热带海洋环境下海水中微生物对45钢腐蚀行为的单因素影响

通过在热带海洋环境下对比45钢在自然海水和无菌海水中的腐蚀行为, 研究了微生物单因素对碳钢腐蚀行为的影响. 实验结果表明, 微生物对45钢平均腐蚀速率的影响与微生物种类和含量密切相关. 锈层中的微生物主要由假单胞菌、弧菌、铁细菌、硫杆菌、硫酸盐还原菌组成. 其中好氧菌、兼性厌氧菌、厌氧菌的含量均随浸泡时间呈规律性变化, 这也导致在不同浸泡时间下, 微生物的作用及作用机理的不同.     

假单胞菌对聚硅氧烷树脂清漆涂层分解及防腐蚀行为的影响

利用微生物分析、EIS、SEM和FTIR等方法研究了海水中假单胞菌对聚硅氧烷树脂清漆涂层的分解及防腐蚀行为的影响。结果表明,浸泡时间在1 d内时,涂层在含假单胞菌海水中的腐蚀阻抗明显下降,而在无菌海水中则变化很小,表明假单胞菌在浸泡初期能够极大地降低涂层的腐蚀阻抗并能分解涂层。而随着浸泡时间的延长,两种环境下涂层的腐蚀阻抗均明显减小。涂层在含假单胞菌海水中浸泡1~30 d的腐蚀阻抗的减少量明显大于其在无菌海水中的减小量,表明浸泡30 d后假单胞菌对涂层结构造成了破坏。而当在长时间浸泡情况下,假单胞菌对于涂层腐蚀阻抗仅有轻微影响。无论是在无菌海水还是在含假单胞菌海水中,通过拟合电化学数据得到的等效电路模型中仅有一个时间常数。SEM和FTIR分析结果表明,浸泡30 d时假单胞菌能在一定程度上分解涂层。     

海水环境中弧菌对45钢腐蚀行为及力学性能的影响

通过热带海洋气候条件下在海水中培养弧菌,并对比45钢在自然海水、无菌海水和弧菌海水中的腐蚀行为,研究了弧菌对45钢腐蚀行为及力学性能的影响。结果表明,弧菌可以接种于海水中大量培养至高浓度(非培养基中培养),避免了培养基成分的缓蚀作用,从而更接近碳钢的自然腐蚀状态。海水中弧菌对45钢的平均腐蚀速率及力学性能有显著的影响。弧菌能加速45钢的平均腐蚀速率,但微生物的协同作用比单种弧菌更能加速材料的平均腐蚀速率。弧菌能显著降低局部pH值,引起材料表面严重的局部腐蚀,材料表面局部腐蚀促使其在拉伸过程中应力集中而发生断裂。     

铜绿假单胞菌对CrCoNi中熵合金微生物腐蚀行为的影响

采用多种电化学实验手段及场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)等分析技术,结合活死细菌染色实验、点蚀坑深度分析等方法,以316L不锈钢为对比,研究了CrCoNi中熵合金在含铜绿假单胞菌培养基中的微生物腐蚀行为。结果表明:铜绿假单胞菌能够在CrCoNi中熵合金表面形成不均匀的生物被膜,从而降低开路电位,减小极化电阻和电荷转移电阻,增大腐蚀电流密度;铜绿假单胞菌生物被膜在一定程度上破坏了钝化膜,导致浸泡在含铜绿假单胞菌培养基中的CrCoNi中熵合金的最大点蚀坑深度(4.8μm)大于无菌培养基中CrCoNi中熵合金的最大点蚀坑深度(2.3μm)。与316L不锈钢相比,CrCoNi中熵合金的开路电位较高,腐蚀电流密度和腐蚀速率较小,钝化膜的修复能力较强,在含铜绿假单胞菌培养基中浸泡后的最大点蚀坑深度小于316L不锈钢(5.8μm)。     

热带海洋气候下海水中氧化硫硫杆菌和假单胞菌协同作用对45钢腐蚀行为的影响

采用失重法、表面分析技术和电化学测试技术研究了45钢在硫杆菌和假单胞菌协同作用下的腐蚀行为。结果表明,与单种菌相比,腐蚀初期两种菌混合作用下45钢平均腐蚀速率受到明显抑制。随浸泡时间延长,30 d时混菌体系中电极电化学阻抗值较单菌体系减小,腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,混菌逐渐加速了金属腐蚀。扫描电镜(SEM)分析结果表明,混合菌体系中45钢腐蚀产物膜存在大量裂纹且金属表面点蚀现象更为严重。     

25钢在热带海洋环境下海水中的微生物腐蚀及其对力学性能的影响

通过对比25钢在热带海洋环境下自然海水和无菌海水中的平均腐蚀深度,研究微生物对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明,海水中微生物的存在显著影响碳钢的平均腐蚀深度。浸泡时间为365 d时,在自然海水中的腐蚀深度为无菌海水中的2.6倍,产生了明显的局部腐蚀。无菌海水和自然海水腐蚀都会造成材料抗拉强度的下降,对比发现腐蚀时间较长时自然海水中材料抗拉强度下降更大,说明微生物腐蚀对材料抗拉强度有一定影响。微生物腐蚀对材料抗拉强度的影响作用,主要在于微生物的存在使材料的平均腐蚀深度增大,引起材料横截面积的减小。微生物腐蚀并不会降低退火25钢的延伸率和夏比冲击功,实验过程中未发现微生物作用下材料的氢脆现象。     

海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解的影响

目的 研究在海洋环境中假单胞菌对聚氨酯清漆涂层分解作用的影响。方法 将聚氨酯清漆涂层样品分别浸泡于无菌海水与含假单胞菌的海水中,对浸泡环境不同的样品利用电化学阻抗谱（EIS）评价涂层防腐性能,使用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）,观察对比涂层的表面形貌,并表征其分子结构变化。结果 1 h~35 d时,在无菌海水及假单胞菌海水中,样品Nyquist图的容抗弧直径以及Bode图的低频端阻抗模量均减小。与此同时,假单胞菌海水中浸泡样品的Nyquist图容抗弧直径与Bode图低频端阻抗模量的减小量明显大于无菌海水中的减小量。无菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时为1个时间常数,5~35 d时增加为2个时间常数;假单胞菌海水浸泡的等效电路在1~48 h时只有1个时间常数,5~29 d时为2个时间常数,35 d时增加为3个时间常数。浸泡36 h时,无菌海水中浸泡样品的涂层电阻值为8.23× 107 Ω?cm2,而假单胞菌海水中样品的涂层电阻为5.14×107 Ω?cm2;至35 d时,无菌海水中样品的涂层电阻降为5.61×106 Ω?cm2,假单胞菌海水中样品的涂层电阻降至7.03×105 Ω?cm2。假单胞菌海水中样品的涂层电阻在36 h~35 d的减小量明显大于无菌海水中的减小量。由SEM结果可以观察到,浸泡30 d后,无菌海水中浸泡样品的表面光滑完整,而在含假单胞菌海水中的样品表面附着了大量细胞及其代谢产生的生物膜,并出现了大量微孔与粉化痕迹。通过FTIR结果可以发现,浸泡在假单胞菌海水中的样品的N—H和醚基中的C—O含量明显比无菌海水中浸泡的样品要低。结论 电化学结果表明,假单胞菌显著降低了涂层的腐蚀抗性,并导致了涂层的分解。SEM和FTIR的分析结果证明,假单胞菌通过破坏聚氨酯分子中的N—H和醚基中的C—O,造成了涂层的分解。     

304不锈钢在硫酸盐还原菌环境中的腐蚀电化学特性研究

采用自腐蚀电位、动电位扫描法、交流阻抗法研究了304不锈钢在无菌海水和在培养基中加入硫酸盐还原菌环境中的腐蚀行为。实验结果表明,硫酸盐还原菌参与了不锈钢的电化学腐蚀,加速了腐蚀速度,破坏了不锈钢的钝化层,诱导了不锈钢点蚀的发生。     

酸性土壤环境中Q235钢的微生物腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、极化电位扫描等电化学技术和微观形貌观察方法研究含硫酸盐还原菌(SRB)的酸性红壤环境中Q235钢的微生物腐蚀(MIC)行为及对应电化学过程特征。结果表明:酸性红壤环境中,前4 d为环境适应期,期间SRB细菌数量减少,SRB对腐蚀电化学过程没有显著影响;生长期中SRB促使Q235钢的自腐蚀电位和极化电阻降低,腐蚀速率增大;EIS极化电阻测试结果表明,有菌红壤中腐蚀速率约为无菌红壤中的2倍。SRB呼吸代谢活动可与红壤颗粒表层Fe OOH等铁氧化物作用,引起Fe OOH的微生物异化还原,促进Q235钢的腐蚀电化学过程。     

S355J0W钢对脱硫弧菌和铜绿假单胞菌腐蚀的抑制机制

微生物腐蚀（MIC）严重威胁着海洋工程设施的可靠性和安全性,制约着海洋经济的发展。钢中添加合金元素是进行海洋 MIC 防护的重要策略之一。采用表面分析、失重和电化学测试等方法,以 EH36 钢为对照,探究由多合金元素组成的 S355J0W 钢对典型海洋腐蚀性微生物（脱硫弧菌和铜绿假单胞菌）腐蚀的抑制机制。结果表明,S355J0W 钢具有更优的耐 MIC 性能。在含脱硫弧菌的厌氧培养基和含铜绿假单胞菌的有氧培养基中,S355J0W 钢的 MIC 速率均明显低于 EH36 钢。 在脱硫弧菌培养基中,S355J0W 钢的失重和最大点蚀深度是 EH36 钢的 56%、70%。在铜绿假单胞菌培养基中,S355J0W 钢的失重和最大点蚀深度是 EH36 钢的 54%、47%。相较于 EH36 钢,S355J0W 钢含有 Cr、Ni、Nb 元素和更多的 Cu 元素。一方面,S355J0W 钢中的合金元素使其表面的产物膜更具有保护性（更高的膜电阻值）;另一方面,合金元素导致 S355J0W 钢表面固着的脱硫弧菌和铜绿假单胞菌数量仅是 EH36 钢的 22%、24%。更少的固着细菌数量直接导致更低的胞外电子传递速率,从而降低 S355J0W 钢的 MIC 速率。添加耐蚀和抑菌合金元素能够显著提高材料的耐 MIC 性能,研究结果为海洋 MIC 机理的探究提供了理论依据,为海洋结构钢 MIC 防护方法的设计与开发提供了新见解。     

含镀层合金钢循环盐雾加速腐蚀行为与机理研究

目的 研究含镀层合金钢在室内模拟及强化腐蚀环境下的腐蚀行为与机理,建立快速评价含镀层钢腐蚀寿命的加速试验方法.方法 利用设计的室内加速腐蚀环境试验谱,通过实施模拟海洋大气环境效应的循环盐雾加速腐蚀试验,采用外观检查、SEM、XRD及电化学测试等手段,表征了暴露不同周期样品的腐蚀失重、腐蚀形貌、腐蚀产物成分、极化曲线及阻...     

Tribocorrosion Behavior and Degradation Mechanism of 316L Stainless Steel in Typical Corrosive Media

The tribocorrosion behavior and degradation mechanism of 316 L stainless steel, in four typically industrial corrosion media, under different potentials, were studied. The results indicated that they strongly depended on corrosion medium and electrode potential. When the potential increased from cathodic protection region to anodic region, corrosion was accelerated. It dramatically promoted mechanical wear which even dominated the total material loss. As a result, the total material loss increased sharply, though the material degradation directly caused by corrosion was slight. This phenomenon was more noticeable when the media were more aggressive. Especially in NaCl solution, the occurrence of pitting corrosion at anodic potential dramatically accelerated the degradation of the stainless steel. There was a special case in NaOH solution under cathodic protection potential. The corrosive reaction could still occur and couple with wear, which led to the abnormally great material loss compared with that in other corrosion media.     

铝酸钠溶液中 Na2 S 对 Q235 钢腐蚀的影响

目的研究在含S2-的铝酸钠溶液中Q235钢的腐蚀行为。方法模拟生产条件配制种分母液,采用盐雾腐蚀实验与SEM和EDS分析技术,结合腐蚀质量损失动力学方程与极化曲线,研究Na2S质量浓度与时间对Q235钢腐蚀行为的影响。结果腐蚀产物元素主要为O,S,Al,Fe。在铝酸钠溶液中,基体的表面会覆盖一层Al2O3保护膜,可以阻碍溶液中的硫离子穿透到基体表面,对基体起到一定的保护作用。因此腐蚀初期及低质量浓度下,腐蚀速率缓慢;但随着质量浓度的增加、腐蚀时间的延长,保护膜被破坏,S2-穿过保护膜与基体反应,生成硫化物加速了腐蚀速率;当S2-质量浓度增加到6 g/L,腐蚀时间为9 d时,硫化物被氧化成具有较稳定结构的氧化物,腐蚀被抑制。结论在铝酸钠溶液中,S2-质量浓度及腐蚀时间对腐蚀有一定的促进作用,但当腐蚀时间及S2-质量浓度达到一定值时,腐蚀速率呈现减小的趋势,腐蚀被抑制。     

304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为研究

目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果在载荷作用下,304不锈钢的腐蚀电位从静态腐蚀的-0.310V变为-0.368V,腐蚀电流密度也增加了约1个数量级。阳极恒电位下,304不锈钢和Al_2O_3陶瓷球摩擦副的摩擦系数比阴极保护下的小。载荷为5N时,304不锈钢的腐蚀磨损率为0.195mm~3/d,其中,腐蚀加速磨损速率占68.7%;载荷为15N时,总磨损速率明显增加,其中,纯磨损率所占比例最大,为60.1%,此时腐蚀加速磨损速率占比为39.1%。结论 304不锈钢的腐蚀磨损行为是"机械去钝化-化学再钝化"的动态过程。腐蚀和磨损过程存在明显的交互作用。在磨损过程中,304不锈钢表面发生马氏体相变,通过电偶腐蚀进一步加强腐蚀作用;同时,腐蚀过程的反应产物使304不锈钢的耐磨性能下降。随着载荷的增加,对总腐蚀磨损速率贡献最大的由腐蚀加速磨损速率逐渐变为纯磨损率,载荷对304不锈钢的机械磨损影响更大。     

The corrosion behavior and mechanism of X65 steel induced by iron‐oxidizing bacteria in the seawater environment

The corrosion behavior and mechanism of iron‐oxidizing bacteria (IOB) on X65 steel in seawater are studied. This study uses the methods of weight loss, electrochemical measurements, and surface analysis. The results show that the IOB increases the corrosion damage degree of steel. Pittings are observed in the medium with IOB. The potentiodynamic polarization curves show that the anodic reaction rate is accelerated in the corrosion process of IOB. The synergies in corrosion between the metal surface, abiotic corrosion products, and bacterial cells, and the pitting corrosion mechanism of X65 steel are discussed.     

不同表面状态下钢筋的腐蚀行为研究

采用实验室加速腐蚀试验、电化学测量技术研究了不同表面状态下钢筋的腐蚀行为。结果表明:表面带有氧化皮的钢筋的腐蚀行为明显区别于裸表面钢筋。在气相加速腐蚀试验中,裸表面钢筋比氧化皮钢筋有较大的腐蚀失重量;在混凝土模拟孔隙液中,带氧化皮钢筋和端面钢筋(裸钢筋)一样可以在高碱性环境中完全钝化,但随着溶液中Cl-含量上升,钢筋裸表面的钝化膜更易受到破坏,氧化皮钢筋相对端面钢筋维钝电流密度明显减小,破裂电位明显正移,表现出较好的抗Cl-性能。     

S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为拘束效应

S690高强钢由于其良好的综合力学性能广泛用于海洋平台中. 海洋平台结构易产生腐蚀疲劳失效,海水腐蚀、循环载荷和结构本身的拘束水平对裂纹扩展有重要的影响. 通过空气中和海水环境中的S690高强钢疲劳裂纹扩展试验,结合显微断口分析,研究了拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明,在阳极溶解和氢致开裂的共同作用下,海水环境对S690高强钢疲劳裂纹扩展具有明显的加速作用. 同时随着裂纹的不断扩展,拘束水平对S690高强钢腐蚀疲劳裂纹的影响不断增加,且裂纹扩展速率与裂纹扩展前后的拘束水平增量和结构本身的拘束水平均密切相关.     

H2S/CO2共存环境中施加应力与介质流动对碳钢腐蚀行为的影响

采用带有磁力驱动轴的高温高压腐蚀测试釜,通过失重法研究了施加应力与介质流动对20#钢和L245NS钢在H2S/CO2共存环境中腐蚀行为的影响.采用SEM和XRD表征手段分析了浸泡腐蚀后四点弯曲试样表面的微观形貌及腐蚀产物的组成.结果 表明:在H2S/CO2共存环境中的各实验条件下,20#钢的平均腐蚀速率均高于L245N...     

加速腐蚀实验研究碳钢的大气腐蚀行为

目的快速研究大气环境对钢制输电铁塔腐蚀的影响。方法采用室内加速腐蚀实验,研究碳钢试样在湿度和SO2浓度不同的气氛中的腐蚀行为。结果用极化曲线法测得的金属腐蚀速率与失重法测得的结果具有很高的一致性。相对湿度较低时,改变腐蚀性气体的浓度,对碳钢的腐蚀影响不显著;碳钢在高湿度的含SO2气氛中会发生严重腐蚀。结论降低湿度是防止或减缓碳钢在含SO2气氛中腐蚀的有效途径。     

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。