Seismic response evaluation of the impact of corrosion on buried pipelines based on the Markov process

Water distribution and gas supply systems are among the infrastructure systems that have many buried steel pipelines. Corrosion gradually appears inside and outside of the pipe walls over the service life of these pipelines, the corrosion is primarily caused by the surrounding soil and the materials that flow through the pipelines. However, due to the uncertainty of the characteristics of the soil and materials, the size of the corrosion region is a stochastic variable. In this paper, using a homogeneous Markov process, a model is presented to simulate the occurrence of corrosion. Then, in combinations with a linear corrosion development model, the probability density function of the pipeline area corrosion percentage is derived. Based on the corrosion model, the pipeline seismic displacements and stresses are predicted. Furthermore, using the random perturbation approach, the mean and variance of the pipeline seismic response are given. To illustrate the validity of the proposed approach, a 200-meter long pipeline is numerically investigated and its random seismic response is obtained.     

九连墩楚墓青铜器锈蚀产物的拉曼光谱分析

利用拉曼光谱对几件九连墩楚墓出土青铜器的腐蚀产物进行了测试。结果表明,九连墩楚墓出土的青铜器上主要的锈蚀产物为孔雀石[CuCO_3·Cu(OH)_2],存在部分蓝铜矿[2CuCO_3·Cu(OH)_2]和少许副氯铜矿[Cu_2(OH)_3Cl];此批青铜器锈蚀情况比较复杂,锈蚀种类比较丰富。在此基础上,探讨了科学保护此批青铜器的方法。     

Study of the corrosion resistance of electroless Ni-P deposits in a sodium chloride medium

The corrosion resistance of electroless Ni-P deposits with phosphorous contents from 12% to 14% in sodium chloride solutions was studied. The deposits were immersed in 3.5% NaCl solutions for 29 d to obtain the electrochemical parameters and were examined in a standard salt spray test for 15 d respectively. The corrosion resistance of the deposits was studied by poten- tio-dynamic scan, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), X-ray diffraction (XRD) and cold-field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) equipped with an energy dispersive X-ray detector (EDX). The patterns of XRD and the results of FE-SEM showed that the prepared deposits were amorphous. But after a 15 d standard salt spray test, a few pinholes appeared on the surface of the deposit and the weight content of phosphorus on the surface of the deposit was higher (which was beneficial to the formation of the passivation films) than that before the standard salt spray test when the nickel content was lower because the dissolved weight of nickel was greater than that of phosphorus. The results from potentio-dynamic scan and EIS showed that passivation films formed on the Ni-P deposit after immersion in the NaCl solutions, which decreased the corrosion rate of Ni-P samples. The results of this work show their potential applications in marine corrosion.     

模拟污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其潜在的环境意义

碳酸盐岩是个巨大的碳源和钙源,在地球表面分布极广。随着近年来污水排放量的增加,对地表碳酸盐岩的溶蚀产生重大影响。为研究污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其环境效应,利用原子吸收分光光度计、pH计、酸滴定法、扫描电子显微镜-能量扩散X射线谱仪和X-射线粉晶衍射等,分别测定反应体系中的金属离子浓度、pH值、HCO3-浓度、碳酸盐岩被溶蚀前后表面形态和组分变化等指标。研究发现,模拟污水(含有几种重金属离子、H2PO4-、NH4+、脲和土壤微生物等)对碳酸盐岩的溶蚀结果有显著差异,如模拟污水对碳酸盐岩有强烈的溶蚀作用,使其释放更多的Ca和C;低浓度Pb(NO3)2溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为吸收CO2;高浓度的Pb(NO3)2、CuCl2、CuSO4和土壤微生物扩增溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为释放CO2;重金属盐溶液和复合污水对碳酸盐岩溶蚀后有次生矿物生成等。     

基于遗传算法和BP神经网络的海洋工程材料腐蚀预测研究

为提高海洋工程材料腐蚀速率预测的精度,提出了一种基于遗传算法(GA)优化反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的海洋工程材料海洋环境腐蚀速率预测模型。通过遗传算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,利用优化后的BP神经网络对试验数据进行预测。GA-BP模型选取具有代表性的2Cr1312不锈钢、Q235B碳钢和6082铝合金三种基本海洋工程材料数据进行试验,预测结果误差小于传统BP神经网络,并且在网络训练时间上有所缩短,预测精度上有所提高。本模型在海洋工程材料于海洋环境中腐蚀速率的实际预测中具有良好的推广价值。     

我的海洋浪花飞溅区腐蚀情缘

作者回顾了近50年的科研工作生涯,特别是对海洋浪花飞溅区构筑物腐蚀防护的研究,以及我国浪花飞溅区腐蚀防护的重要事件,总结了相关工程经验。同时,对浪花飞溅腐蚀防护的未来前景进行了展望。     

海洋生物膜的形成及其对金属腐蚀的影响

为了揭示海洋生物膜形成对金属腐蚀的影响,描述了在不锈钢上形成的海水生物膜,制备了伏安微电极,并测量生物膜中氧化还原化学成分如溶解氧、过氧化氢、锰和硫在不同位置的垂直分布。结果表明,生物膜中存在溶解氧的垂直浓度梯度。在溶解氧浓度小于10μmol／L条件下,生物膜中的某些位置出现过氧化氢和锰离子,在无氧条件下,生物膜中有硫化物出现,这些化学成分表明生物膜中确实有锰氧化还原菌或者硫酸盐还原菌的活动迹象。生物膜在固体表面的分布是不均匀的,浓差电池或者生物极化作用的存在意味着生物膜的形成可能加速金属基体表面的局部腐蚀过程。     

石膏原岩静水溶蚀时间-温度效应试验初步研究

文章对石膏原岩在静水溶蚀条件下的时间-温度效应进行了初步研究,并从微观角度对石膏岩溶蚀破坏机理进行分析。试验发现随着溶液温度的升高、溶蚀时间的延长,石膏岩溶蚀破坏加剧。具体表现为：石膏岩失重率随温度升高、时间延长而增大,溶蚀速率均值随温度升高而增大;溶液中Ca2+浓度随温度升高、时间延长而增大,Ca2+浓度增长速率均值随温度升高而增大。Fick扩散及溶胀应力是石膏岩溶蚀破坏的主要原因。静水溶蚀条件下,石膏原岩主要溶蚀破坏形式为：溶胀裂缝、柱状劈裂及片状剥离。     

酸化作用对页岩微观结构及其物性的影响

龙马溪组页岩作为贵州页岩气的主要储气层位,勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力。为揭示贵州龙马溪组页岩微观孔隙结构及其物性对酸化作用的响应规律,基于X射线衍射分析（XRD）、压汞、低温氮吸附及核磁共振（NMR）等实验手段,定量表征页岩酸化作用前后的孔隙体积、孔隙率、比表面积、孔径分布等页岩微观结构物性参数的差异性,分析酸化作用前后页岩孔裂隙的结构特征。研究表明：酸化作用增大了页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径,酸化作用后页岩进-退汞曲线及低温氮吸/脱附曲线的滞后环明显增大,酸化作用增大了墨水瓶孔的孔隙体积;受到酸化作用影响,页岩优势孔隙由介孔和110 nm左右大中孔向介孔与2 800 nm左右宏孔发展,介孔数量减少,宏孔数量增加,页岩孔隙的连通性明显变好;酸化对页岩孔裂隙中矿物质及黏土成分具有明显的化学溶解和刻蚀作用,对页岩孔裂隙体积的改造效果显著,增加了页岩储层的渗透性,进而提高了页岩气的运移与渗流能力;酸化作用下伴随的水化作用对页岩孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸起促进作用,但是页岩酸化作用下的水化作用机制尚需进一步研究。     

滨海岩溶地区海咸水入侵动力学系统研究

我国滨海岩溶地区岩溶系统的形成具有其独特的动力学过程。其中,既有自然环境条件下形成的岩溶特征,又有人类活动的地质效应——海咸水入侵的影响和改造。目前,海咸水入侵对滨海岩溶系统的影响和改造正在加剧,并将逐渐成为主导因素。防治滨海岩溶区海咸水入侵的根本,就是要查明咸-淡水过渡带中碳酸盐岩溶解、沉淀的动力机制。其中,混合溶蚀作用是关键。开展咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力学的野外现场定位观测和室内动态模拟实验研究,并在查明咸-淡水过渡带碳酸盐岩溶解、沉淀动力机理的基础上,建立滨海岩溶地区碳酸盐岩溶解、沉淀系统动力学模型是十分必要和迫切的。研究各种因素综合影响下,滨海碳酸盐岩的混合溶蚀作用,将有利于查明滨海岩溶形成机理,进而为解决滨海岩溶地区海咸水入侵问题开辟一条新的途径。