海水环境中组合电位极化对铁氧化菌腐蚀的影响

采用电化学测试、扫描电镜、激光共聚焦显微镜、Raman光谱等手段研究了-850 mV (vs. SCE,下同)转-1050 mV和-1050 mV转-850 m V组合电位阴极极化对X65钢在含铁氧化菌(IOB)的海水中腐蚀的影响。结果表明:两种组合电位极化都对IOB腐蚀有一定抑制作用;极化与开路电位下X65钢腐蚀产物种类差别不大,含量有区别。-1050 mV极化可以抑制IOB附着但不能完全去除已形成的生物膜,这是-1050 mV转-850 m V极化保护效果优于-850 mV转-1050 m V极化的原因。     

壳聚糖在海水混凝处理过程中的助凝作用研究

将天然高分子絮凝剂壳聚糖(CTS)与无机絮凝剂FeCl3协同使用,混凝处理渤海湾近岸海水,考察了壳聚糖投加量、pH值和沉降时间对浊度和其它污染物去除效果的影响。试验结果表明,CTS对FeCl3助凝效果显著,与单独使用FeCl3相比,其浊度、化学耗氧量(CODMn)和总磷(TP)去除率分别提高了8.3%、9.6%和9.4%。FeCl3与CTS协同使用还可明显改善絮体的沉降性能,缩短沉淀时间。综合考虑各项主要技术指标,其海水混凝适宜条件为m(FeCl3)/m(CTS)=15.0。     

海水淡化及其对经济持续发展的作用

经济增长、人口增加以及水体的污染,导致我国当前淡水资源严重短缺,成为经济持续发展的重要障碍。本文评述了国内外缺水的现状,系统介绍了国内外海水淡化技术的发展形势和应用规模,以及本科研组近年来在海水淡化方面的研发成果。到2009年全世界已有150个国家应用海水淡化技术,数亿人饮用或使用淡化水,淡化水以年增长率10%~12%的速度增加。10年来我国海水淡化厂的投建,以及相关产业迅速发展,使我国成为国际前十大淡化技术应用市场之一。但我国在海水淡化产业方面仍处于初期阶段,设备制造业和大型装置的开发设计能力与国际先进水平差距尚大。还需进一步加大投入,并通过国际合作加快进入国际水准的技术领域和市场竞争。     

超细材料强化混凝去除海水中腐殖酸的研究

采用纳米SiO2超细粉末、FeCl3和聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除海水中的腐殖酸。结果表明,FeCl3和PAC复配,使铝系絮凝剂良好的分散性与铁系絮凝剂优良的沉降性得到了较好协同效果,浊度和腐殖酸的去除率均好于两者单独使用。两者最适宜配比为:m(Fe)/m(Al2O3)=2,投加超细粉末强化混凝,浊度和腐殖酸的去除率分别可以达到94%和95%,并可以有效地改善絮体的沉降性能,缩短沉淀时间,使絮体和水体分离的更为彻底,水体上部几乎无悬浮物,对进水温度和pH值的适用范围广。     

壳寡糖对Q235钢在海水中的缓蚀性能

采用腐蚀浸泡试验,扫描电子显微镜以及电化学试验法等研究了海水中壳寡糖(COS)及其与无机缓蚀剂复配后对Q235钢的缓蚀作用。电化学试验结果表明:单独添加COS时,缓蚀率最大为65.73%;当COS与NaNO_2复配添加时,其协同缓蚀率为90.67%,为阳极型缓蚀剂;而当COS与Na_2MoO_4复配时,缓蚀率最大只能达到71.65%,且两者发生了抑制作用。腐蚀浸泡试验结果表明:当COS与NaNO_2复配使用时,其缓蚀率最佳,为85.90%。COS在Q235钢表面发生单分子吸附,为自发进行的化学吸附,从而起到缓蚀作用,该吸附符合Langmuir模型。     

TiN、TiCN和CrN涂层在海水环境下的摩擦学性能

为提高海洋机械系统关键摩擦零部件的摩擦学性能,分别用多弧离子镀制备的TiN、TiCN和CrN涂层进行其表面防护。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)表征涂层的结构,用纳米压痕和划痕仪测试其硬度和结合力,并用UMT-3往复式摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。结果表明,在海水环境中CrN涂层具有最低的摩擦因数。TiN和TiCN涂层已被磨穿,而CrN涂层在海水中最大磨痕深度为1.5μm左右,表明CrN在海水环境中具有良好的耐磨性。CrN涂层在海水中涂层的磨损率小于在蒸馏水中,说明海水的腐蚀作用在磨损过程中不明显,而海水环境良好的润滑性能起了主导作用,导致磨损率较低,这表明CrN涂层在海水环境中主要的磨损机理为机械磨损。     

Time Dependence of Tribocorrosion Behavior for Stainless Steel and Alumina Tribocouples in Seawater

Tribocorrosion is an important phenomenon encountered in many practical engineering situations, resulting in accelerated materials degradation and serious economic losses. In this work, pin-on-disk friction experiments were carried out in seawater to investigate the dependence of tribocorrosion on time. As rubbing proceeded, the mass loss rate of 304SS decreased, and the dominant wear mechanism changed from abrasion to delamination. In addition, during tribocorrosion, friction-induced α′-martensite would be transformed at room temperature. The volume fraction of transformed martensite was determined by test time, which played a dual role in accelerating corrosion and reducing wear. Additionally, the synergistic effect between corrosion and wear was analyzed; the main causes of 304SS degradation during tribocorrosion were pure mechanical wear and corrosion accelerated wear.     

海水脱硫曝气池钢筋混凝土的腐蚀与防护

以发电厂海水脱硫曝气池内防腐工程为例对钢筋混凝土建筑物的腐蚀机理和腐蚀检测方法作了介绍,并就曝气池表面涂装有机涂层的设计及施工方法作了重点探讨。     

冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究

本文通过对暴露长达10年的表面涂层混凝土试件和青岛市胶州湾大桥实体结构进行涂层粘结强度、氯离子浓度等测试,对涂层应用在混凝土结构上的长期防护效果进行了研究。结果表明:在冰冻海水环境暴露10年后,大气区、浪溅区和水变区混凝土表面涂层的粘结强度均超过1.5 MPa,符合现行规范要求;在浪溅区和大气区环境下,涂层对海工混凝土的长期防护效果较好,但在水变区环境下涂层的防护效果相对较差;有涂层混凝土试件的表观氯离子扩散系数与无涂层混凝土在水变区环境下已无明显差别;大桥实体结构中有涂层混凝土的表面氯离子浓度较无涂层混凝土降低了2.3~3.9倍,且涂层对于实体结构的抗氯离子长期侵蚀效果稍弱于小尺寸混凝土试件。     

沸石对海水拌合超高性能混凝土性能的影响

利用沸石部分或完全(体积分数为0%、50%、100%)取代海水拌合超高性能混凝土(UHPC)中的河砂,对比研究了沸石对海水拌合UHPC宏观和微观性能的影响。结果表明,海水拌合促进UHPC的水化,从而缩短UHPC的凝结时间,提高UHPC的抗压强度和自收缩,而沸石吸收氯离子会抑制氯离子的加速水化作用,使海水拌合UHPC的凝结时间延长,抗压强度降低。此外,沸石的内养护作用可以有效改善海水拌合UHPC的自收缩,且效果比在淡水拌合UHPC中更好,这主要是因为沸石在海水拌合UHPC中释水的时间更早且更长。由于多孔沸石的强度低于河砂,所以UHPC的早期抗压强度随着沸石含量的增多而逐渐降低,养护至28 d后,沸石的内养护作用优化了界面过渡区,从而促使后期硬化浆体进一步密实。