1936年1月24日，在美國長島海峽，一艘平底油船沉沒在波濤洶涌的大海中，船上載有50萬加侖的燃油。對于美國國家海洋和大氣管理局的官員們來說，沉沒的船只被稱為“城市服務4號”，使潮汐河口面臨污染的巨大危險。船只結構的腐蝕問題竟有可能是造成這次燃油泄漏的原因？
 

    圖注1：沉沒的亞利桑納號戰列艦位于美國夏威夷珍珠港和?？仿摵匣兀?br /> 其鳥瞰圖顯示燃油是從戰艦腐蝕的船體泄漏出來的。
 

    圖2：美國海岸警衛隊學院學員第1節課上Jamie Waterman和Dylan Finneran
在準備海水中樣品腐蝕速率分析時使用了恒電位儀。
 

    圖3：美國海岸警衛隊學院學員第1節課上Jamie Waterman和Dylan Finneran
依據恒電位儀的多次測量結果，采用電化學理論計算腐蝕速率。

    “城市服務4號”的船體和鉚釘結構同海軍戰艦亞利桑納號戰列艦相似。1941年12月7日日本轟炸珍珠港時炸死了1177人，亞利桑納號戰列艦現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，使這艘船成為腐蝕速率分析研究的理想對象。

    2015年2月，美國國家公園管理局將亞利桑納號戰列艦船體和鉚釘樣品運輸到美國海岸警衛隊學院，由一隊海洋環境科學專業的學員對其進行分析。3位高級別的學員努力尋找亞利桑納號戰列艦在環太平洋地區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，美國海岸警衛隊學院腐蝕與材料老化研究中心的教員和高級別的學員，被美國內布拉斯加大學一項分析亞利桑納號戰列艦船體結構腐蝕速率的研究項目所吸引。

    美國海岸警衛隊學院化學教授Rich Sanders上校表示，“因為油船有可能帶來污染，對長島海峽造成巨大危害，我們已經決定使用科學家和工程師曾對亞利桑納號戰列艦所采用的同樣溫和、非破壞性的方法來研究這一失事船只”。

    在學員團隊使用亞利桑納號戰列艦腐蝕速率的時候，Rich Sanders上校給出了他的建議。學員團隊的領導者Dylan Finneran說：“特別是，我們通過建立塔菲爾曲線測定模型來測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隊，去理解美國康涅狄格州新倫敦市附近的Coits灣其他失事船只結構劣化的可能。”

    學員們針對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行的幾個項目中的其中一個。該中心的教員和學員從技術腐蝕合作項目經費中獲益，這個項目是美國國防部腐蝕政策與監督辦公室資助的，幫助高效拓寬腐蝕科學與工程研究，以有益于海岸警衛隊和國防部的方式培養學生。

    在研究亞利桑納號戰列艦和城市服務4號的過程中，Dylan Finneran同其他學員Christian Von Stralendorff 和Jamie Waterman組隊，共同探討一些關于電化學腐蝕的關鍵問題，在舊的軍用和商用船上分析結構劣化的材料科學家常常提到這些電化學腐蝕相關的問題。

    他們的團隊提出了這些問題：用鉚釘固定的船體的各個組件的金屬之間的相互作用，會影響亞利桑納號戰列艦的腐蝕過程嗎？引申開來，船用鋼板和鉚釘之間的相互作用在其他船上也會出現嗎？如果是這樣的，這些是不是應該考慮到的原因呢？

    今年春天在實驗室，學員們使用恒電位儀開始測定海水中金屬樣品的腐蝕速率。在測量產生的電流的時候，這些電子設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：“現在，學員們正在發展和完善他們的實驗步驟和方法，使產生的可再生的腐蝕速率數據和文獻中記錄的數據相一致。”

    學員們也會檢測溫度、鹽度、溶解氧和PH值對腐蝕速率的影響。Rich Sanders上校說：“這些檢測結果，也是以文獻中的記錄為參考的，在他們使用從不同海域、不同深度和一年中不同時間采集的海水樣品進行腐蝕速率求值的時候，這些檢測結果將會是非常有用的。在學員們研究腐蝕速率季節性影響的時候，或是建立河口條件模型的時候，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境、生物污染或沉淀的時候，運用這些變量，有可能是非常有用的。”

    從長遠來看，這一團隊將會檢測20世紀早期建成的其他船只的船體和鉚釘樣片，包括海岸警衛隊學院自己的訓練船。Dylan Finneran說：“這次，我們正在準備從美國海岸警衛隊鷹號巡邏艦獲取的樣品，我們非常幸運將有機會學習用于建造它的鋼材的一手信息，在我們識別和獲取其他來源的樣品的時候，我們將對樣品進行評估。”

    Rich Sanders上校表示：“除了給予學員們一個在沉船現場工作的機會，這一研究也使他們成為海岸警衛隊為評估沉船帶來的環境威脅的更為廣泛的努力中的一部分，提高他們對腐蝕和由腐蝕帶來的廣泛影響的理解和認識水平。”

責任編輯：李玲珊

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