采用电化学噪声(EN)技术针对大气环境下不同腐蚀状态的316L不锈钢试片进行了EN检测,并研究EN特征参数如电位噪声标准偏差、电流噪声标准偏差、谱噪声电阻和噪声电阻与腐蚀速率之间的关系.实验结果表明,当相对湿度增加时,电流噪声标准偏差及其功率谱密度(PSD)增大,电位噪声标准偏差及其PSD减小,谱噪声电阻值减小.当湿度较高时暴露2a的316L不锈钢试样由于腐蚀动力学发生变化,出现表征钝化膜破裂修复的暂态峰;而空白试样由于钝化膜较为完整,因此电流噪声波动幅值较小.电化学噪声的Thevenin等效电路的模型分析结果表明,电位噪声、电流噪声以及噪声电阻的主要影响因素是溶液电阻Rs以及工作电极和对电极的阻抗模值(Za和Zc).谱噪声电阻的影响因素除了Rs、Za和Zc外,还包括工作电极EN的PSD影响.本文建立的EN电化学等效电路模型分析为大气环境下金属材料的EN检测的可靠性奠定基础,未来有望应用于金属装备或构件在其他工业大气环境中的腐蚀检测.
利用Miseq高通量测序技术分析模拟再生水管网SA1和SA2中具有不同水泥/矿渣粉比例的水泥砂浆试片A1(5∶5)和A2(6∶4)表面微生物群落结构,定期监测管网出水的关键指标,利用失重和X射线衍射(XRD)测试表征水泥内衬.结果 表明,A1和A2表面生物膜均含有较高丰度的变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门等,但其优势菌门含量变化趋势不同.A2表面生物膜中优势腐蚀菌属Bacillus、Pseudomonas和Lactococcus含量较A1的高,且A2失重量和失重率较A1也高.SA2出水pH值、TOC、Ca2+和总硅含量较SA1出水高,XRD结果也表明A2腐蚀程度较A1高.具有较高掺量矿渣粉的A1试片抗化学和微生物腐蚀的能力较强,这可能与其成分和结构性质有关.
采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,通过超声辅助连续离子沉淀法对TiO2纳米管进行CdS/PbS共复合修饰改性.应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及其配套的能谱分析(EDS)对CdS/PbS/TiO2的晶型特征、表面形貌及元素分布进行表征;利用电化学分析方法研究了复合次序对CdS/PbS/TiO2的光电性能影响,考察了CdS/PbS/TiO2复合材料对304不锈钢的阴极保护性能.结果 表明:成功制备了晶型特征和表面形貌良好的CdS/PbS/TiO2多元异质结;先复合9次PbS、再复合15次CdS的TiO2纳米管具有更加优良的光电性能;光照下CdS/PbS/TiO2复合材料对304不锈钢光生阴极保护性能显著优于单一PbS复合的TiO2和纯TiO2;在暗态下CdS/PbS/TiO2复合材料储能效果良好,可延长对304不锈钢的阴极保护作用.
针对铁路扣件在沿海区域遭受冲蚀和海洋腐蚀难题,本文研制一种新型防腐抗冲蚀复合涂层.采用石墨烯锌防腐底漆和抗冲蚀弹性聚氨酯面漆,通过盐雾实验、电化学测试和涂层硬度测试评价复合涂层的综合防护性能.结果 表明,制备的复合涂层抗冲蚀性能较好,在3.5％(质量分数)NaCl溶液中浸泡28 d后涂层电阻仍达到18.9 MΩ· cm2,复合涂层耐盐雾性能超过1500 h.
采用EIS、动电位极化曲线、浸泡腐蚀实验等测试方法研究了飞机起落架AMS4340M钢在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为.AMS4340M钢的显微组织为回火马氏体、残余奥氏体、碳化物.浸泡过程中合金的腐蚀方式主要为均匀腐蚀.XRD测试结果显示,合金表面的腐蚀产物较少,Fe2O3、Fe3O4的衍射峰较弱.电化学结果表明,在3.5％NaCl溶液中,合金钢表现为阳极活性溶解,极化曲线表现出了明显的钝化特征,随着浸泡时间的延长,AMS4340M钢的自腐蚀电位(Ecoπ)逐渐增大,最大约为-225 mV,腐蚀电流密度逐渐减小(Icoπ),最小为0.004 μA·cm-2,合金的耐蚀性增大,腐蚀速率逐渐减小.AMS4340M钢的阻抗谱在低频区域和高频区域均由一个容抗弧组成,其中,浸泡240 h状态下试样的容抗弧半径最大,总阻抗最大.
采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸测试和耐腐蚀性能测试等手段,研究了Ga含量(质量分数为1％,2％和5％)对铸态Mg-4Zn基合金显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响.结果 表明:Ga的加入可以明显细化铸态合金的晶粒,增加合金中第二相的体积分数,显著提高合金的强度和塑性.其中Mg-4Zn-2Ga合金的综合性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为233 MPa、90 MPa和24％,比基体合金分别提高了13.6％、76.5％和33.3％.然而,Ga的加入降低了Mg-4Zn合金的耐生体腐蚀性能,但是Mg-4Zn-5Ga合金的耐蚀性优于Mg-4Zn-2Ga和Mg-4Zn-1Ga合金.铸态Mg-4Zn-5Ga合金在37℃ Hank's溶液中浸泡7d的平均腐蚀速率为2.3 mg/(cm2·d),腐蚀电流密度为29.5 μA/cm2.
碳捕集与封存(CCS)技术是减少CO2排放的重要举措.将海洋作为CO2的封存场所可以永久封存大量的CO2,具有广阔的发展前景.液态CO2运输和复杂的海洋环境是CO2海洋封存系统的主要特点,液态CO2中杂质气体组分以及高含盐的外部海洋环境会对CO2运输管道和其他设施造成严重的内腐蚀与外腐蚀问题.本文介绍了CO2海洋封存的原理和方式,着重分析了海洋封存系统中影响CO2运输管道内部腐蚀和外部腐蚀的主要因素,并列举了一些防腐措施.最后,对CO2海洋封存系统腐蚀问题研究进行了展望.
层状双金属氢氧化物（LDHs）是一类重要的无机功能材料,广泛应用于吸附、催化、医药、阻燃等领域。本文详细介绍了LDHs的结构特性及其在金属防护中的应用研究进展。包括LDHs作为微纳米级缓蚀剂存储器的制备及其在防护涂层体系中的研究进展,以及LDHs薄膜的制备方法及其对金属的短期防护性能。在此基础上,简要介绍将该种薄膜作为防护涂层体系的预处理层的研究现状。最后,对LDHs在金属防护领域的应用前景和发展方向作出了展望。
通过化学镀镍、水热法和浸泡法在AZ31镁合金上制备出Ni-P/NiO超疏水表面.首先通过化学镀镍的方法,在镁合金表面形成了一个Ni-P隔离层,有效地阻止外界与镁合金基底的接触,然后在Ni-P之上构筑NiO粗糙结构并对其表面进行疏水修饰,进一步对镁合金基底进行保护.通过电化学阻抗分析得出,其阻抗模值可达1×108 Ω.cm2,比未经处理的镁合金高出6个数量级,腐蚀电流密度降低到0.587 μA·cm-2,表明制备出的Ni-P/NiO超疏水表面具有优良的耐腐蚀性能.
通过在Al-Zn-Ga-Si低电位牺牲阳极材料中添加Bi来改善阳极的性能,以不同Bi含量制备了5种牺牲阳极材料.通过电化学性能测试、极化曲线以及电化学阻抗谱测试来分析Bi对阳极电化学性能的影响;采用三维视频和宏观表征来分析Bi对阳极腐蚀形貌的影响.结果 表明,添加适量Bi可以有效破坏铝合金阳极表面的氧化膜,提高阳极活化性能,并减少晶界腐蚀的作用,改善阳极的溶解形貌,但Bi含量过高时反而降低阳极的均匀活化性能,当Bi含量为0.05％(质量分数)时阳极综合性能良好,可用作高强钢的阴极保护.
针对某炼油厂减压塔底1#泵出口阀后偏心异径接头穿孔泄漏事故,采用化学分析、金相、扫描电镜、能谱等技术对该偏心异径接头的化学成分、金相组织、穿孔部位接头内壁腐蚀破坏状态进行了检验分析.结果 表明,渣油中硫元素引起的高温腐蚀与渣油流体的冲刷是造成该偏心异径接头管壁腐蚀减薄、直至穿孔的主要原因.
随着城镇基础设施的大规模建设,地下金属构件数量及材质类型增多,埋地燃气管道服役环境日益复杂,尤其小区内埋地燃气管道腐蚀泄漏事故频繁发生,但目前对于小区内埋地燃气管道泄漏原因缺乏系统的分析.本文以某小区内高频泄漏燃气管段为研究对象,通过现场测试与试验分析明确了该管段高频泄漏的原因,并提出了解决方案,可为国内同类案例提供参考.
采用失重法和表面分析技术研究了SRB+ IOB对X100管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果 表明:X100管线钢在无菌环境下的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的延长呈现先减小后缓慢增大的趋势,腐蚀产物主要为Fe2 O3;有菌(SRB+IOB)环境下浸泡5d后的腐蚀为高度腐蚀,浸泡17d和40 d后的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的延长不断减小,腐蚀产物主要为FeS和Fe2 O3.SRB+IOB加剧了X1 00管线钢的全面腐蚀.但在浸泡5～17d过程中,微生物膜与腐蚀产物结合成的复合膜会在短时间内急剧抑制局部腐蚀.
对大型电站锅炉15Mo3低温过热器爆管进行失效分析,采用宏观分析、直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度计、万能试验机等对低温过热器爆管失效进行化学成分、微观组织、氧化、硬度及拉伸性能分析。结果表明:爆管的化学成分满足DIN17155标准的要求;管样的抗拉强度、屈服强度、伸长率和布氏硬度分别达到459 MPa、355 MPa、30.02%和150,满足了DIN17155标准对15Mo3的要求;爆管主要原因是15Mo3材质低温过热器发生腐蚀使管壁不断减薄,最终由于强度不足而发生爆管;管壁腐蚀区域主要位于尿素喷枪下方,腐蚀的主要原因是由于尿素喷枪雾化效果不良,尿素滴落,高温下与金属反应,导致管壁持续减薄;同时对15Mo3低温过热器的安全稳定运行提出了相关的建议。
通过比较中国国家标准和行业标准与英国标准对海洋工程混凝土结构耐久性设计上的规定,分析中英标准在混凝土结构设计使用年限、腐蚀环境划分和耐久性设计参数上的异同.中英标准在设计使用年限和腐蚀环境的划分规定上类似,英国标准在混凝土耐久性设计参数上规定更为详细,中国行业标准用定量设计的方法进行使用年限校核.在实际工程中,英标采用规定混凝土强度和组成的耐久性设计方法更为简便.
针对无铬达克罗防腐性能较差的问题,向涂液中添加不同含量石墨烯制备复合涂层以期提升涂层的耐蚀性能。实验采用硝酸铵快速腐蚀实验、浸泡实验、中性盐雾实验测试了涂层的耐蚀性能,利用SEM、EDS、XRD、Raman等方法观察分析了涂层腐蚀前后的组织形貌以及成分变化,明确了石墨烯在无铬达克罗涂层中的形貌与状态,并结合电化学实验,测试了4种涂层在模拟海水（3.5%（质量分数） NaCl溶液）中的Tafel极化曲线以及电化学阻抗谱,对其结果进行比较且应用相应的等效电路分析了其提高防腐性能的机理。结果表明:在腐蚀过程中Zn最先被消耗,Al与其他物质发生化学反应生成难溶于水的致密腐蚀产物;石墨烯以片状的结构嵌在锌铝粉之间,与片状锌铝粉相互交叠、保持平行,增加了涂层的致密性;加入少量石墨烯能够使无铬达克罗涂层的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低;涂层Nyquist低频半径和Bode幅值在同一时间段内的最大值均为0.12%石墨烯增强涂层,耐盐雾能力最佳。石墨烯加强了无铬达克罗涂层机械的壁垒保护作用,延缓了电解质溶液渗入的进程。
某核电厂在检修中发现一楔形闸板阀阀瓣两侧表面司太立合金堆焊层密封面发生局部的疑似脱落,堆焊层在服役过程中处于一回路含B和Li的高温高压水环境.本文使用扫描电子显微镜分析了表面堆焊层的微观组织结构,观察了疑似脱落区域的表面与截面形貌,使用能谱系统对局部的化学组成进行了分析.结果 表明,表面堆焊层主要发生了开裂,仅局部发生轻微脱落,在堆焊层近表面区域中存在明显的尺寸较大的结晶缩孔型焊接缺陷,以及少量的焊接孔洞和夹杂物.分析认为,由于焊接工艺不当,堆焊层凝固收缩时在内部形成了枝晶间结晶缩孔,局部连续分布,在堆焊层的厚度方向近似呈带状分布,内部焊接缺陷在密封面外力挤压作用下在堆焊层表面显现导致其发生开裂.
利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和离子分析,研究了乡村大气环境中变电站端子箱中铜导线腐蚀失效的原因。结果表明,导线外号码筒溶解出的Cl - 加速了铜导线的腐蚀,是导致铜导线腐蚀失效的重要原因。环境中高的空气湿度是导致铜导线腐蚀的另一个关键因素。建议更换已失效铜导线,采用不溶出有害性离子材质的号码筒,并严格控制端子箱内湿度。
通过电化学、场发射扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试和X射线光电子能谱（XPS）等实验方法,研究了苯并三氮唑（BTAH）中加入硫脲（TU）对Cu在3%（质量分数） NaCl腐蚀溶液中的缓蚀效果。电化学实验结果表明:在加入0.50 mmol/L TU到含BTAH的体系中时,显著降低Cu在3%NaCl腐蚀溶液中的腐蚀电流密度,提升了电荷转移电阻,抑制效率提高到94.01%。SEM结果显示,在加入0.50 mmol/L TU后,Cu表面网状结构明显,表面对水接触角增大至92.6°。XPS结果显示,加入0.50 mmol/L TU后,Cu含量下降,说明表面的保护膜增厚,提升保护效果。
针对典型海岸带城市的腐蚀问题,本工作以烟台为例进行了调查.采用问卷调查与实地调查相结合的方法,对该市40座桥梁、3个港口码头、12家市政管网单位、13家工业企业、20个旅游娱乐单位进行腐蚀状况调查.调查共取得了88个调查对象的腐蚀及防护状况数据,表明烟台各行业领域的腐蚀现象严重:钢筋混凝土结构均出现不同程度的蜂窝麻面、裂缝、锈斑、脱落漏筋、锈胀开裂等现象;钢结构设施也存在不同程度的锈蚀,防护漆漆膜变薄或破损,有腐蚀漏点检出.运用Hoar法估算了烟台市的年腐蚀损失约为2,354,336.4万元,占国民经济总值的3.9％.
