几种热浸镀层钢丝在青岛海水中腐蚀行为的对比研究

以热浸镀Zn、0．2％Al-Zn-RE、5％Al-Zn-RE和55％Al-Zn-Si合金镀层钢丝为研究对象,进行了为期6个月的室内海水浸泡试验。结果表明,热浸镀Zn钢丝和0．2％Al-Zn-RE合金镀层钢丝的腐蚀速度是5％Al-Zn-RE和55％Al-Zn-Si合金镀层钢丝样品的2～3倍：同时建立了一种“极化-弛豫-电化学阻抗测量”的循环测试方法,对这几种热浸镀层在青岛海域海水中的腐蚀行为进行了初步探讨。     

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。     

新型船用耐蚀Al-2.6Mg-1.7Si-X合金及其耐蚀钝化膜的特性研究

高性能耐蚀材料的研究是舰船装备性能提升的最基础因素,其中,耐蚀铝合金是船舶舰艇建造过程中的重要材料,其综合性能对于武器装备的战术技术性能和安全可靠性具有重要影响。采用第一性原理和电化学方法,分析了新型高强耐蚀 Al-2.6Mg-1.7Si-X 铝合金在海洋环境下的半导体特性及电化学特性。结果表明：Al-2.6Mg-1.7Si-X 合金在海水中形成的致密、连续、稳定的耐腐蚀膜层,抑制了电子和空穴从半导体膜向溶液的迁移,提高了合金的耐蚀性。Mg3p 和 O2s 态电子是影响合金腐蚀电流大小的主要原因。此结果可为相关材料的研发及替代提供依据。     

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     

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。     

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。     

海水电池用Mg-Ga-Hg合金的电化学性能

本文针对海水电池的使用工况条件,通过开路电位、动电位极化、恒流放电、失重等测试方法,系统评价了MgGa-Hg合金在海水中的电化学行为。结果表明,Mg-Ga-Hg合金开路电位为-1.91~-1.95V,在1~9mA/cm2电流密度下放电时工作电位均负于-1.9V,激活时间小于10s,电流效率在70%左右,且间歇放电性能良好,在大于1.5%盐度的静态或动态海水中均具有良好的电化学活性,适合作海水溶解氧电池负极材料。     

LF4铝合金在海水中的腐蚀性能研究

对艇用铝材LF4及其它多种管系金属材料进行静态和动态条件下的自然电位、自然腐蚀率、电化学性能、电偶腐蚀行为等进行多方面的腐蚀试验，得出这些材料在静态和动态海水中的腐蚀性能指标以及变化规律。随着海水流速的增加，LF4铝合金耐蚀性迅速降低。LF4在天然海水中有钝化的趋势，但是钝化膜不完整易破坏。在与其它常用管系金属材料组成的电偶对中，LF4均作为阳极受到加速腐蚀。     

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。     

钛/碳钢在海水中电偶腐蚀的研究

研究了国产纯钛和碳钢Q235在青岛近海海水中的电偶腐蚀情况。测定这两种金属材料的自然腐蚀电位和失重速率；用IM6e电化学工作站测定两种金属材料在海水中的稳态极化曲线，研究其极化性能；测定了碳钢与钛组成不同面积比、不同温度、不同海水流速时电偶电流的大小、方向，电偶电位，以及不同面积比时阳极的失重速率。结果表明，阳极的腐蚀速率随阴／阳极面积比、环境温度、海水流速的增大而增加，且阳极腐蚀速率随阴／阳极面积比的增大趋于极限值。     

近海海洋石油平台导管架喷涂金属层防腐

锌、铝及其合金涂层对钢铁的防护，不仅对阴极起保护作用(Gartland，1987)， 对涂层本身也具有良好的抗腐蚀性能。此外，涂层中金属微粒表面形成的致密氧化膜，也起到了防腐蚀的作用。在不同大气环境下，锌、铝有良好的耐蚀性，其腐蚀速率比钢铁要低得多(李言涛，1998)。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护早在20世纪20年代就已开始应用，至今仍是普遍采用的防护措施，并在继续发展(李守本等，1989)。20年代初，法国首先用于海水闸门的防腐；40年代美国用于墨西哥湾的海上井架和海上输油管以及舰船的防腐；60年代英、法、德等国海军将这一技术扩大应用到舰船的上部结构和船壳。而金属热喷涂技术在海洋工程中使用非常有限，第一次使用热喷铝涂层防护近海平台的实例是Conoco公司在北海的Murchison结构上的锥形塔，并且已获得了4a良好的使用效能(Fisher et al.，1987；Shaw et al.，1985)。1984年6月，Hutton张力支柱平台(TLP)在北海下水(水深148 m)安装。系链、升降机和锥形塔均采用火焰热喷涂技术喷涂铝涂层进行防护(Tyson，1985)。1992年6月，Hotton平台使用8a后，对升降机绳索进行观察，在飞溅区没有发现腐蚀现象，也没有检测到褐色渗漏效应(Fisher et al.，1995)。     

静电纺丝技术制备纳米纤维复合环氧涂层及其海洋防腐性能

纳米纤维可以填补有机涂层中存在的孔隙和微裂纹,并提高其抗腐蚀能力。本文介绍了一种利用静电纺丝方法在Q235碳钢表面制备纳米纤维,并与有机环氧树脂复合,进而提高树脂防腐性能的技术。制备了环氧-纤维复合涂层（PAN-NFs/EP）,采用电化学方法以及盐雾实验对复合涂层的防腐性能进行了表征,结果表明嵌入了纳米纤维的环氧复合涂层,其电化学阻抗提高了两个数量级,防腐性能明显提高。本研究对静电纺丝技术在海洋防腐中的应用具有一定的参考价值。     

腐蚀电化学技术在海水循环冷却系统中的应用

腐蚀问题是海水循环冷却系统的主要问题之一,腐蚀电化学技术是研究解决该问题的重要手段。文章以线性极化、弱极化、强极化和电化学阻抗谱技术为重点,分别介绍不同电化学方法的技术特点和可获得的腐蚀参数,分析其在海水循环冷却系统中应用的优势和不足,为研究海水循环冷却系统的金属腐蚀机理和腐蚀防护手段提供理论支撑和指导,同时也为海水循环冷却工艺运行和水处理方案提供决策建议。     

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。     

X80钢在含有SRB的海水溶液中阴极保护准则适用性

通过表面观察及电化学方法研究X80钢在含有SRB的海水溶液中阴极保护准则的适用性,测试结果表明:腐蚀控制因素为阳极控制,对金属施加阴极极化第5天降低金属腐蚀速度主要通过增大金属表面SRB的附着电阻和电荷转移电阻实现;而施加阴极极化第10天,阴极保护主要通过改变金属表面电荷转移电阻控制腐蚀速度,且阴极极化电位越大控制效果越好。无阴级保护的金属试样腐蚀产物较多且附着力差,施加阴极保护的金属试样腐蚀产物较少且附着力较强。阴极保护的确能对存在SRB的海水溶液环境中X80钢起到阴极极化作用,但极化5 d时传统的阴极保护准则中-850 mV_CSE(即-770 mV_SCE)电位未达到85%的保护要求,-950 mV_CSE(即-870 mV_SCE)电位刚刚能满足保护要求;而极化10 d时2种极化电位下保护度都有所下降且都不能满足保护要求,因此还需要进一步实验确定其合适的阴极保护电位。     

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。     

一种电化学双防系统——恒电位-电解系统防腐蚀和防附着初步研究

海水中的金属设施遭受海水腐蚀和附着生物的严重危害,通常采用阴极保护只能防止腐蚀而不能防止海生物附着,而防污涂料,防污期不过2—3年,又不能有效地防止腐蚀;再者,有些海洋设施不能使用涂料,如钻井船升降架和某些海防设施等。所以,寻找一种既能防腐蚀又能防生物附着的方法是非常必要的。利用电化学方法同时防止金属腐蚀和生物附着的想法,早在1863年就有人提出,但直到目前为止,仍处于研究阶段。我们于1976年参考文献〔2〕设计了一种恒电位-电解双防系统,在青岛中港码头进行了122天的海上试验,取得了防腐蚀和防附着的肯定效果。     

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。