上运输船舶等大都使用钢材来制造。但是由于海水是一种强电介质溶液，使得钢材在海洋环境中遭受着严重腐蚀，这直接影响着海上设施的使用寿命。为了研究钢铁本身的耐腐蚀性能，腐蚀试验方法越来越被腐蚀工作者所重视。即用什么样的腐蚀试验方法来比较、评定所研制钢种的耐腐蚀性能是一项重要工作。室内的电化学测试及加速腐蚀试验等方法为海洋用钢的研制起到了积极作用，它可以较快地对钢铁的耐腐蚀性能进行相对评定［１６，２０，２１］，但有些…