深海装备微生物腐蚀研究现状及发展趋势

主要介绍了深海装备微生物腐蚀机制，回顾了深海装备微生物腐蚀现状，分析并概述了微生物腐蚀的研究趋势，并对这一研究领域的影响因素进行了讨论。目前深海微生物腐蚀研究不多，且深海微生物环境模拟方法和技术也存在很多不足和不确定因素，应加强以应用为目的的深海装备微生物腐蚀性能研究，探索其在深海极端环境中的腐蚀规律和防护方法，并建立深海微生物腐蚀数据库，为今后深海装备的设计应用、防腐等性能的提高提供强有力的支持和保障。     

深海环境钢材腐蚀行为评价技术

采用电化学、人工神经网络和数据库方法研究了5种海洋工程钢材在5000m深海环境中非现场腐蚀行为评价技术.结果表明,温度、溶解氧、盐度和pH值是评价5种海洋工程钢材海水腐蚀行为的主要介质参数.根据这一结果,用人工神经网络技术建立了温度、溶解氧、盐度和pH值与5种海洋工程钢材海水腐蚀速度的相关数据库MCM-CORRDB03,并采用WOA海洋要素分布数据集建立了MCM-GOCEANDB03全海域海水腐蚀参数数据库,进而使用MCM-CORRDB03和MCM-GOCEANDB03两个数据库评价了5种海洋工程钢材在5000 m深海环境腐蚀行为,证实了5种钢材均在700 m左右存在最低腐蚀速度,以及溶解氧对钢材深海腐蚀行为具有最主要的影响.结果表明,结合采用多种非现场方法可以可靠评价深海环境钢材的腐蚀行为.     

深海环境剪切模量测试系统的设计

为便于测试深海环境下材料的剪切模量,设计一套深海环境剪切模量测试系统。在分析深海环境模拟的基础上,提出一种基于高低温试验箱的温度与压力结合的闭环控制策略,完成深海环境模拟;基于微拉伸测试原理,设计剪切模量测试仪;利用ABAQUS软件对耐压舱与剪切模量测试仪进行有限元分析,确保在低温高压下的稳定运行;对测试装置进行标定分析,得到换能器频率与位移曲线。试验结果表明:耐压舱与剪切模量测试仪形变较小;同时测试得出了材料的剪切应力-应变曲线,测试系统具有较高的测量精度以及稳定性,能为以后深海环境测试提供一定的参考。     

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。     

深海腐蚀环境下钛合金海洋腐蚀的发展现状及展望

综述了钛合金及其他合金在深海极端腐蚀环境下的研究成果,总结了深海环境下腐蚀特征及应力腐蚀开裂、低周疲劳及高压蠕变等主要腐蚀破坏形式,指明上方海水的高静水压造成深海装备等的腐蚀失效和缺陷对于深海空间站等大型装备的安全性等至关重要。深海腐蚀的电极反应受到深海高静水压的影响的与普通水溶液腐蚀大为不同,值得深入研究;另一方面,对近期利用材料计算工程方法对于深海极端环境下腐蚀过程的模拟进行了介绍和总结,并总结了自主研发的专用深海腐蚀模拟装置的发展现状。基于钛合金在深海会发生的应力腐蚀开裂、低周疲劳、高静水压力导致的高压压缩蠕变及相应的电极反应方面研究,提出了我国深海环境下钛合金腐蚀研究的主要问题和未来亟待解决的相关问题。     

X80和X52钢在模拟海水环境中的腐蚀行为与规律

采用模拟浸泡实验、腐蚀形貌分析以及动电位极化和电化学阻抗技术研究了X52和X80钢在模拟海水环境中的腐蚀行为。结果表明:饱和氧时即模拟浅海条件下,X80和X52钢试样表面全面腐蚀和点蚀都会发生,腐蚀速率较大;低氧时即模拟深海条件下,二者主要发生点蚀,腐蚀速率较小。通过对X52和X80钢在模拟海水环境中针对含氧量这一影响因素的腐蚀行为与规律的对比分析得出,X80钢更适用于深海。     

重防腐涂料深海环境失效行为研究

本文从深海腐蚀环境特征及重防腐涂料防护机理出发,综述了重防腐涂料在深海环境下的失效过程及特征,对深海环境下有机涂层的失效形式进行了阐述,展望了深海环境用重防腐涂层的研究方向。     

工业纯钛TA2在含硫化物深海水环境中的应力腐蚀行为

深海水环境具有静水压力大、溶氧量低、侵蚀性离子复杂等特点,使得深海水环境具有较强的腐蚀性。目前,钛及钛合金在深海环境下的腐蚀及应力腐蚀行为机理尚不清楚,这对钛合金在深海环境中的应用造成较大的威胁。文中采用电化学方法及U型弯试验研究了工业纯钛TA2在模拟深海环境下的电化学行为及应力腐蚀行为。结果表明,静水压力对TA2均匀腐蚀及阴极析氢反应均有所促进,随着静水压力增大,TA2腐蚀电流密度及析氢电流密度均增加。硫化物的加入一定程度上降低了TA2钝化膜稳定性,并对阴极析氢反应有较为明显的促进。应力腐蚀试验表明深海硫化物作用下TA2具有一定的应力腐蚀敏感性。TA2在深海条件下,虽然SCC以氢致开裂为主,但是由于氧含量与浅海等环境的不同,阳极溶解机制也是TA2在深海条件下SCC开裂的原因。     

材料深海自然环境腐蚀实验研究进展

中船重工七二五所率先开展了材料深海自然环境腐蚀老化实验,成功突破了深海试验装置低功耗长期自持设计、大深度深海试验装置水下受力状态模拟分析、深海原位腐蚀检测等多项关键技术,利用自主设计研发的"近底悬浮"式深海试验装置,在我国南海海域相继开展了不同深度深海环境实验,积累了9大类40余种不同材料、不同周期的深海腐蚀老化数据,获得腐蚀数据13000余个,建立我国首个材料深海腐蚀老化数据库,并从取得的数据中揭示出材料在深海环境下的腐蚀规律。同时积累了不同深度海洋环境因素数据,探讨了材料腐蚀与环境因素之间的关系,填补了我国在深海环境中材料性能研究的空白,获得的基础数据对我国深海装备的发展具有重要的意义。     

深海环境碳钢的腐蚀与防护

深海工程腐蚀防护技术对深海油气田开发进展的影响日益凸显。综述了海水溶解氧浓度、温度、压力、盐度、流速、生物环境等多种因素对深海金属材料腐蚀的影响,结合不同水深条件下含氧量对碳钢材料腐蚀的实际为基础,总结了采用有机涂层和阴极保护两大深海碳钢材料的腐蚀防护措施。     

深海环境下金属及合金材料腐蚀研究进展

综述了深海环境下溶解氧含量、温度、pH、溶解CO2含量、含盐度、静压力、流速以及生物环境等各项因素对金属及合金材料腐蚀的影响,认为溶解氧含量通常为金属及合金材料腐蚀的最主要因素;重点介绍了实海暴露方法和室内模拟加速腐蚀方法在深海环境下的研究进展及具体应用,指出最好将室内模拟加速腐蚀试验和实海暴露方法相结合,同时体现二者的优势以研究金属及合金材料的腐蚀行为;总结了深海环境下金属及合金材料的腐蚀状况,对其防护手段-阴极保护及涂层保护进行了概述.     

Inconel 625材质球阀球体的多向模锻锻造工艺研究和应用

研究背景随着石油开采技术的日臻成熟,深海石油开采所占比例越来越大,越来越多的阀门需要在高温、高压、腐蚀环境下服役,同时由于深海钻采阀门的特殊服役环境,维护更换的操作难度大成本高,这就对阀门关键零部件的高温强度以及在高温高压下的疲劳强度、抗应力腐蚀性以及抗Cl-腐蚀等性能提出更高的要求,传统的F304、F316L等不锈钢材质已经远不能满足该类阀门的使用要求。     

深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究

采用深海高效串型试验装置对深海环境中304不锈钢进行实海腐蚀实验,并利用SEM,EDS,EIS和XPS技术,分析了304不锈钢在1200,2000和3000 m海深下的腐蚀行为。结果表明:304不锈钢在深海中的腐蚀速率较小,在1200,2000和3000 m深度海水中暴露0.5 a的腐蚀速率分别为1.84,2.07和3.11μm/a,腐蚀速率随着海水深度的增加略微增大;各海水环境因素对304不锈钢深海腐蚀速率的影响程度由大到小为:压力氧含量电导率温度pH值;深海环境中,304不锈钢表面局部发生缝隙腐蚀,缝隙腐蚀深度随海水深度增加而加深;深海试样腐蚀产物主要是Fe_3O_4和NiO。     

10CrNi3MoV钢在西太平洋深海环境下的腐蚀行为研究

以10CrNi3MoV钢为研究对象,在西太平洋海域不同深度下进行实海腐蚀试验,通过形貌观察、腐蚀失重计算、点蚀测量以及产物成分分析等方法对其腐蚀行为进行了研究。结果表明,10CrNi3MoV钢在西太平洋深海环境下的腐蚀形貌主要为点蚀,随深度增加表面点蚀密度和点蚀深度均增大;腐蚀速率随深度的增加先减小后略有增加,与深海溶解氧含量随深度变化规律一致。由于合金元素的添加导致深海环境局部腐蚀敏感性增大,相同条件下10CrNi3MoV钢耐蚀性劣于普通碳钢。10CrNi3MoV钢形成的晶态腐蚀产物主要为γ-FeOOH;随海水深度增加,晶态腐蚀产物相逐渐减少。     

ZAlSi7Mg铝合金在深海环境中的腐蚀行为研究

为研究深海低温高压环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀行为,采用深海高效串型试验装置进行西太平洋海域腐蚀试验,利用SEM、EDS、XPS等技术分析了ZAlSi7Mg铝合金在500、800、1200和2000 m海深下的长周期腐蚀速率、点蚀深度、腐蚀形貌及腐蚀产物,并与中国南海海域深海腐蚀规律进行对比。结果表明：(1)ZAlSi7Mg铝合金在西太平洋500和2000 m深度处的腐蚀速率和腐蚀产物厚度均高于800和1200 m深度处,且随着海水深度增加,铝合金平均点蚀深度逐渐减小;(2)深海环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀类型主要是点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀;(3)在西太平洋深海环境中,试验深度较大处试样与较浅处试样相比,表面腐蚀产物中含Al化合物含量较高,而含Mg的化合物含量较低,腐蚀产物主要包括Al₂O₃、Al(OH)₃、Al₂SiO₅和Mg(OH)₂。(4)在西太平洋和中国南海同一海水深度处,ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀速率和点蚀深度均存在较大差别。在中国...     

有机涂层在深海环境中的失效行为研究

用电化学阻抗测量和浸泡实验在高压釜中模拟300m(3.0 MPa)深海环境研究Intershield 300 ENA301有机涂层在3.5%NaCl溶液中的失效行为,并与常压环境中涂层的失效行为对比分析.结果表明:压力加速了涂层的破坏,高压和常压环境中涂层的失效行为不同,压力环境中涂层失效表现为起泡,涂层下的金属未发生腐蚀,常压环境中涂层的失效表现为涂层下金属的腐蚀,而涂层未发生起泡.     

中国首个深海腐蚀数据库建成

历时多年,中船重工集团第七二五研究所的海洋腐蚀与防护国家级重点实验室日前成功打破国外技术封锁,用具有自主知识产权的试验装置和方法,获取了我国首批一手的深海腐蚀试验数据,为我国深海装备设计制造及腐蚀防护提供了宝贵的技术支撑.     

中国首个深海腐蚀数据库建成

历时多年，中船重工集团第七二五研究所的海洋腐蚀与防护国家级重点实验室日前成功打破国外技术封锁，用具有自主知识产权的试验装置和方法，获取了我国首批一手的深海腐蚀试验数据，为我国深海装备设计制造及腐蚀防护提供了宝贵的技术支撑。     

埋地环境下容器外腐蚀检测技术浅析

通过分析皮尔逊检测法、交流电流梯度法、直流电位梯度法和密间隔极化电位法等几种埋地环境下管道外腐蚀检测技术的工作原理及技术特点,研究了这几种方法用于埋地环境下容器外腐蚀检测的可行性。同时,提出了电阻探针法、电感探针法、场信号法、耦合多电极腐蚀监测等几种外腐蚀在线检测技术,为开展相关工作提供了理论参考。     

模拟深海环境的老化试验系统设计

依据材料在深海环境下的老化失效机制,定量出模拟深海环境的老化试验装置的技术指标,并以此确定系统设计总体方案;详细地阐述了模拟深海环境的老化试验装置机械结构设计和基于PID控制算法的控制系统设计;利用MCGS嵌入式系统实现计算机对PLC控制过程的实时监控与数据采集,给出了模拟深海环境老化试验装置的系统设计主界面和调试过程。结果表明:该系统自动化程度高,在实验室内可模拟出不同气候条件下的深海环境,实现对材料深海浸泡、腐蚀和失效老化性能的分析评价。