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。     

低合金钢在海水中腐蚀电化学行为的研究

本文采用微区电位扫描法,恒电流阶跃法、恒电位阶跃法等多种电化学方法,研究了两种在海水中抗腐蚀性能明显不同的低合金钢其腐蚀电化学行为的差异。结果表明,这种差异同低合金钢的抗腐蚀性能存在着一定的对应关系。     

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。     

天然海水中硫酸锌、葡萄糖酸钙和APG等复合碳钢缓蚀剂的研究

通过正交实验确定了硫酸锌、葡萄糖酸钙和 APG(C0 81 0 )复配的 3元缓蚀剂最佳复配比为4∶ 1∶ 2。用失重法测得该 3元缓蚀剂在 35 0 mg/ L时对碳钢缓蚀率为 92 .8%,但试样表面存在局部腐蚀。为了抑制试样局部腐蚀的发生 ,采用失重法从几种常用缓蚀组分中筛选出硅酸钠和钨酸钠作为 3元缓蚀剂的添加剂组成 5元缓蚀剂 ,通过正交实验确定了组分间的最佳复配比。用失重法确定了5元缓蚀剂的临界浓度为 2 80 mg/ L ,此时对碳钢缓蚀率为 93.8%,并有效抑制了局部腐蚀的发生。从而得到了天然海水中 1种有效抑制碳钢局部腐蚀的低毒、高效复合缓蚀剂。据极化曲线分析可以确定该 5元缓蚀剂是 1种抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。     

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。     

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。     

海水海泥跃变区钢铁电化学腐蚀行为研究

于１９９３年１－７月，在室内模拟条件下研究钢铁试样在海泥－海水跃变区的电化学腐蚀特征。发现钢试样在该跃区产生了电偶腐蚀，电偶极性在实验期间内发生逆转，试验前后电偶试样的稳定自由腐蚀电位都发生正移，且水中试样电位正移植大于泥中试样的正移植，还发现温度以电化学参数无明显影响。     

铜合金在海水中电化学阻抗谱特征研究

利用电化学阻抗谱(EIS)对紫铜和铜镍合金在静止、洁净海水中表面成膜的过程进行了监测，根据不同阶段的EIS特征建立不同等效电路模型进行拟合分析。获得了铜合金基体及其表面膜层对应的界面电化学信息参数，通过比较3种金属(B10，TUP，B30)表面膜层随时间变化的差异。探讨了合金成分对表面成膜过程的影响。结果表明。浸泡前期B10和TUP的耐蚀性较差，但随着海水中浸泡时间增加，三者的耐蚀能力逐渐接近。TUP的EIS显示了其表面内、外膜层信息。B10表面膜层的成长速度和稳定性均不如B30，反映出合金中镍含量的增多，增加了铜镍合金表面成膜产生钝化的效应。     

复配型席夫碱缓蚀剂对碳钢在海水中缓蚀性能研究

设计了由邻氧乙酸苯甲醛-4-吡啶甲酰腙席夫碱80 mg/L,邻香草醛脱氢枞胺席夫碱6 mg/L,ZnSO4 50 mg/L,Tween-80 100 mg/L四元复配缓蚀剂,通过失重法、极化曲线法和电化学交流阻抗技术,研究了该复配缓蚀剂在模拟现实使用环境中的缓蚀性能。结果表明,该复配缓蚀剂的缓蚀率受海水盐度的影响不大,但该复配缓蚀剂的缓蚀性能受海水温度和海水流速的影响较大,当温度低于50℃和流速较低、缓蚀剂浓度为临界浓度时,缓蚀剂对碳钢有很好的抑制作用,而有锈试样和间浸实验发现高浓度的复配缓蚀剂可以抑制碳钢的腐蚀。     

平台钢在海洋环境中腐蚀因子的灰色关联分析

结合海洋平台实测的pH值、温度、溶解氧、盐度、生物附着等数据,通过灰色关联算法分析了海水腐蚀因子对平台钢腐蚀的影响,并按实际影响大小进行了排序。结果表明海水腐蚀因子对于A537-1钢和SM50B-ZC钢平均腐蚀速率的影响主次顺序不同。对平台钢的腐蚀规律研究及现场应用提供了可参考的依据。     

钢渣在海洋中无机固碳行为及其应用

钢渣是钢铁生产过程中的副产物,是一种放错的资源。钢渣投放在水体中可显著提升水体pH值,并能吸收大量的CO₂。为了解钢渣投放在海洋中可能引起的pH变化及其无机固碳能力,本研究考察了不同粒径、钢渣含量、初始pH及是否扰动等条件下钢渣/海水的pH变化特征和固碳能力。结果表明,不同条件下的钢渣/海水体系,随着浸泡时间的延长,浸出液pH初期都快速升高,后期趋于平缓,且钢渣粒径越小、投入钢渣含量越多及外加振荡作用,都可使浸出液pH提升;同时,浸出液能维持的pH水平对钢渣/海水体系固碳效率影响较大,而钢渣粒径的大小是钢渣固碳能力的最直接影响因素。本工作结果还表明,在实海环境中投放一定量的钢渣有助于预防局部水体酸化,并起到固碳减排的目的。     

Probabilistic lifetime assessment of marine reinforced concrete with steel corrosion and cover cracking

In order to study the durability behavior of marine reinforced concrete structure suffering from chloride attack,the structural service life is assumed to be divided into three critical stages,which can be characterized by steel corrosion and cover cracking.For each stage,a calculated model used to predict the lifetime is developed.Based on the definition of durability limit state,a probabilistic lifetime model and its time-dependent reliability analytical method are proposed considering the random natures of influencing factors.Then,the probabilistic lifetime prediction models are applied to a bridge pier located in the Hangzhou Bay with Monte Carlo simulation.It is found that the time to corrosion initiation t0 follows a lognormal distribution,while that the time from corrosion initiation to cover cracking t1 and the time for crack to develop from hairline crack to a limit crack width t2 can be described by Weibull distributions.With the permitted failure probability of 5.0%,it is also observed that the structural durability lifetime mainly depends on the durability life t0 and that the percentage of participation of the life t0 to the total service life grows from 61.5% to 83.6% when the cover thickness increases from 40 mm to 80 mm.Therefore,for any part of the marine RC bridge,the lifetime predictions and maintenance efforts should also be directed toward controlling the stage of corrosion initiation induced by chloride ion.     

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。     

海水中近60年钢板桩的腐蚀状况

对码头入海近60年钢板桩进行研究。采用水下摄像、水下超声波测厚、水下切割取样等手段调查和检测钢桩腐蚀状况，结果表明钢板桩厚度减薄较小，腐蚀较轻。钢板桩的材质成份值得借鉴。     

海洋污损细菌群落结构及其发酵液中化学成分的研究

从烟台附近海域通过挂板取样获得了污损微生物膜样品。利用高通量测序鉴定其中细菌有假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),芽孢杆菌(Bacillus sp.),盐单胞菌(Halomonas sp.),嗜冷杆菌(Psychrobacter sp.),肠杆菌(Enterobacter sp.)。通过对微生物膜污损细菌进行发酵培养,结合天然产物分离纯化和核磁共振鉴定技术,共从发酵液中分离并鉴定了9种次级代谢产物,其中4种是二酮哌嗪(Diketopiperazine,DKP)类信号分子,环(脯氨酸-甘氨酸)(1),环(脯氨酸-丙氨酸)(2),环(4-羟基-脯氨酸-亮氨酸)(3),环(脯氨酸-酪氨酸)(4),以及尿嘧啶(5),胸腺嘧啶(6),对羟基苯乙醇(7),十五烷酸(8),邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(9)。研究结果表明,烟台海域污损微生物膜中细菌组成多样,以假交替单胞菌和芽孢杆菌为主;污损细菌产生了多种代谢物,其中包括4种DKP类信号分子,该类物质可能对生物污损的发生具有调控作用,为探究生物污损和生物膜的作用机制奠定了基础。     

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。     

海水流动对A3钢腐蚀速度的影响

为了定量考察海水的流动对钢铁材料在海水中的腐蚀速度的影响,通过室内和实海挂片失重测试比较了A3钢在静止和流动海水中的腐蚀速度差异,并在控制流速条件下使用动电位法测试了A3钢的腐蚀速度,同时测试了不同流速海水中的环境参量。室内和实海挂片失重测试比较结果表明,海水流动能够加快A3钢在海水中的腐蚀速度,腐蚀初期尤其明显。在控制流速条件下采用动电位极化方法测试了腐蚀初期A3钢的腐蚀速度,并且通过拟合处理得到了海水流动对其腐蚀速度影响因子的表达式。