大气环境中金属及其保护层霉菌腐蚀研究的进展

微生物及其生命特征严重影响着材料的服役性能与寿命.目前大量的研究集中在细菌腐蚀领域,对于大气环境中真菌造成的腐蚀行为与机理研究较少.事实上,在大气环境中存在着大量的霉菌,其生命活动对金属及涂、镀层的腐蚀也具有重要的影响.本文综述了霉菌的生化特性与腐蚀的关系,讨论了在大气环境中霉菌对金属及涂、镀层材料腐蚀行为的影响,并归纳了霉菌腐蚀的相关机理;同时根据腐蚀特征的对比分析可知,霉菌腐蚀与细菌腐蚀具有一定的差异性,其主要原因在于两类菌的代谢产物不同.目前,对金属及涂、镀层材料的霉菌腐蚀研究大多停留在对材料表面霉菌腐蚀现象的描述和产物的分析等方面,缺乏对霉菌生命活动与腐蚀速度的定量表征,缺乏对霉菌引起的腐蚀过程动力学规律的研究,这将是未来研究工作的重点.     

浓硫酸中904L不锈钢焊接接头的耐蚀性能

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了904L不锈钢基体和焊接区在浓硫酸溶液中的腐蚀行为,并简要分析其腐蚀机理.实验结果表明：焊接区和基材的阴极极化曲线均为氢还原反应过程,而阳极极化曲线则有较大的差异.焊接区相对于基材,其自腐蚀电位降低且阳极电流增大,焊接对阳极反应起促进作用.904L不锈钢基体和焊接区的腐蚀主要由电化学反应步骤控制,两者的Nyquist图特征相似,均由单一的容抗弧构成,有一个时间常数.基体的耐蚀性能优于焊接区.     

纯铜和电镀铜包钢在大港土壤中的初期腐蚀行为

通过实验室的实土埋样实验（30 d）、极化曲线、交流阻抗谱（EIS）测试和失重法对纯铜和电镀铜包钢在大港实土中的初期腐蚀行为进行了研究.在腐蚀的初期阶段,纯铜的平均腐蚀速率略低于电镀铜包钢,它的耐土壤腐蚀性能略好;纯铜和电镀铜包钢的腐蚀机制存在一定的差异,纯铜的腐蚀行为受扩散控制影响较大.     

交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响

通过极化曲线测试、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响.随交流电流密度的增加,钝化区宽度明显变窄,点蚀击破电位负移,维钝电流密度增大,腐蚀速率增加.在低交流电流密度下（<100 A·m^-2）,维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均略增加;在高交流电流密度下（≥100 A·m^-2）,维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均快速增加.     

溶胶-凝胶技术提高不锈钢抗高温氧化及铝合金阳极氧化膜的耐蚀性能

采用溶胶-凝胶法在不锈钢基体表面制备ZrO₂和Al₂O₃涂层,并对铝合金阳极氧化膜进行封孔处理.采用高温循环氧化法研究ZrO₂和Al₂O₃涂层抗高温氧化性能,通过电化学阻抗谱和剥蚀法分析溶胶-凝胶法封孔后铝合金氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明：ZrO₂和Al₂O₃涂层的抗高温氧化性能随涂层厚度增加而提高;铝合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能也随封孔次数的增加而提高,但当封孔处理超过8次后,阻抗值和腐蚀程度基本不随封孔次数发生变化;实施相同次数封孔处理后,Al₂O₃溶胶的封孔效果略优于ZrO₂溶胶的封孔效果.     

库尔勒土壤环境中X70管线钢剥离涂层下的腐蚀特征

利用矩形剥离缝隙模型研究了库尔勒土壤模拟溶液中X70管线钢剥离涂层下的滞留液化学特征以及X70钢腐蚀特征.随着浸泡时间的延长,缝内滞留液的p H值逐渐下降直至稳定.Cl^-在缝内滞留液中有不同程度的聚集,其中在缝隙底部的质量浓度最高.SO₄^2-的质量浓度在腐蚀初期表现为随距离增加而降低,到腐蚀后期表现为随距离增加而升高.HCO₃^-和NO₃^-的质量浓度从漏点至缝底有小幅降低.阳离子的质量浓度变化不明显.缝内X70钢的腐蚀形貌表现为明显的点蚀,且随距漏点距离的增加,点蚀越严重.     

导弹发射装置充气阀失效分析

导弹发射装置充气阀在沿海环境下服役后发生爆裂,导致充气阀和气瓶瓶体分离.采用断口宏观及显微观察、金相组织分析、能谱分析等方法对失效原因进行了综合分析.结果表明:充气阀选材不合理,对应力腐蚀较敏感;充气阀存放于沿海地区,具有潮湿的盐雾气氛,在内部高压和装配预紧力的作用下,于螺纹退刀槽根部产生拉应力,导致故障件存储了一段时间后发生应力腐蚀开裂.本研究对后续产品的试验和生产提出了一些有效的建议,同时采取有效措施,使用15-5PH替换原充气阀材料.该故障原因分析及纠正措施为今后导弹发射装置充气阀材料选用及工程应用提供了依据和经验.     

发动机磁性检屑器异常表面分析

航空发动机新机交付装机时,发现辅助齿轮箱下磁性检屑器铝合金表面异常,检屑器孔口及内部液体中出现大量白色物质.通过对磁性检屑器异常表面形貌观察、能谱分析、化学滴定法分析确认了磁性检屑器异常表面属碱性介质引起的腐蚀,腐蚀产物为Na、Al形成的盐类物质,以及Al、Mg形成的Al(OH)₃、Mg(OH)₂的混合物.通过滑油分析、发动机装配情况调查、APC-Ⅰ型水基清洗剂成分分析及加速模拟试验,证明造成磁性检屑器发生腐蚀的介质为装配时进入齿箱的APC-Ⅰ型水基清洗剂.     

考虑温室效应的氯盐环境下RC桥梁锈胀开裂性能预测

使用大气气候变化数据,改进了氯离子作用下腐蚀开始时间模型和腐蚀电流密度模型,分析了全球变暖(CO₂浓度和温度)对RC桥梁在氯离子腐蚀作用下的锈胀开裂性能影响。考虑腐蚀影响的性能预测参数如气候变化、氯离子浓度、氯离子扩散过程、温度、湿度、结构尺寸参数、钢筋位置和性能退化机制等具有随机性和时变性,发展了基于时变可靠度理论的预测方法来预测RC桥梁在将来全球变暖作用下以及氯盐环境下将来服役100年内的开始腐蚀风险和平均锈胀开裂概率。研究发现：1) 在预测氯离子腐蚀效应时,大气气候变化温室效应能够恶化混凝土腐蚀损伤效应,在预测时需要计入其效应;2) 在浪溅区环境下的开始腐蚀概率和锈胀开裂比例比海岸线大气区环境下分别高了127%和140%,当结构位于距离海岸线1km以上区域时锈胀开裂比例降低到1%;3) 对于保护层厚度为20mm和水灰比为0.55的混凝土,在将来100年内的开裂概率为0.893,这意味着大多数混凝土结构在服役期存在腐蚀损伤现象,将来需要大量的维修和维护工作。这些信息能够为决策人员应对温室效应和氯离子腐蚀对土木工程的影响做出应对措施提供支持。     

锈蚀预应力混凝土梁承载力及破坏模式研究

为提高锈蚀钢筋混凝土(RC)结构抗弯承载力评估精度,该文综合考虑锈蚀RC结构几何尺寸、钢筋截面积及力学性能、混凝土强度、粘结性能等因素,提出了基于改进粒子滤波(PF)算法的抗弯承载力模型参数更新及预测方法。通过生成大量的粒子以表征承载力退化过程中模型参数的不确定性,从选择不同建议密度函数的角度改进PF算法以解决传统PF算法中粒子退化的问题,分别采用PF、扩展粒子滤波(EPF)、无迹粒子滤波(UPF)算法对模型参数进行估计与更新,实现了锈蚀RC结构抗弯承载力的有效预测。结果表明：随着钢筋锈蚀率的增加,RC结构的抗弯承载力逐渐降低。基于改进PF算法的锈蚀RC结构抗弯承载力预测方法因考虑了模型参数更新使得预测结果更接近试验数据。基于EKF和UKF的改进PF算法可有效抑制粒子退化,其预测精度较PF算法更高;锈蚀RC结构抗弯承载力预测精度随着训练数据及粒子数的增加而提高。