1936年1月24日，在美國(guó)長(zhǎng)島海峽，一艘平底油船沉沒(méi)在波濤洶涌的大海中，船上載有50萬(wàn)加侖的燃油。對(duì)于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的官員們來(lái)說(shuō)，沉沒(méi)的船只被稱(chēng)為“城市服務(wù)4號(hào)”，使潮汐河口面臨污染的巨大危險(xiǎn)。船只結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題竟有可能是造成這次燃油泄漏的原因？
 

    圖注1：沉沒(méi)的亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦位于美國(guó)夏威夷珍珠港和希卡姆聯(lián)合基地，
其鳥(niǎo)瞰圖顯示燃油是從戰(zhàn)艦腐蝕的船體泄漏出來(lái)的。
 

    圖2：美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院學(xué)員第1節(jié)課上Jamie Waterman和Dylan Finneran
在準(zhǔn)備海水中樣品腐蝕速率分析時(shí)使用了恒電位儀。
 

    圖3：美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院學(xué)員第1節(jié)課上Jamie Waterman和Dylan Finneran
依據(jù)恒電位儀的多次測(cè)量結(jié)果，采用電化學(xué)理論計(jì)算腐蝕速率。

    “城市服務(wù)4號(hào)”的船體和鉚釘結(jié)構(gòu)同海軍戰(zhàn)艦亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦相似。1941年12月7日日本轟炸珍珠港時(shí)炸死了1177人，亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦現(xiàn)如今只是屬于這些遇難者的一座神圣的陵墓。依舊有燃油從其受損的船體滴出來(lái)，使這艘船成為腐蝕速率分析研究的理想對(duì)象。

    2015年2月，美國(guó)國(guó)家公園管理局將亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦船體和鉚釘樣品運(yùn)輸?shù)矫绹?guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院，由一隊(duì)海洋環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)員對(duì)其進(jìn)行分析。3位高級(jí)別的學(xué)員努力尋找亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦在環(huán)太平洋地區(qū)的腐蝕傾向同東北大西洋海岸幾艘失事船只的相似之處。

    去年，美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院腐蝕與材料老化研究中心的教員和高級(jí)別的學(xué)員，被美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)一項(xiàng)分析亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦船體結(jié)構(gòu)腐蝕速率的研究項(xiàng)目所吸引。

    美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院化學(xué)教授Rich Sanders上校表示，“因?yàn)橛痛锌赡軒?lái)污染，對(duì)長(zhǎng)島海峽造成巨大危害，我們已經(jīng)決定使用科學(xué)家和工程師曾對(duì)亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦所采用的同樣溫和、非破壞性的方法來(lái)研究這一失事船只”。

    在學(xué)員團(tuán)隊(duì)使用亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦腐蝕速率的時(shí)候，Rich Sanders上校給出了他的建議。學(xué)員團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者Dylan Finneran說(shuō)：“特別是，我們通過(guò)建立塔菲爾曲線(xiàn)測(cè)定模型來(lái)測(cè)定海水中的金屬腐蝕速率。我們期望這些腐蝕速率模型能幫助我們和海岸警衛(wèi)隊(duì)，去理解美國(guó)康涅狄格州新倫敦市附近的Coits灣其他失事船只結(jié)構(gòu)劣化的可能。”

    學(xué)員們針對(duì)失事船只腐蝕速率的研究是腐蝕與材料退化研究中心正在進(jìn)行的幾個(gè)項(xiàng)目中的其中一個(gè)。該中心的教員和學(xué)員從技術(shù)腐蝕合作項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)中獲益，這個(gè)項(xiàng)目是美國(guó)國(guó)防部腐蝕政策與監(jiān)督辦公室資助的，幫助高效拓寬腐蝕科學(xué)與工程研究，以有益于海岸警衛(wèi)隊(duì)和國(guó)防部的方式培養(yǎng)學(xué)生。

    在研究亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦和城市服務(wù)4號(hào)的過(guò)程中，Dylan Finneran同其他學(xué)員Christian Von Stralendorff 和Jamie Waterman組隊(duì)，共同探討一些關(guān)于電化學(xué)腐蝕的關(guān)鍵問(wèn)題，在舊的軍用和商用船上分析結(jié)構(gòu)劣化的材料科學(xué)家常常提到這些電化學(xué)腐蝕相關(guān)的問(wèn)題。

    他們的團(tuán)隊(duì)提出了這些問(wèn)題：用鉚釘固定的船體的各個(gè)組件的金屬之間的相互作用，會(huì)影響亞利桑納號(hào)戰(zhàn)列艦的腐蝕過(guò)程嗎？引申開(kāi)來(lái)，船用鋼板和鉚釘之間的相互作用在其他船上也會(huì)出現(xiàn)嗎？如果是這樣的，這些是不是應(yīng)該考慮到的原因呢？

    今年春天在實(shí)驗(yàn)室，學(xué)員們使用恒電位儀開(kāi)始測(cè)定海水中金屬樣品的腐蝕速率。在測(cè)量產(chǎn)生的電流的時(shí)候，這些電子設(shè)備可以將電子推到金屬中，也可以將金屬中的電子拉出去。Rich Sanders上校說(shuō)：“現(xiàn)在，學(xué)員們正在發(fā)展和完善他們的實(shí)驗(yàn)步驟和方法，使產(chǎn)生的可再生的腐蝕速率數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)中記錄的數(shù)據(jù)相一致。”

    學(xué)員們也會(huì)檢測(cè)溫度、鹽度、溶解氧和PH值對(duì)腐蝕速率的影響。Rich Sanders上校說(shuō)：“這些檢測(cè)結(jié)果，也是以文獻(xiàn)中的記錄為參考的，在他們使用從不同海域、不同深度和一年中不同時(shí)間采集的海水樣品進(jìn)行腐蝕速率求值的時(shí)候，這些檢測(cè)結(jié)果將會(huì)是非常有用的。在學(xué)員們研究腐蝕速率季節(jié)性影響的時(shí)候，或是建立河口條件模型的時(shí)候，亦或是探查其他可能改變含氧量和PH值的因素如含氧量低的水環(huán)境、生物污染或沉淀的時(shí)候，運(yùn)用這些變量，有可能是非常有用的。”

    從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這一團(tuán)隊(duì)將會(huì)檢測(cè)20世紀(jì)早期建成的其他船只的船體和鉚釘樣片，包括海岸警衛(wèi)隊(duì)學(xué)院自己的訓(xùn)練船。Dylan Finneran說(shuō)：“這次，我們正在準(zhǔn)備從美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)鷹號(hào)巡邏艦獲取的樣品，我們非常幸運(yùn)將有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)用于建造它的鋼材的一手信息，在我們識(shí)別和獲取其他來(lái)源的樣品的時(shí)候，我們將對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)估。”

    Rich Sanders上校表示：“除了給予學(xué)員們一個(gè)在沉船現(xiàn)場(chǎng)工作的機(jī)會(huì)，這一研究也使他們成為海岸警衛(wèi)隊(duì)為評(píng)估沉船帶來(lái)的環(huán)境威脅的更為廣泛的努力中的一部分，提高他們對(duì)腐蝕和由腐蝕帶來(lái)的廣泛影響的理解和認(rèn)識(shí)水平。”

責(zé)任編輯：李玲珊

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