利用穆斯堡尔谱对普碳钢在海洋各腐蚀区带锈层的研究

穆斯堡尔效应(M?ssbauer Effect)是一种固体中原子核对γ-射线的无反冲共振吸收或发射的现象,即γ-射线的共振荧光现象。利用穆斯堡尔谱研究腐蚀过程和腐蚀产物,近年来越来越受到国内外有关学者的重视(Meisel,1980)。穆斯堡尔谱是一种非破坏性结构测试手段,它不仅能研究晶态产物,也能研究非晶态产物,比X衍射等方法优越得多(夏元复等,1984)。自70年代末起,国内外开始出现一些关于海水中钢铁腐蚀产物研究的报道(Peev,1978;马如璋等,1981;吴继勋等,1982;陈俊明等,1982;郑裕芳等,1983),而用ME对在整个海洋环境中各个不同腐蚀区带钢铁的腐蚀产物的研究迄今还尚未见报道。作者于1994年10月在埕岛海区对挂片的腐蚀锈层的结构组成进行了穆斯堡尔谱分析,以探讨在各不同区带的腐蚀产物的差异及腐蚀机理,为开发耐海水腐蚀钢和普碳钢的防腐提供了理论依据。     

钢铁在海水、海泥中锈层的穆斯堡尔谱的研究 I.A3钢室内模拟与实海挂片锈层的穆斯堡尔谱

钢在海水中的腐蚀产物相组成研究报道较少。马如璋等(1981,1982)对低合金钢在海水中的腐蚀锈层进行了研究,他们所采用的穆斯堡尔谱等方法,很适宜研究钢的腐蚀产物(Simmons,1976; Vertes,1989)。目前,由于石油工业的发展,大量的石油平台、栈桥及钢柱码头不断涌现,这些构造物的钢桩一般是从大气区经过飞溅区、潮差区和海水全浸区插入海泥区,大量研究表明,在海水、海泥跃变区钢铁腐蚀严重,作者采用穆斯堡尔谱对A3钢在室内模拟和实海锈层相的组成进行了初步的研究,以探讨在不同腐蚀环境中钢铁的腐蚀产物和腐蚀机理,为钢铁的防腐和耐海洋腐蚀钢的开发提供理论依据。     

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。     

南海北部海域槺虾目新种与稀有种类

穆斯堡尔谱学对于研究钢的腐蚀产物是非常有用的( Simmons,1976; Vertes,1989)。Peev等人(1978)在实验中用穆斯堡尔谱学研究了α-Fe 粉在海水中的腐蚀产物。马如璋等人(1981)对低合金钢在海水中的腐蚀锈层用穆斯堡尔谱学和X射线分析等方法进行过研究。但关于锈层的相组成目前尚有一些分歧,尤其是钢在海泥中锈层的相组成目前还很不清楚。本文将对A3钢和16Mn钢在海水、海泥区锈层相组成进行初步的分析研究。     

南海东北部和珠江口沉积的^57Fe穆斯堡尔谱学研究

应用＾５７Ｆｅ穆斯堡尔谱学的方法对南海经东北部和珠江口沉积特物进行了Ｆｅ的价态及相对组成的研究，了环境变化对南海东北部沉积物Ｆｅ的价态的影响，研究了珠江口沉积物Ｆｅ＾２＋／Ｆｅ＾３＋的比值和溶解态Ｆｅ含量与盐度的关系。     

合浦珠母贝铁的穆斯堡尔谱学研究

应用^57Fe穆斯堡尔谱学的方法研究了四个不同生长期合浦珠母贝铁的化学状态和Fe^2 /Fe^3 的值，它们的Fe^2 和Fe^3 的相对含量分别为4.1%～29.4%和76.6%～95.9%,Fe^2 /Fe^3 值的变化为0.043～0.42。3个月龄的Fe^2 /Fe^3 值大于10个月龄，从10个月龄到22个月龄的Fe^2 /Fe^3 值呈增加的趋势，这可能反映了不同生长期合浦珠母贝对不同价态的铁的需求。     

海洋用钢在不同区带的腐蚀行为

海洋构筑物在海洋环境中的腐蚀是相当严重的。从腐蚀的角度，一般都把钢铁设施在海洋环境中的腐蚀分为５个区带［１～５］。即海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区、海底泥土区、钢铁设施在各区带的腐蚀情况也不相同。根据各区带腐蚀的轻重情况，分别采取适合于各区带的防蚀措施，以延长海洋设施的使用寿命，这就需要外海的长尺挂样试验。外海的长尺挂样试验需要大量的人力、物力，工作量大，不便于随时观察和测试，周期较长。由于狂风暴雨的袭击，试样很容易丢失，试样一丢失，工作也就前功尽弃。根据以上的种种情况，作者精心…     

海洋结构钢腐蚀试验方法的研究

海洋构筑物所使用的钢材，由于所处的环境不同，如海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底泥土区等，它的腐蚀情况也不相同。为了实际地评定和比较不同钢种在各种环境中的耐腐蚀性，一般需要进行外海的长尺挂样试验。最初进行这方面工作的是Larrabee。近年来，我国也对几种低合金钢在不同海区进行了长尺试验，并取得了定量数据。 外海的长尺挂样需要把试样做得足够长，工作量大，不便于维护和随时观察，周期较短时误差较大，所以，一般都希望在室内建立简易的模拟方法进行腐蚀试验。而目前所采用的一些室内腐蚀试验方法通常只能模拟外海的某一个腐蚀环境，很难同时再现外海所实际存在的各种复杂条件，并且有些方法与外海的对应性较差。 日本久保田広行在专利中曾提出利用模拟海水涨落的试验槽来进行一些腐蚀试验，但没有介绍具体的试验方法和试验结果。也没有提及采用电连接的方法来进行长尺试验。 本报告介绍了在我所建立的，可同时模拟外海实际存在的各种腐蚀环境的试验装置，叙述了在这种装置中长尺挂样、分别挂样以及电连接挂样的具体试验方法，并与外海的长尺试验结果进行了对照。作者认为，在本装置中采用将小试片用导线连接起来的电连接方法代替长钢带进行长尺试验，便于电化学参数测量，在较短时间内可以精确求得试验结果，是筛选海洋结构钢的一种较好的腐蚀试验方法。     

钢材在海水—海气交换界面区的腐蚀行为

于１９９３年９月通过对２４ＩＡ，２４ＫＵ，ＳＳ４Ｉ三个不同钢种极化曲线的测定，对锈层本身的氧化还原电流的测定及Ｘ线分析，研究在海水－海气交换界面区锈层在腐蚀中所起的作用。结果表明，海－气交换界面区的钢由于锈层本身的氧化还原反应，其阴极电流均较裸钢为大，这说明锈层的还原反应起着重要作用，根据锈层本身的还原时间和还原电位，可以在某种程度上评价钢材本身耐腐蚀性能的好坏。     

南海东北部和珠江口沉积物的~(57)Fe穆斯堡尔谱学研究

应用57Fe穆斯堡尔诺学的方法对南海东北部和珠江口沉积物进行了Fe的价态及相对组成的研究，讨论了环境变化对南海东北部沉积物Fe的价态的影响；研究了珠江口沉积物Fe2＋／Fe3＋的比值和溶解态Fe含量与盐度的关系。     

海洋细菌对钢的腐蚀作用

从青岛港钢板桩的锈层中分离到三种腐蚀性细菌。经鉴定这三种细菌是氧化硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans),排硫杆菌(Thiobacillus thioparus)和脱硫脱硫弧菌(Desulfovib-iodesulforicans)。用失重法测定了这三种细菌对四种钢样的腐蚀速率。氧化硫杆菌的腐蚀速率为53.5m.d.d.(毫克/平方分米/天)(BJ_2),83.3(902),121.8(CXL-4)和81.0(7~#)。排硫杆菌的腐蚀速率为23.6mdd(BJ_2)。脱硫脱硫弧菌的腐蚀速率为9.9m.d.d.(BJ_2),9.2(902),3.7(CXL-4)和2.9(7~#)。这三种细菌对钢都具有很强的腐蚀能力。     

钢材在海水—海气变换界面区的腐蚀行为

于1993年9月通过对241A，24KU，SS41三个不同钢种极化曲线的测定，对镜层本身的氧化还原电流的测定及X线分析，研究在海水一海气交换界面区锈层在腐蚀中所起的作用。结果表明，海一气交换界面区的钢由于锈层本身的氧化还原反应，其阴极电流均较裸钢为大，这说明锈层的还原反应起着重要作用．根据锈层本身的还原时间和还原电位，可以在某种程度上评价钢材本身耐腐蚀性能的好坏。     

合金元素对低合金钢在不同区带耐腐蚀性能影响的研究

在模拟的近海条件下采用电连接方法研究了合金元素对低合金钢腐蚀性能的影响,结果表明元素Cu,P,Mo,W,V,和Cr,Al,Mo分别对大气区、飞溅区和全浸区的耐蚀性有明显的影响。     

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。     

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。     

合金元素对低合金钢不同区带耐腐蚀性能影响的回归分析

某种合金元素与钢铁耐腐蚀性关系的研究世界上早有报道,但某几种合金元素同时对不同区带耐腐蚀性能影响的研究则较少。在本文中,作者利用回归分析方法研究合金元素与钢铁耐腐蚀性之间的关系,取得了初步成果。 一般说来,在浪花飞溅区和大气区,增加Cu的含量耐腐蚀性能可以得到提高,但这不是绝对的,因为对于耐腐蚀性能来说,某种合金元素的作用虽然明显,但还有其它因素在起作用,有些因素人们尚未认识,有些因素虽已认识,但诸因素之间还有一些互相的制约,这些偶然因素的综合作用造成了量与量之间的不确定性,这种关系即为相关关系。 对于相关性的这种自变量与因变量之间的不确定关系,我们首先可采用下式表达 Fs=f(Mn,P,Si,Cr,Mo,Al,Cu,V……) 然后用回归分析的方法进行深人的研究。Fs为变量,f为函数,但変量不能用确定的函数式来表达。 研究相关关系的数学方法很多,但对于多元自变量最常用的是回归分析法,即通过得到的大量观察数据,寻找这些变量之间的统计规律性,采用回归分析的方法建立一个多元线性回归方程式,然后对所确定的方程式进行统计检验,最后进行预测,并给出预测精度。     

钢在不同海底沉积物中的腐蚀研究

1993年9月—1994年9月在中国科学院海洋研究所培育楼流动海水实验室将普通碳钢（A3钢）和低合金钢（16Mn钢）以分别和电连接两种挂片方式置于海面大气区、海水全浸区和不同的海底沉积物中进行一年的室内模拟实验。结果表明，两种钢在海洋环境中的腐蚀率在分别挂片时呈下列顺序：海面大气区＞海水全浸区＞海底沉积区；在电连挂片时出现如下顺序：海面大气区＞海底沉积区＞海水全浸区。随着海底沉积物颗粒度的减小，水／泥（砂）界面腐蚀最轻的钢片的腐蚀速度在电连挂片时成正相关关系，分别挂片时影响不大。处于沉积区最底部的钢片因成为宏电池的阳极，而遭受最严重的腐蚀。低合金钢的腐蚀率比普碳钢略大。     

海洋环境微生物腐蚀机理研究进展

微生物腐蚀(microbiologically influenced corrosion, MIC)是海洋环境中一种非常重要的腐蚀形式,其是微生物、环境、材料共同作用的结果,本文自MIC对海洋环境、菌株、材料性质的依赖性三个方面概述其机理的研究进展。在MIC对海洋环境的依赖性方面,突出溶解氧浓度和营养水平的影响规律与机制。在MIC对菌株的依赖性方面,首先介绍典型单菌株的腐蚀影响机制,然后分析混合菌株间不同菌株的腐蚀协同与拮抗作用,最后阐述复杂微生物群落的影响。在MIC对材料性质的依赖性方面,在总结基体化学成分与结构影响的基础上,介绍对MIC有抑制作用的典型表面的特性及其作用机制。     

海水介质中碳钢缓蚀剂的研究

用正交实验法 ,对所选的磷酸盐、葡萄糖酸钙、硫酸锌、十二烷基硫酸钠、对氨基苯磺酰胺、丹宁酸、四硼酸钠及钼酸钠等 8种成分对海水中碳钢的复配缓蚀效果进行了研究 ,筛选出用磷酸盐、葡萄糖酸钙和硫酸锌组成的复合配方。结果表明 ,由 10 0× 10 -6葡萄糖酸钙 ,30 0× 10 -6硫酸锌和 2 0 0× 10 -6磷酸盐组成的复配缓蚀剂 ,对海水中碳钢的缓蚀率可达 89.0 9%。     

海洋沉积物中硒的分析方法研究

建立了海洋沉积物中硒的测定方法。样品用混合酸分解，加入Fe^3 消除干扰，用氢化物原子荧光法测海洋沉积物中的硒，选择了仪器的最佳工艺条件，探讨了共存元素的干扰情况及其消除方法，方法简便，快速，有较好的精确度与准确度，对多种地质标准物质中的硒进行了测定，结果与推荐值十分接近，对海底沉积物标准物质（GBW07314）进行了11次测定，相对标准偏差为6．13％。