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。     

国产热浸锌锚链的耐蚀性研究(Ⅰ):热浸锌锚链的海港试验

本文记叙了国内外首次以大型商品化热浸锌锚链为研究对象的海港试验结果,跟踪记录了其4年的腐蚀与生物污损发展过程。分别于2013年7月、2014年7月、2015年7月和2016年7月将试验锚链提出海面,对出现在锚链上的全部附着生物进行刮取、分类、鉴定、称重,清洗锚链的表面,检查锈点,并对热浸锌锚链表面测厚,照相记录跟踪全过程。试验结果表明:裸钢腐蚀严重,锈层在2~3mm,腐蚀产物易成片脱落,形成大小不等的腐蚀坑,最大坑深3mm左右;热浸锌锚链未出现明显腐蚀点,大气区锌层腐蚀速率约10μm/a,水下区锌层腐蚀速率约20~70μm/a,但在两个链环连接处出现磨蚀锈斑;耐蚀性在不同区带中表现为水上链水下链;热浸锌锚链表面的污损生物数量少于未浸锌锚链,随着时间延长,热浸锌锚链表面污损生物逐年增多,其中优势生物为海鞘(Ascidians)、苔藓虫(Bryozoans),其次是贻贝(Mytilus sp.)、牡蛎(Ostreidae sp.)、石莼(Ulva sp.),曾出现南方污损生物种,如翡翠贻贝(Perna viridis)。2013~2014、2014~2015、2015~2016三年锚链单位面积上污损生物的重量分别为1257.6、1454.6和21304.0g/m~2。污损生物重量的增加大大增加了锚链的磨蚀程度,为锚链腐蚀失效埋下了隐患。本研究为海洋工程锚链设计或应用提供了宝贵的科学依据。     

国产热浸锌锚链的耐蚀性研究(Ⅰ):热浸锌锚链的海港试验

本文记叙了国内外首次以大型商品化热浸锌锚链为研究对象的海港试验结果,跟踪记录了其4年的腐蚀与生物污损发展过程。分别于2013年7月、2014年7月、2015年7月和2016年7月将试验锚链提出海面,对出现在锚链上的全部附着生物进行刮取、分类、鉴定、称重,清洗锚链的表面,检查锈点,并对热浸锌锚链表面测厚,照相记录跟踪全过程。试验结果表明：裸钢腐蚀严重,锈层在2~3mm,腐蚀产物易成片脱落,形成大小不等的腐蚀坑,最大坑深3mm左右;热浸锌锚链未出现明显腐蚀点,大气区锌层腐蚀速率约10μm/a,水下区锌层腐蚀速率约20~70μm/a,但在两个链环连接处出现磨蚀锈斑;耐蚀性在不同区带中表现为水上链>水下链;热浸锌锚链表面的污损生物数量少于未浸锌锚链,随着时间延长,热浸锌锚链表面污损生物逐年增多,其中优势生物为海鞘（Ascidians）、苔藓虫（Bryozoans）,其次是贻贝（Mytilus sp.）、牡蛎（Ostreidae sp.）、石莼（Ulva sp.）,曾出现南方污损生物种,如翡翠贻贝（Perna viridis）。2013~2014、2014~2015、2015~2016三年锚链单位面积上污损生物的重量分别为1257.6、1454.6和21304.0g/m²。污损生物重量的增加大大增加了锚链的磨蚀程度,为锚链腐蚀失效埋下了隐患。本研究为海洋工程锚链设计或应用提供了宝贵的科学依据。     

Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐蚀性

目前，在中国采用热浸镀Zn及其合金一直是防止钢材在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法，为了提高镀层的防腐和涂装性能，往往在其表面进行钝化处理。传统的镀锌层钝化处理工艺均采用高浓度的铬酸盐溶液， 这对环境污染和人体的危害较严重。随着环境保护问题日益引起人们的重视，在传统的高铬钝化基础上，低浓度铬酸盐钝化开始步入实用性阶段(吴双成，1996；卢燕平等，1995)。但是，目前低铬钝化研究主要集中于热浸镀Zn或电镀Zn镀层，而合金镀层由于化学稳定性高，与铬酸溶液自发反应能力差，无法采用常规的低铬钝化方法处理，有关这方面的报道目前尚少。王洪仁(1998)对Zn-Al合金镀层的低铬钝化处理进行了有益的探索，获得了一个优化的低铬钝化配方和稳定的钝化工艺，并成功地应用于热浸镀Zn-Al合金镀层的表面防锈处理；实验证明，海水在模拟浸泡6个月后，钝化处理Zn-Al合金镀层的腐蚀失重比未钝化样品降低65.9%，表明低铬酸盐钝化使Zn-Al合金镀层的耐海水腐蚀性能得到显著提高(Li Y et al.，2001)。本文作者在前人基础上对Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐盐雾腐蚀性进行了研究，并初步探讨了钝化膜的形成过程及其耐蚀机理。对Zn-Al合金镀层低铬钝化处理技术的研究，不仅大大降低了对环境的污染和人体的危害，也是在低铬钝化研究方面的重大突破，具有十分重要的意义和实际应用价值。     

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。     

海洋微生物在船舶用结构钢表面附着成膜过程及其腐蚀研究

通过紫外分光光度计测定了海洋微生物需钠弧菌 Vibrio natriegens 的生长曲线,通过扫描电镜和原子力显微镜观测了该细菌在船舶用结构钢(DH32)钢样表面成膜过程及试样腐蚀形貌,探讨了生物膜的形成过程及其对材料表面腐蚀的影响。结果表明,生物膜的形成过程与微生物生命活动关系密切。根据对比暴露在菌液和无菌培养基中的试样表面形貌,发现细菌的附着及成膜过程的不均匀性,改变了DH32钢样表面的物理和化学状态。细菌附着区与周围形成的氧浓差电池,以及细菌新陈代谢主要产物对金属离子的络合,共同促进了试样局部腐蚀加速。     

镉镀层和锌镀层在不同环境中的耐蚀性能

镉镀层和锌镀层是海洋工程技术人员经常要选用的,它们都是保护性的镀层。然而,不同的使用环境。镉镀层和锌镀层的防护性能也不同,我们通过在海水、海洋大气和工业大气中的试验证实了这一点。在海水中镉镀层较锌镀层耐蚀,这一点通过在渤海海水中的237天挂片试验得到了验证。镉镀层在这样一段时间的海水浸泡中未有腐蚀现象,试片仍光亮,彩色钝化膜鲜艳;而锌镀层却有腐蚀,最大腐蚀面     

天然海水中四种铜材腐蚀特征电位与pH的关系

在海水腐蚀过程中,铜合金表面生成氧化膜,这种膜能减缓和阻滞合金的进一步溶解,使合金具有良好的抗蚀性能。同时它的腐蚀产物对海生物有一定的毒害作用,使得合金具有防海洋生物附着的能力。由于海洋环境和合金成分的不同,氧化膜的性质有着明显的差异,因而人们越来越重视氧化膜的形成条件、生长过程以及抗蚀性的研究。     

硫酸盐还原菌对热镀锌钢材氢渗透行为的影响

采用Devanathan-Stachurski 双面电解池检测氢渗透电流技术和扫描电镜分析, 研究了热镀锌钢材在灭菌海水、灭菌培养基和接种了硫酸盐还原菌(SRB)的培养基等3 种介质中的氢渗透行为。氢渗透电流检测结果表明, 培养基的部分组分对热镀锌钢材的氢渗透行为有促进作用, 试样在灭菌培养基中的氢渗透电流密度的平均值比在灭菌海水中提高了约6 倍。尽管活性SRB 代谢产生的S^2?和HS^?能够促进热镀锌钢材的氢渗透行为, 但是, 由SRB 及其代谢产物和它们所黏附的腐蚀产物所形成的致密微生物膜减少了氢的析出和试样对氢的吸收量, 导致热镀锌钢材氢渗透行为最终被抑制, 因此, 试样在接菌培养基中的氢渗透电流密度的平均值比其在灭菌培养基中降低77%。扫描电镜分析表明, 热镀锌钢材在灭菌海水中能够形成腐蚀产物膜, 而暴露于灭菌培养基中的试样表面未形成明显的腐蚀产物膜, 但在接菌培养基中试样表面能形成黏附了腐蚀产物的致密微生物膜的附着, 表明热镀锌钢材表面的微生物膜与其氢渗透行为之间存在明显的相关性。     

工业纯钛(TA2)在南海三亚海洋环境试验站海水全浸的生物污损与腐蚀

为探明工业纯钛TA_2在热带海域中的腐蚀与污损,在南海三亚海洋环境试验站进行了为期0.5年、1年、2年、3.5年四个周期的全浸试验。对3.5年周期的试验样品,利用解剖镜鉴定了生物污损群落的组成、利用金相显微镜观察、X射线衍射、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)及红外光谱分析技术分析了基体和腐蚀产物的微观形貌,确定了钛板表面的元素和产物。结果表明,钛板表面由基底的二氧化钛膜、管栖多毛类、微藻等的微型生物和有机、无机颗粒组成的腐蚀产物皮膜所覆盖。和同纬度热带海域相比生物污损轻微,试板上(可视生物)仅有3～5个而且种类少、数量少、个体小。钛板基体表面未发生局部腐蚀。     

钢筋混凝土结构电渗阻锈技术研究

通过测量电渗阻锈过程中阻锈剂渗入量、脱盐率以及钢筋极化电阻,研究了混凝土技术参数和电渗电量对电渗阻锈效果的影响.试验结果表明,电渗阻锈技术能在脱除盐污染混凝土中氯离子的同时,将有效阻锈基团快速迁移到钢筋表面,使已腐蚀的钢筋快速恢复钝化而达到防腐的目的.     

添加钛元素对热浸镀锌层性能的影响

为研究耐蚀性更高但生产成本与传统热镀锌成本相当的新镀层，制备了添加微量钛元素的热浸镀锌层，分别从表观质量、镀层厚度、电化学测试、盐雾腐蚀试验和全浸实验考察了添加微量钛元素对热浸镀锌层性能的影响，扫描电镜观察盐雾试验后镀层表面形貌。结果表明，添加微量钛以后镀层表观质量有所提高，镀层厚度明显减薄，镀层在海水中耐蚀性能提高。微量钛添加量为0．03％～0．04％时耐蚀效果最佳。     

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。     

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.     

Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐蚀性

目前,在中国采用热浸镀Zn及其合金一直是防止钢材在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法,为了提高镀层的防腐和涂装性能,往往在其表面进行钝化处理。传统的镀锌层钝化处理工艺均采用高浓度的铬酸盐溶液,这对环境污染和人体的危害较严重。随着环境保护问题日益引起人们的重视,在传统的高铬钝化基础上,低浓度铬酸盐钝化开始步入实用性阶段(吴双成,1996;卢燕平等,1995)。但是,目前低铬钝化研究主要集中于热浸镀Zn或电镀Zn镀层,而合金镀层由于化学稳定性高,与铬酸溶液自发反应能力差,无法采用常规的低铬钝化方法处理,有关这方面的报道目前尚少。…     

筒型基础负压沉贯后筒内水膜形成及筒内灌浆效果的试验设计

筒型基础负压沉贯就位后,筒内表面土的沉降会使土层上部产生一层水膜。严重的水膜现象会影响到筒基平台的正常使用,为此专门设计本项试验来模拟筒内水膜形成的机理,并且提出了向筒内灌浆的方法解决水膜问题的方案。该试验通过配土、设计模型筒基、负压沉贯和筒内灌浆等操作过程,设置土槽、安装孔压传感器等实验手段,从土体破坏的角度,寻求负压沉贯过程中沉贯负压、沉贯阻力及孔隙水压力等因素对水膜形成的影响,试图探询水膜形成的规律,并且通过不同泥浆的灌浆试验来寻找有效解决水膜现象的方法。     

海盐粒子沉积下碳钢的大气腐蚀初期行为

利用体视显微镜和电化学极化技术原位考察了碳钢上NaCl盐粒的吸潮及其液滴的扩展行为。实验结果表明,NaCl液滴的吸潮水解过程主要受环境相对湿度的影响。相对湿度越高,水解越容易。在极化状态下,NaCl液滴的扩展随极化电流的增加而线性加速。NaCl液滴的扩展与碳钢大气腐蚀的电化学过程相互影响。一方面,NaCl液滴扩展的动力来自于大气腐蚀过程所形成的腐蚀电流,另一方面,NaCl液滴的扩展加大了大气腐蚀过程的阴极面积。进而加速了碳钢的腐蚀过程。     

钴在海洋环境中的腐蚀简述

钴在海洋性气体层下的受蚀速度十分缓慢。在美国北卡罗来纳屈雷海滨距岸80英尺和800英尺处进行暴露试验所得腐蚀率均为年均0.1～0.2密尔。用钴作镀层材料可能比用镍腐蚀得快,腐蚀产物形成带有红色锈迹的表面。比较钴与铬,钴镍与铬,镍与铬相结合形成的复合镀层,不难看出各镀层对处于海洋性气体层下的钢构件具有大致相当的保护作用。     

曹娥江大闸钢结构防腐蚀试验研究

根据曹娥江大闸的环境特点,对不同厂家的喷涂金属涂层和富锌涂料进行了浪溅区、潮差区和大气区的室外近2年的暴露试验以及室内近10 500 h的盐雾试验、盐水周期性浸泡试验和盐水浸泡试验.研究结果表明,喷涂金属层耐腐蚀性能普遍优于富锌涂料层;在试验采用的富锌涂料中,高锌粉含量的富锌涂料防腐蚀性能优于低锌粉含量的富锌涂料;从长效防腐蚀角度考虑,建议采用喷涂金属防腐蚀措施.     

HDR双相不锈钢的耐局部腐蚀性能

为了探讨HDR双相不锈钢在脱盐装置中应用的可行性,对其耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能进行了研究.FeCl3浸泡试验和电化学试验表明,与316L不锈钢相比,HDR双相不锈钢具有较高的点蚀和缝隙腐蚀临界温度、点蚀电位以及再钝化电位,因此,其耐点蚀和缝隙腐蚀性能良好.自腐蚀电位监测和活化pH值试验用于解释其腐蚀行为.