金属材料在海水中的接触腐蚀研究

介绍了金属（或合金）在海水中电偶序的测定和不同金属（或合金）在各种海水环境中接触时形成的电偶腐蚀，并结合实际生产部门中一些接触腐蚀损害现象，讨论了海水中金属接触腐蚀的原因及影响因素。     

海洋附着生物对碳钢和低合金钢腐蚀的影响——试板浸挂月份与腐蚀率的关系

金属在海水中的腐蚀过程相当复杂。不同金属的腐蚀类型和腐蚀形式是不一样的;即使是同一种金属,也会由于环境条件的差异而有不同的腐蚀率[1]。对于碳钢和低合金钢来说,影响腐蚀的因素很多,除了钢材本身的成分和组织结构外,还有海水的物理因素、化学因素和生物因素。同时,这些因素之间又是互相联系、互相影响的[2]。     

16Mn钢与101钢在海水中的接触腐蚀

某种金属材料在电解质中由于与他种金属材料电接触而大大加快其本身的腐蚀速度,这一现象称为接触腐蚀。在海洋工程中,接触腐蚀是一个广泛存在,危害很大,而又很易被忽视的问题。国外对此已有很多研究。本工作对16Mn钢能否与101钢在海水中搭配使用问题进行了研究,取得了一些有助于认识海洋工程接触腐蚀实质及其危害的结果。     

钛合金在海水中电偶腐蚀性能研究

本文研究了几种典型国产钛合金在天然海水和80℃热海水中与铜合金、不锈钢以及不同钛合金之间(在表面积相同条件下)相互接触时的电偶腐蚀行为。结果表明,不同钛合金之间可以匹配使用;钛合金与铜合金或不锈钢接触时能加速后者的腐蚀,但在面积比不大的情况下这种加速作用不大。     

耐海水腐蚀10CrMoAl低合金钢的研究

由于海水对金属的腐蚀性,对海水输水管道及各种海水冷却器的使用造成严重威胁,极需研制一种成本低、生产工艺简单而又耐海水腐蚀的低合金钢。达方面研究国外已有报道。他们研制的低合金钢是以铬为主添加合金元素的铬-铝和铬-钼型钢,含铬量约在2%以上。这类钢在海水中耐蚀性一般为碳钢     

海水冷凝塔阴极保护

青岛市许多工厂的热交换器多年来一直采用海水冷却。但由于海水含盐量高,浸蚀性强,冷凝塔的腐蚀损坏是长期存在的严重问题。一些工厂多年来的使用经验表明,腐蚀损坏最严重处,主要在管端附近。由于管端的腐     

海水中金属设施防腐、防海洋生物污损及检测技术研究

随着工业的高速发展和人口的急剧増加及环境污染的加剧，淡水资源危机已引起世界各国的普遍关注。据统计，城市用水中工业用水通常占80%左右，而工业用水中有80%是工业冷却用水，所以开发利用海水代替淡水直接作冷却用水是节约淡水的重要途径。海水直流冷却系统具有深海取水温度低且恒定、冷却效果好和系统管理简单等优点，但必须具备以下条件:(1)管道系统防除生物附着污损；(2)管道系统的防结垢；(3)金属腐蚀与防护。多年来有关方面虽然相应地采取了许多措施，但由于主设备通常需常年连续运行，因而往往出现在某段时间、某些部位上效果降低与失效。现行的对海水环境中生物附着腐蚀检测主要采取取样离位分析方法，其结果与实际状态有差异，且生过程中许多重要部位，如海上平台、浮码头、船舶、海滨电厂、化工厂的海水冷却系统和海水管路的管道内、及死角区都很难取样，必要时只有定期停机检查(侯保荣1998； Efird，1976；吉井彻，1967)，造成很大的经济损失。 防止海水环境中的金属设施遭受海水腐蚀和海洋生物污损的方法很多，通常采用阴极保护、防污涂料、电解海水或电解重金属等方法，但这些方法的缺点是：(1)阴极保护能防止金属腐蚀而不能防止海洋生物附着；(2)防污涂料涂刷一次，只能用3-5年，对许多一次性埋入水中的管件无法进行二次补涂，防污涂料所释放出的毒物将长期污染环境；(3)利用电解海水或电解重金属所产生的次氯酸钠或重金属离子来进行防污，即电解防污效果明显，但对金属防腐的作用不大(侯保荣，1999;陈光章，1994;马土德，1996)。总结前人的经验，经过多年的研究，我们利用电化学方法研制出既能防止金属海水腐蚀又能防生物附着的双防与检测新技术系统装置，已通过实海实验，取得了良好的效果。     

SYF1-1型海洋金属防腐装置

SYFl—1型海洋金属防腐装置是一种用于潮汐发电设备、海洋石油平台、输送海水管道、船舶等海洋金属防腐的装置。文中对该装置的工作原理、组成、主要技术性能、特点以及实现方法作了概要描述。     

几种金属在海水中腐蚀性能测定

关于金属在海水中的耐蚀性,国外已进行了大量的工作但是国产金属材料现有的耐蚀性资料尚不足,所以测试各种金属在海洋环境中的耐蚀性是非常需要和紧迫的。当铜和筒合金浸泡在海水中,会遭受到不同程度的腐蚀,溶解下来的铜离子对防止海洋生物的附着有一定的抑制效果但其耐蚀性则往往还不能满足使用上的要求。所以在铜合金中加入适当的其它元素增加其耐性,从根本上解决材料的腐蚀问题,是一个非常重要的途径。     

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。     

从内检测结果谈细节对海底管道服役性能的影响

对某海底管道实施了漏磁原理腐蚀缺陷内检测, 检测结果表明, 该管道2 km 范围内存在腐蚀深度比较大的管道外壁腐蚀缺陷。为了弄清楚这种腐蚀发生的原因, 参照管道预制工艺条件和海上铺设施工记录等资料, 研究了腐蚀缺陷的位置、形貌等现象的规律。研究表明, 管道预制和铺设过程中的细节处理导致管道防腐蚀涂层和防水层产生轻微缺陷, 在服役后诱发了腐蚀。根据结论, 对管道设计、预制和铺设过程提出了相应的建议。     

Factors affecting corrosion and approaches for improving durability of ocean reinforced concrete structures

Investigation shows that concrete corrosion is a common problem for ocean reinforced concrete (R.C.) structures along China’s coast. A discussion of the corrosion characteristics, based on real project cases and field surveys, is presented in this paper. These factors that might affect corrosion, such as environmental effects, construction quality, cover thickness, property of the concrete material and structure type, are evaluated. Based on the analysis of these corrosion characteristics and affecting factors, the approaches available to improve the durability of ocean R.C. structures are proposed.     

海洋环境因素对钢腐蚀速度的影响

本文通过对试验海区的水温、溶解氧、盐度和pH等因素连续12个月份的连续测定,与此同时进行了两种钢12个周期的对应试验;表明:钢的腐蚀速度随海水温度的升高而加速,各种因素对钢腐蚀速度的影响当中,温度占主导地位。     

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。     

Study on Interaction Relationship for Submarine Pipeline with Axial Corrosion Defects

Corrosion is one of the main reasons to cause the operation accident of submarine oil and gas transmission pipelines. As the major corrosion pattern in submarine pipelines, the effects of corrosion clusters consisting of the adjacent corrosion defects on failure pressure are investigated through non-linear large-deformation finite element method. Typically, the failure behavior and limit strength of submarine pipeline with axial groove-groove corrosion defect pair exposed to internal pressure are analyzed. The effects of corrosion depth and axial spacing between a pair of corrosion defects on failure pressure are concluded. An interaction relationship for corrosion defects in pipelines, as well as prediction formulations for assessing the remaining strength of corroded pipelines are proposed. The expressions based on the proposed interaction relationship give more accurate results than the methods used in the existing design guidelines.     

Mechanical test study on corroded marine high performance steel under cyclic loading

It is inevitable that marine structures suffer from corrosion and extreme cyclic loading. In order to study the influence of corrosion damage and cumulative fatigue damage on mechanical properties of marine steel, high performance steel NV-D36 was analyzed under electrochemical corrosion and cyclic loading. It was found that corrosion damage can reduce the elastic modulus, yield strength, ultimate stress and ultimate strain of steel NV-D36. And it was also found that cumulative fatigue damage will increase the ultimate stress of steel NV-D36 and reduce the ultimate strain of steel NV-D36. The effect of double damage on mechanical properties of steel NV-D36 was coupled with these two kinds of damage. The Chaboche model parameters calibrated under incremental cyclic loading scheme can exactly describe the stiffness and peak stress of steel NV-D36.     

腐蚀成本及控制策略研究

材料腐蚀对国民经济的发展造成严重的影响,因此腐蚀问题引起广泛关注.本文回顾了国内外在历史上几次主要的腐蚀调查工作,对国际通用的典型腐蚀成本调查统计方法进行了详细解读,并对重大咨询项目"我国腐蚀状况及控制战略研究"的主要工作做了重点陈述.腐蚀与防护是安全问题,是经济问题,是国计民生问题,是生态文明问题,更是国家文明发展程...     

BP神经网络在铜及铜合金海水腐蚀预测中的应用

根据实海环境数据及材料腐蚀数据,利用BP结构神经网络建立了铜及铜合金在实海环境中腐蚀速度与环境因素、材料成分之间神经网络预测模型。利用建立的预测模型分析了环境因素对铜及铜合金的腐蚀速度的影响。分析结果表明,温度的升高及生物污损促进铜及铜合金的腐蚀,而pH、盐度和氧浓度的升高对浸泡1年的材料腐蚀速度有明显的抑制作用。     

Seismic Collapse Performance of Jacket Offshore Platforms with Time-Variant Zonal Corrosion Model

Corrosion of offshore platforms is inevitable. In an ocean corrosion environment, the strength of a platform is weakened greatly. When simultaneously subjected to earthquakes or other extreme loads, the ultimate bearing capacity of the corroded platform is dramatically reduced, resulting in compounded damage from both corrosion and earthquake. Thus, the influence of corrosion cannot be neglected in the seismic performance investigation of platforms. The commonly used corrosion model in platform design is uniform corrosion, and the corrosion rate rule for any parts or zones in a platform is the same. In real cases, however, there are significant differences between the corrosion characteristics in different parts of a platform. Based on theoretical aspects and measured data, a zonal time-variant corrosion model of a platform is developed for a seismic collapse performance investigation. The pushover and incremental dynamic analysis (IDA) methods are adopted here to calculate the collapse margin ratio (CMR), there serve strength ratio (RSR) and ductility coefficient (μ) that are frequently used for the safety reserve evaluation of a platform. The failure reason and collapse probability of platforms considering different service periods are compared. The most prominent feature of the proposed time-variant zonal corrosion model is to capture potential switch of weak location and resulting failure path of corroded jacket offshore platforms although the proposed model needs further calibration by more reliable in-field measured data. As expected, corrosion can definitely cause a reduction in earthquake resistance of a jacket offshore platform, as well as ultimate deformability. The coupled effect between the time-variant vibration properties of the platform and the spectral characteristics of selected motions, the collapse-level spectral acceleration (SA) does not always decrease with increasing corrosion degree. The curves corresponding to normalized CMR and RSR agree very well with each other in the early corrosion development stage and service period beyond 30 years. Some distinct differences can be found during the two stages, with the greatest difference up to 10% for the example platform.     

基于EIFS和P-M的海底管道腐蚀疲劳寿命预测

鉴于腐蚀疲劳损伤的特殊性,研究了点蚀过程和腐蚀疲劳裂纹扩展过程。基于等效初始缺陷尺寸(EIFS)和线性累积损伤理论(P-M)方法,消除了点蚀形核、蚀坑生长及腐蚀疲劳短裂纹扩展对腐蚀疲劳寿命预测的影响;避免了基于单点蚀坑建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式的弊端;合理地简化了随机荷载下腐蚀疲劳寿命的预测流程。利用现有试验数据,对基于EIFS和P-M方法建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式进行了模型验证。结果显示,所提模型的有效性和合理性得到了验证,为工程实际中海底管道的腐蚀疲劳寿命预测提供了一种可行方法。