不锈钢在海洋环境中的腐蚀

一、海洋性气体层一般说来,三种不同类型的不锈钢-奥氏体型、铁素体型和马氏体型不锈钢在海洋性气体层下均具有极好的耐蚀性能。由于奥氏体型不锈钢不易产生锈斑,因此人们更乐意选用。不锈钢表面的锈斑先呈黄色,几年后就会变成红褐色,可以用金属除锈剂将其除去。奥氏体型不锈钢所受腐蚀程度很小,只要稍加防护,就不太会在海洋性气体层下产生锈斑和间隙腐蚀。暴露在美国北卡罗来纳屈雷海滨距岸800英尺处的304型不锈钢(相当于OCr18Ni9)试块的腐蚀速度低于年均0.1密尔,同一试块在距岸80英尺处暴露11年后出现很少量锈斑,几乎可以忽略。在同样暴露条件下,316型不锈钢(相当于Cr18Ni     

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。     

碳钢在海洋性气体层下的腐蚀

碳素钢是海洋工程中应用最多的金属。尽管近年来高强度低合金钢的应用不断增加,铸铁也在一些专门场合扩大了其应用,但海洋工程中碳钢的应用仍居首位。这是因为碳钢成本低,易加工,物理性能良好,加之多年来长期沿用,积累了一定设计经验的缘故。在海洋性气体层下影响碳钢受蚀程度的首要因素是其所处暴露环境。海风的侵袭和碎浪的冲击,冲击愈烈材料受腐蚀程度愈高。     

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。…     

浅论富钴结壳柱状构造的成因机制

柱状构造为富钴结壳中多种微观构造类型之一。为探讨富钴结壳柱状构造的形成机制,利用高分辨率电子探针技术分析了位于中太平洋某海山的富钴结壳中柱状构造的微观形态和微区元素化学特征,结果表明,柱状构造是由围绕核心的微层呈弓形外延辐射生长逐渐分枝而成。壳层由亮色、暗色微层交替叠置而成,其中亮色微层富锰、钴、镍和氧,而暗色微层富铁和硅;同一微层各部分的生长速率不同,介于0.27~0.92 mm/Ma。柱状构造壳层亮色、暗色微层交替变化以及相应成分的不同是微观氧化还原环境变化的结果,而柱状构造的分枝和同一微层生长速率的差异则与富钴结壳生长界面有界面双电层有关。     

渤海莱州湾表层沉积物中金属元素分布及环境质量

利用X-射线荧光光谱仪、等离子质谱仪或原子荧光光度计测定了莱州湾表层沉积物中金属元素的含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度,结果表明,沉积物中铜、锌、铅、镉、砷、镍、铬、钴、钒、钪、铁、锰的含量由近岸向湾内递减,莱州湾北部海域的含量大于南部的。银含量高的沉积物主要分布在莱州湾中部偏西南的环流中心区。沉积物中砷和镍含量超过ERL值,潜在生态风险较高。富集系数和主成分分析显示,沉积物中铁、铜、锌、镉、砷、铬、镍、钴、锰、钒和钪为无富集,砷为轻度富集,铅和银为中度富集。铁、铜、锌、镉、铬、镍、钴、锰、钒、砷和钪主要来源于自然源,铅既有岩石和土壤风化产物硅酸盐矿物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响,银主要受人为活动的影响。聚类分析表明,可把莱州湾沉积物分为4类,其中黄河口西北缘沉积物中砷和镍污染生态风险最高,其次是莱州湾中部和北部。     

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。     

汕头湾表层沉积物重金属元素含量和分布特征研究

于2002年9月在汕头湾采集了13个表层沉积物样品,测定了它们的细粒级组分、总有机质、铝、铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量,对其分布特征及其彼此之间相关性进行了分析,并以南海陆架区重金属含量为背景值计算了汕头湾表层沉积物重金属元素的富集系数,结果表明,铁、锰、铜、锌、铅、镉、铬、镍、钴的含量范围分别为2.91%~3.94%,427.85~810.96,24.43~79.49,84.83~248.50,35.56~50.25,0.30~1.75,36.11~74.22,16.99~31.69,8.22~10.87 mg/kg,其分布由汕头湾上游的榕江口至湾口呈波浪状递减(锰除外)。汕头湾表层沉积物中各重金属的富集系数均大于1,其中富集系数从大到小的重金属元素是铜、镉、铅、锌、镍、铬和锰。人为排污、水动力作用、黏土含量、盐度是多数重金属元素分布特征的控制因素。锰的分布特征更多地取决于汕头湾水域的氧化还原条件。     

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     

非黏结柔性管道抗拉铠装层腐蚀机理与安全评价研究进展

非黏结柔性管道是海洋油气开发的重要装备,在海水环境中,抗拉铠装层发生腐蚀会对安全运行产生严重威胁,因此明确抗拉铠装层腐蚀机理、对柔性管道的检测和对抗拉铠装层的腐蚀评估十分重要。抗拉铠装层腐蚀与环空的气体环境和水环境有关,采用合适的检测方法和设备检测环空,可以帮助判断其腐蚀情况,并为腐蚀疲劳寿命评估和应对策略制定提供参考。针对抗拉铠装层腐蚀机理、非黏结柔性管道检测、腐蚀疲劳寿命评估和腐蚀应对措施进行了总结,指出机理研究和检测评估方法的不足,为国内柔性管道抗拉铠装层腐蚀研究和完整性管理提供参考。     

大洋盆火山碎屑岩次生变化过程中造岩元素的行为

许多刊物提供了玄武岩和火山碎屑岩火山期后改造的信息。确定了碱金属输入岩石及钙、镁、铁和其它元素输出的倾向。Г．Л．Кашинцев指出,由于铁、锰、镍和钴从玄武岩中输出,岩石表面形成了铁－锰壳层。Ломова（１９７９）研究了坡绥石和海泡石交代大洋火...     

长江口及其邻近海域悬浮体地球化学组成及其影响因素

基于2010年10月国家自然科学基金委东海调查公共航次所获得的数据和悬浮体样品,使用ICP-AES、ICP-MS仪器对悬浮体中的主、微量元素含量进行了测定,对悬浮体中元素组成、空间分布及其影响因素进行了研究,结果表明:长江口及邻近海域悬浮体中主量元素铝、镁、铁、钙等含量为1%~30%,含量以铝为主;微量元素镉、铬、钴、铜、锰、镍、铅、钒等含量为n×10-6~n×10-9,以锰最高;铝与铁、锰以及大部分的微量元素都有良好的相关性,指示这些主量元素以陆源输入为主和微量元素被细颗粒物质吸附为主的特征。水团对长江口及邻近海域颗粒态地球化学组分的空间分布具有重要的影响,其中铝、铁及铬、钴、铜、锰、镍、钒等元素受水团的制约更加显著。     

海洋结构钢耐蚀试验电连接模拟法与外海长尺法对应性再研究

作者之一曾介绍过用于海洋结构钢耐腐蚀性能研究的电连接模拟海洋环境腐蚀试验法。通过与广西北海市沿海和山东青岛市沿海的实际长尺试验结果的对比，表明这种方法能较好地反映不同海洋环境——大气区、浪溅区、潮间区和全浸区——的腐蚀特征。使用这种方法对多种低合金钢进行了试验，其结果不仅与外海长尺试验法有类似的海洋环境－腐蚀曲线，而且不同钢种耐蚀性的排列顺序彼此也相一致。为了进一步考查这一模拟方法在腐蚀过程和腐蚀机制上是否符合实际海洋情况，本文从腐蚀产物和腐蚀破坏类型的角度，通过对镍铜磷钢试样在两种方法下470天后的表面锈层形貌和除去腐蚀产物后基体金属表面状态的观察、比较以及不同海洋环境锈层相结构的分析比较，进一步揭示电连接模拟法与外海长尺法的对应关系，证实了它们之阁有比较好的相关性。     

异养海生细菌的腐蚀作用

到目前为止,对异养海生细菌腐蚀作用的研究仍很不完善,涉及该研究课题的报告记录等均分散于各类资料中,因此,对这一现象的总的系统概念尚未完全建立起来。近年来,由于被研究的海洋面积不断扩大,故对海洋环境下细菌腐蚀作用的研究日益引起人们的关注。细菌可通过其代谢活动和不规则沉淀对工程上所采用的所有金属产生腐蚀,进而对水上技术设施产生干扰和破坏。同时,它们还形成供微生物大量繁殖衍生的营养基。将防锈铬锰钢和普通碳素钢置于经消毒处理后重新加入一定量海生细菌的海水中,观察其腐蚀过程。可以看出,防锈铬锰钢的耐腐蚀能力高于碳素钢,原因可能归于铬的钝化作用及该合金奥氏体组织的高抗蚀牲能。     

1nm锰矿相的金属阳离子交换能力的研究

人工合成的1nm锰矿相和铜、钴、镍等二价金属阳离子的交换实验表明,1nm锰矿相具有强烈的金属阳离子交换能力.正是这种金属阳离子的交换能力,使得大洋多金属结核大量地富集了铜、钴、镍等有价金属元素.1nm锰矿相对几种金属阳离子的交换的优先顺序为:Cu>Co>Zn≥Ni>Ca>Mg.多金属结核中镍的含量往往高于铜、钴、锌等元素,但在交换顺序中它却低于铜、钴、锌等,这种不一致性说明结核成矿后期的金属离子交换并非是有价金属结合进结核的唯一途径.多金属结核富含铜、钴、镍等有价金属可能是结核初始成矿和成矿后期金属离子交换等多种因素共同作用的结果.     

镍黄铁矿和钴镍黄铁矿——与蛇纹石化超基性岩有关的现代热液硫化物的典型矿物

镍黄铁矿（Fe,Ni）9S8和钴镍黄铁矿（Co,Ni,Fe）9S8,向来引起研究人员的注意,视其为大陆矿床中镍和钴金属的最重要来源。近十多年,科学家发现在中大西洋脊的超基性岩构筑体中有这两种矿物。此前,化学上不具显著特征的镍黄铁矿仅在印度洋卡尔斯别格脊和太平洋哥尔达脊受强烈变化的辉长岩硫化矿物中提到过。     

海表扩散层中气体行为的分子动力学模拟*

尽管影响气体在海气界面间交换的因素很多,但迄今却仅仅用风速来估算气体在海气界面的传输速度。另一方面,直接实验测量气体在海气界面的传输也十分困难。因此,气体穿过海气界面的传输速度仍然存在很大的不确定性。文章采用分子动力学方法模拟了二氧化碳、氧气、氮气以及惰性气体氩、氪在海表扩散层内部的扩散过程,求得不同温度下这些气体的扩散系数,与现有的实验值平均相差约19.4%,并重点讨论了二氧化碳在扩散层内部的行为,为进一步研究气体在海气界面的传输速度提供了新的理论手段。     

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。     

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。     

磷酸盐化对莱恩海山链MP2海山结壳Co富集的影响

利用电子探针对中太平洋莱恩海山链MP2海山典型富钴结壳样品的剖面分别进行壳层、碎屑矿物和自生矿物主元素原位分析.通过对壳层(主要的成矿金属元素、脉石元素)、碎屑矿物和自生矿物中的Si,Al,Ca和P等元素质量分数的研究,探讨磷酸盐化作用对MP2海山富钴结壳中Co元素富集的影响.发现结壳第Ⅱ层未磷酸盐化壳层存在贫钴壳层,...