深海环境中的材料腐蚀与防护研究进展

发布时间：2019-11-30 01:21

【摘要】：论述了溶氧量、压力、盐度、温度和流速等深海环境因素的特点及对金属和合金等材料的影响,得出了这些因素是影响深海环境下金属及合金材料腐蚀重要因素的结论。阐述了深海环境下金属和合金材料的腐蚀现状,介绍了点蚀、缝隙腐蚀、隧道腐蚀和应力腐蚀这4种常见的腐蚀类型,并给出了预防和减少深海环境下金属及合金材料腐蚀的几种常见措施。
【图文】：

的点蚀，因为它大多数情况下不会存在于金属的表面，但是会以表面点蚀为起点，向表面周围及内向进行扩展，会在表面形成一种未受腐蚀的表面薄膜。图2是我国南海某海域浮球定位架上的美标304不锈钢杆腐蚀后的形貌照片，可明显看到隧道腐蚀的情况。304不锈钢放在1615m的海底暴露1064d，同时将301不锈钢和美标304不锈钢暴露在5300m的深海1064d后取出，发现在不同深度下不同材料的隧道腐蚀速率是不一样的[35]。4.5应力腐蚀应力腐蚀造成材料断裂会给深海设备造成最严重的后果，它是金属材料在拉应力和特定的环境下图1渤海某油田碳钢挂片表面的点蚀形貌的SEM像[29]Fig.1SEMimagesofsurfacepittingmorphologyofsteelcouponexposedinanBohaioilfield[29]图2浮球定位架上304不锈钢腐蚀情况[34]Fig.2Appearancesof304stainlesssteelafter1aexposureindeep-seaenvironment[34]16

1期曹攀等：深海环境中的材料腐蚀与防护研究进展共同作用造成的。在没有发生断裂之前，拉应力和腐蚀介质共同对金属作用，材料在几乎不发生任何形变的情况下发生断裂，危害性极大。图3为南海500m水深处的卸扣应力腐蚀断裂全貌和裂口放大后的图片。目前，有关金属材料在深海所造成的应力腐蚀文献不多，但是由于应力腐蚀造成的危害已经引起了国内外学者的关注。15-7AMV和RH1150不锈钢在1720m的深海下暴露751d后发生断裂，AISI300系列不锈钢在762和1830m深的海水中暴露不同的时间则不会发生应力腐蚀断裂[32]。深海中不同系列的铝合金应力腐蚀研究表明：选择屈服强度为50%和75%的应力，在760m的深海中暴露402d，除7000系外其他系列铝合金均无应力腐蚀敏感性。7000系铝合金中7075，7079和7178合金存在应力腐蚀开裂现象[37]。这说明材料的应力腐蚀和材料的材质有关。另外，由于不锈钢等金属材料在不同的海水深度下也会造成力学性能的改变，有些金属其抗拉强度、屈服强度和伸长率经过一段时间后都会发生明显降低，这将严重影响不锈钢等金属材料在深海中的应用，但是还不确定随深度增加其机械强度的变化情况。4.6厌氧型还原菌带来的腐蚀微生物对金属的腐蚀危害已经日益受到人们的重视，特别是无氧或低含氧的环境中能大量繁殖生长的SRB，在缺氧的条件下，SRB产生阴极去极化作用，使SO42+氧化被吸附的H，从而加快了析氢腐蚀反应。SRB的代谢产物也会加速深海材料的腐蚀，King等[38]发现，代谢产物中浓度较高的Fe2+对低碳钢厌氧腐蚀有促进作用，低碳钢腐蚀速率随SRB产生的H2S浓度而改变。因此，深海中SRB的存在能明显加速金属腐蚀，导致深海航行器、输油管线、注水管线等设备发生局部腐蚀穿孔现象，造成较大的

【参考文献】

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【共引文献】

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