海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展

随着"建设海洋强国"战略的实施,发展海洋装备、建设海洋工程成为推进和实施国家海洋战略的重要内容。鉴于海洋装备长期服役于海洋环境,因此海洋工程材料的腐蚀损伤是不可回避的关键问题,尤其是海洋装备中的运转部件,如海水泵、阀、海水液压传动系统、水下作业机器手、深海勘探和开采装备等面临腐蚀与磨损的耦合损伤。基于此,针对典型金属材料在海水环境中的腐蚀磨损失效行为及机理,综述了服役工况、腐蚀介质、电化学及材料因素对典型金属材料(如不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金)在海水环境中腐蚀磨损性能的影响,综合分析了服役工况、腐蚀介质浓度、p H值、外加电位与材料性能之间的关系,阐明了金属材料腐蚀磨损过程中腐蚀、磨损及其交互作用。在此基础上,对比了一系列耐磨与防腐一体化涂层技术,如PVD涂层、热喷涂涂层、电镀涂层及聚合物粘结涂层的腐蚀磨损性能及典型应用,分析了耐磨与防腐一体化防护材料对腐蚀磨损性能的优化机理,以期为解决金属材料的腐蚀磨损问题提供有益借鉴。     

“海洋环境表面工程”专题序言

<正>21世纪海洋战略已成为国家发展战略的重要部分,海洋环境中材料和构件的腐蚀、生物污损与失效严重威胁着海洋工程装备的服役安全,特别是高湿热或深海等严酷海洋环境中的腐蚀损伤和污损理论与防护技术的研究薄弱,已成为制约我国海洋工程及其装备制造发展的瓶颈和关键基础问题。海洋环境表面工程面临着前所未有的机遇和挑战,尤其是对于海洋环境适应性表面工程技术和特种功能防护材料的需求愈加迫切。《表面技术》本期推出"海洋环境表面工程"专题,未来海洋环境表面工程将以我国     

海洋工程用铝合金的腐蚀与防护研究进展

海洋工程用铝合金部件在服役环境下引发的点蚀、晶间腐蚀等已成为困扰机器装备使用寿命和稳定性的关键问题。目前,阴极保护、缓蚀剂、阳极氧化和保护涂层是针对海洋环境中铝合金腐蚀的常用防护措施。阐述了海洋工程装备常用的铝合金类型和使用场所,发现5系和6系铝合金是船舶制造和海洋平台搭建的首选材料,其中,具备优异力学性能、耐腐蚀性能的5系铝合金一般用来制作甲板、储存装置等大型主要承力构件。重点综述了铝合金在海洋大气区、浪花飞溅区、海水全浸区的腐蚀行为和腐蚀机制,经对比发现,与钢不同,铝合金在海水全浸区的腐蚀最严重,而在环境最恶劣的浪花飞溅区腐蚀损伤相对较轻;点蚀、晶间腐蚀是2种典型的铝合金腐蚀类型,同时应力腐蚀、微生物腐蚀也制约着铝合金在海洋工程领域的应用。最后分析了当前在海洋环境中对铝合金腐蚀防护采取的几种措施,指出工程实际中采用的防护方式为2种及2种以上措施的联合使用,并提出铝合金未来在失效行为分析、性能优化和涂层材料选择等方面的发展趋势,以期为研发在极端海洋环境下服役的铝合金及其防护材料提供参考。     

“船舶及海洋装备、海洋工程结构物腐蚀、污损与防护”专题序言

<正>海洋环境是个复杂系统,包含盐、溶解氧、有机物、生物等内在因素,同时还伴有温度、pH值、电导率等物理因素以及流速、扩散率等动力学因素,这个系统给涉海材料带来巨大考验。长期以来,海水腐蚀和海洋生物污损一直是船舶及海洋装备、海洋工程结构物所面临的主要问题。因此,为减少海洋腐蚀及污损所带来的巨大经济损失,研究海洋环境中材料的腐蚀失效机理、磨损机制、海洋污损生物的附着及破坏机理以及防护技术则极为重要。     

临海管道微生物腐蚀损伤机制与防护

海洋油气管道作为大量、长距离输送油气资源最主要的方式,担负着海上油气集输的重要任务,也被称为海洋油气工程的"生命线"。然而海洋环境下的微生物腐蚀是造成海洋油气管道腐蚀损伤的重要原因之一。本文结合海洋油气输送管道的服役环境,综述了海洋环境下临海管道微生物腐蚀失效的研究进展,重点介绍了有代表性的硫酸盐还原菌和铁氧化菌在海洋环境下引起的微生物腐蚀规律和机理,并在此基础上总结了相应的海洋管道防护方法,为微生物腐蚀损伤的研究及控制提供参考。     

“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”取得重要进展

正以中国科学研究院宁波材料技术与工程研究所为项目依托单位,国家重大基础研究计划(973项目)"海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究",通过北京科技大学、中科院金属所、上海海事大学、中科院海洋所、钢铁研究总院和中船重工第725研究所等六个课题近两年的协同研究工作,取得了丰硕的研究成果,于前不久顺利通过了科技部的中期验收。项目的研究工作围绕着"多重海洋环境因素下材料腐蚀及损伤的力学-电化学交互作用机理与规律"、"高温高湿海洋环境下材料腐     

海洋环境下7B04铝合金腐蚀损伤演化规律研究

根据某海域的环境数据编制了当量加速腐蚀试验谱,实验室条件下腐蚀约8 d与海洋环境下腐蚀1 a相当,对7B04铝合金材料进行了不同当量腐蚀年限的盐雾腐蚀试验;采用三维显微镜对腐蚀损伤进行观察和测量,采用腐蚀深度、截面积和无量纲参数等参数作为腐蚀损伤的表征量,分析了不同腐蚀时间的腐蚀坑的微观形貌特征,研究了各表征量的分布特性及随腐蚀时间的变化规律。     

碳材料在抗海洋生物污损领域中应用的研究进展

海洋生物污损一直是困扰全球海洋经济发展的重要问题之一。任何材料进入海洋环境,其表面不可避免地会遭受蛋白、多糖、细菌、海藻、软体动物等海洋生物贴附形成生物污损,不仅影响海上装备的正常运转和增加能源消耗,同时极易引起微生物腐蚀。因此,海洋抗污损新材料的开发显得极为迫切。目前碳纳米材料因具有优异的理化特性,而在海洋防腐、耐磨等工程上大量使用,其抑制海洋污损物贴附和生长的性能决定了碳材料在抗海洋生物污损领域具有广阔的应用前景。综述了石墨烯、类金刚石、金刚石、碳纳米管、富勒烯及其衍生物等典型碳纳米材料,在抗蛋白质、细菌、海藻等生物污损领域的应用现状以及抗污损机理。碳材料在海洋环境中优异的综合性能,预示其将给抗海洋生物污损新材料的开发和应用带来更多的机遇和可能。     

海洋耐蚀耐磨涂层研究进展

海工装备服役过程中关键件处于腐蚀-磨损交互作用的复杂环境,致使其表面损伤严重,影响设备运行的可靠性和安全性。对工件表面进行强化形成结合牢固的防护涂层,是解决这一难题的有效途径。本论文综述了近几年来海洋环境耐磨与耐蚀涂层材料与制备技术、力-电耦合损伤机制、损伤评价方法等方面的研究进展,以及高通量技术等新手段的运用。总结了有关调控涂层组织和性能、改善残余应力、延长服役寿命等方向的发展趋势,并展望了海洋耐蚀耐磨技术未来发展方向。     

海洋环境钢结构件防腐蚀涂装的选用

海洋环境条件下,各种不同材料的结构件,受到单一或多种海洋腐蚀。针对腐蚀因子对有机涂层和金属涂层的腐蚀影响进行了评估。为构件采取海洋防护提供了设计思路和依据。介绍了海洋环境对防蚀涂层的性能要求及其选用,并对新型海洋防蚀涂料的选用提供了参考依据。     

海洋微生物腐蚀研究进展

海洋环境下,材料在海水中腐蚀过程的主要特征之一是海水的生物活性所引起的微生物腐蚀。海洋工程材料的微生物腐蚀及其随后的生物污损是一个极其严重的经济与环境问题,是影响海洋工程设施安全和性能的关键因素。海洋微生物腐蚀机理、生物污损机理及其相关控制技术是国际海洋腐蚀领域、生物污损领域尚未完全充分认识和解决的重大科学和技术问题。本文对海洋微生物腐蚀研究进展进行了综述。     

海洋防腐蚀产业技术创新联盟成立

<正>由中国科学院牵头,13家海洋防腐行业企业和13家科研院所及大学共同组建的海洋防腐蚀产业技术创新战略联盟2010年11月23日在山东青岛成立。据介绍,这个联盟以解决桥梁、码头等滨海重大工程,以及石油、天然气等海洋能源开发过程中的腐蚀与防护问题为背景,主要研究包括传统材料和新型材料在内的各种材料与表面处理层在海洋环境因素作用下遭受破坏的原因、过程     

极地海洋环境服役材料的摩擦学研究进展

随着北极航行的发展及极地资源开发的需要，如何提高极地海洋环境服役材料的摩擦学性能愈发重要。在极地海洋环境中，碎冰、冰层和海水中的腐蚀性物质会使材料受到摩擦磨损、腐蚀及其耦合的影响;低温潮湿环境会增加材料的脆性、使材料表面覆冰、改变材料的摩擦磨损机理;强紫外线会加速涂层老化;这些因素都会降低材料的耐磨性能，最终导致材料失效。因此，极地海洋环境服役材料的摩擦学与材料的性能、服役寿命息息相关。本文介绍了极地探索所面临的摩擦磨损问题;阐述了极地温度、极地海洋大气及海水成分、海冰运动和极地微生物等极地海洋环境特点及其对材料摩擦学性能的影响;重点介绍了金属材料、无机非金属材料、高分子材料在极地海洋环境下的摩擦学进展;探讨了提升材料在极地海洋环境下的耐磨防腐技术，如改性、表面修饰等;最后，结合极地海洋环境服役材料摩擦磨损研究中所面临的问题及发展趋势，对未来极地海洋服役材料的摩擦学研究工作进行展望。     

2015海洋材料腐蚀与防护大会将在北京召开

地球表面71%的面积是海洋,我国拥有300多万平方公里的蓝色国土。海洋是人类存在与发展的资源宝库和空间,海洋经济正成为全球经济新的增长点。随着我国建设海洋强国战略的确立,海洋资源的加快开发,沿海经济的飞速发展,海洋用新材料产业已经成为当今科技创新最为活跃的领域之一。然而海洋新材料的发展仍然面临着诸多问题,除此之外,海洋装备和海洋工程用材料的腐蚀和生物污损问题也已经严重制约了我国建设海洋强国的步伐。作为海洋经济新一代高新技术的基础和先导,海     

海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”项目启动

正前不久,宁波有史以来牵头组织、推荐、承担的第一个国家973计划项目"海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究"在中科院宁波材料所启动。科学家将在未来5年围绕海洋工程和装备服役过程中所面临的腐蚀与防护问题进行研究,为宁波市乃至国家海洋经济发展打下坚实基础。973计划是国家重点基础研究发展计划的简称,主要是为了解决国家战略需求中的重大科学问题,以及对人类认识世界将会起到重要作用的科学前沿问题。项目首席科学家、中国腐蚀与防     

海洋环境钛金属的应用现状及其防护技术研究

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛金属在海洋环境中的应用现状,揭示了存在上述不足问题的本质原因。如海洋环境磨损与腐蚀的交互作用导致耐磨性能差的钛金属磨蚀损耗加剧,钛金属良好的生物相容性使其产生严重的生物污损,钛金属相比于其他金属具有较高的正电位,在介质环境中与异种金属偶接时作为阴极被保护从而加速偶接合金的腐蚀。鉴于钛金属优异的海洋耐候性,其在海洋环境中的应用必将越来越广泛,但是合适的表面处理和涂层防护是必不可少的。综述了国内外钛金属在海洋环境应用相关防护技术的研究现状,并对海洋环境中钛金属表面防护技术的发展方向和趋势进行了展望：金属陶瓷涂层和可控纳米结构氧化物陶瓷涂层是海洋环境钛金属运动部件耐磨蚀保护有效的技术手段;防污剂释放型和纳米缓释涂层技术是实现钛金属长效防生物污损很有前途的技术方法;钛金属表面低导电表面改性层的设计和制备可降低与其接触异金属的电偶腐蚀速度。     

海洋腐蚀与防护研究发展中心2009年度开放课题启动

海洋腐蚀与防护发展研究中心、山东省腐蚀科学重点实验室及青岛市海洋环境腐蚀与防护重点实验室，坚持“开放、流动、联合、竞争”的方针，设立“海洋腐蚀与防护发展研究中心开放课题”基金。开放课题面向国内外从事海洋腐蚀与防护研究的科研人员和研究生，主要资助海洋腐蚀与防护研究领域具有前瞻性、创新性的基础研究或具有良好应用前景的应用基础研究工作。     

电解防污技术在海洋石油平台上的应用

开发海洋石油资源，须清除两大障碍：金属在海洋环境中的腐蚀及海洋污损生物的附着问题。本文简要介绍了电解防污技术的原理、特点及其在海洋石油平台上的应用情况。     

石油平台海生物污损的防治方法

开发海洋石油资源，须清除两大障碍：金属在海洋环境中的腐蚀及海洋污损生物的附着问题。为此，简要介绍了电解防污技术的原理、特点及其在海洋石油平台上的应用情况。     

海洋工程装备腐蚀监测技术研究现状

本文结合腐蚀监测技术原理分析,综述了海洋工程装备腐蚀监测技术体系与应用现状,对海洋工程装备的腐蚀监测需求进行了分析,展望了海洋环境下在线腐蚀监测技术的研究方向。