严酷海洋大气环境下玻璃纤维复合材料腐蚀老化规律研究

目的 研究严酷海洋大气环境下,玻璃纤维增强树脂基复合材料的腐蚀老化规律.方法 通过实海大气环境试验,分析了南海岛礁大气环境下,复合材料暴露不同周期后的腐蚀形貌特征以及力学性能变化规律,建立了腐蚀老化性能预测灰色模型GM(1,1),并与青岛、厦门和三亚等典型海洋大气环境进行对比研究.结果 随暴露时间的增长,南海岛礁大气环境下的复合材料发生严重的纤维裸露,其弯曲强度呈下降趋势,基于弯曲强度建立的灰色模型GM(1,1)精度达到1级;与其他典型海洋大气环境相比,随着纬度的降低,复合材料的弯曲强度呈下降趋势.结论 灰色模型GM(1,1)对复合材料在岛礁等严酷海洋大气环境下的腐蚀老化性能预测精度较高.影响复合材料性能的最主要环境因素为辐照,其次为相对湿度和温度.     

阳极化对SP700钛合金/2A12铝合金偶对电偶腐蚀影响研究

目的 研究阳极化处理对SP700钛合金与2A12铝合金电偶对的腐蚀行为和机理的影响。方法 采用电化学极化曲线测试法对阳极氧化处理前后的SP700钛合金的耐蚀性能进行初步研究,并以此作为边界条件,采用有限元数值模拟的方法,对不同状态的SP700钛合金与2A12铝合金组成的偶对电偶腐蚀情况进行模拟计算。同时,开展电偶对的电偶腐蚀试验,对模拟结果进行验证。此外,通过对电偶腐蚀后的试件表面微观形貌进行表征,进一步分析不同电偶对的腐蚀规律差异。结果 SP700钛合金阳极氧化前的自腐蚀电位为‒283 mV,腐蚀电流密度为6.164×10^‒9 A/cm²;氧化后的自腐蚀电位为‒270 mV,腐蚀电流密度为8.589×10^‒10 A/cm²。SP700钛合金阳极氧化前与2A12铝合金的试验和仿真平均电偶电流密度分别为6.81、6.76 μA/cm²;SP700钛合金阳极氧化后与2A12铝合金的试验和仿真平均电偶电流密度分别为2.58、2.54 μA/cm²。结论 SP700钛合金表面阳极化处理可有效降低与铝合金之间电偶腐蚀的敏感性。     

典型舰船用金属材料腐蚀与防护研究进展

针对舰船用金属材料在复杂海洋环境下存在的腐蚀问题,概述了舰船用金属材料腐蚀与防护的相关研究进展。介绍了合金钢、铜合金、钛合金和铝合金这些典型舰船用金属材料的常用类型和使用场所,阐述了舰船用金属材料所处不同海洋区带内的腐蚀环境特征,以及点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀和应力腐蚀开裂等舰船用金属材料常发生的腐蚀类型。综述了目前对舰船用金属材料腐蚀防护采取的措施,重点关注了表面涂镀层和改性技术的研究进展。最后,提出了舰船用金属材料腐蚀防护未来的研究方向,需从加强腐蚀机理研究、建立腐蚀数据库和发展新型表面腐蚀防护技术3方面入手。     

碳纤维复合材料-钢电偶腐蚀研究

目的 研究碳纤维复合材料与船体钢的电偶腐蚀行为.方法 采用T700碳纤维复合材料-10CrNiCu钢电偶对在3.5％NaCl溶液中的浸泡实验、电化学试验及实验后的腐蚀形貌分析,对比测定了电偶对中10CrNiCu钢的腐蚀速度,分析了电偶对的腐蚀行为.结果 碳纤维与10CrNiCu钢的开路电位差高达850 mV以上,当它们连接形成电偶对时,碳纤维对10CrNiCu钢有很强的电偶效应.当碳纤维的面积与钢的面积比为1:1时,可使10CrNiCu钢的腐蚀速度至少增大约1.5倍.结论 碳纤维单独在3.5％NaCl溶液中的电位基本是氧去极化的平衡电位,当碳纤维复合板与钢连接形成腐蚀电池时,显著促进了氧去极化反应,从而显著促进了钢的腐蚀.     

树脂基复合材料模拟海洋环境长期老化及失效行为

目的 实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测。方法 选取玻璃纤维增强不饱和聚酯(GF/197S)与玻璃纤维增强乙烯基脂(GF/905-2)2种树脂基轻质复合材料,开展模拟海洋环境实验室盐雾、湿热和盐水浸泡环境9 600 h的加速老化试验。基于4种力学性能(拉伸强度、弯曲强度、压缩强度及层间剪切强度)开展材料老化行为规律研究,利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对树脂基体在3种加速老化环境中的分子链段与官能团变化情况进行分析,得到基体树脂的老化机理。利用外观、超声扫描成像、SEM分析树脂纤维界面的变化情况,明确树脂/纤维界面的失效模式。利用差示扫描量热分析(DSC)与热重分析(TG)分析3种加速老化方式对玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRPC)的玻璃化转变温度(tg)与热质量损失的影响。结果 3种老化方式对树脂基体的老化影响顺序依次为70 ℃/95%RH湿热、35 ℃盐雾、常温盐水浸泡。结论 得到了先进轻质树脂基复合材料的模拟海洋环境老化行为、失效模式以及树脂基体的老化机理,为实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测奠定了基础。     

先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状,对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论,对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析,根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果,综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响,探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金电偶腐蚀研究

目的研究电偶腐蚀行为。方法根据飞机服役过程中面临的典型气候条件,对T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金连接在不同环境温度(0,10,20,30,40℃)、不同p H值(3,5,7)和不同质量分数(3.5%,7%,10%Na Cl溶液)电解质溶液条件下进行电偶腐蚀实验,并分析各参数对电偶腐蚀的影响规律和电偶腐蚀对材料的影响。结果随着电解质溶液温度、Na Cl浓度的升高和p H值(限酸性环境)的降低,腐蚀电流逐渐增大。结论电偶腐蚀过程对复合材料影响不大,铝合金腐蚀破坏加重。     

先进复合材料的腐蚀及与金属偶接的相容性原则

通过总结和分析目前国内外碳纤维环氧复合材料腐蚀研究的现状，对碳纤维及其环氧复合材料的基本特点和电化学特性进行了讨论，对电偶腐蚀基本规律及理论进行初步的分析，根据电化学极化理论、腐蚀热力学及动力学理论、现代表面和界面分析技术的研究成果，综合分析碳纤维环氧复合材料对偶接金属腐蚀行为及规律的影响，探讨复合材料与金属电偶腐蚀的相容性原则。     

用ACM技术评估低合金钢大气腐蚀及环境腐蚀严酷性

将低合金钢与铜偶合．制成Cu／Fe电偶腐蚀电池(ACM),通过薄液膜下的ACM技术．研究了4种低合金钢的大气腐蚀行为差异,研究结果与其在典型大气环境下的曝露腐蚀结果一致。通过在江津、宜昌(三峡坝区)、武汉三地的ACM长期监测和环境因素监测获得了3个典型环境下ACM腐蚀电量与环境因素之间的多元线性回归分析方程．并与Q235钢在上述3个地区的大气曝露腐蚀试验所获得的结果进行了比较．探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性的可能性。     

海南湿热海洋大气环境Q235钢腐蚀行为研究及严酷度评估

目的 探究我国典型湿热海洋大气环境特征，以Q235钢为标杆材料，评估并可视化展示海南湿热海洋大气环境严酷度。方法 以海南岛为典型湿热海洋地区，基于分布全岛全域的13个站点开展自然大气环境试验，采集各站点大气环境数据与Q235钢材料性能数据。通过分析表观形貌、腐蚀质量损失等性能，探究Q235钢在海南大气环境的腐蚀行为规律及其在全岛不同区域的腐蚀程度差异。基于大气环境因素与Q235钢腐蚀行为间相关性研究，筛选腐蚀敏感环境因素，构建“腐蚀质量损失-敏感环境因素”映射模型。基于Q235钢海南各地区腐蚀质量损失数据，通过Griddata插值，计算绘制腐蚀质量损失分布地图。结果 掌握了Q235钢在海南各地区腐蚀行为差异，可视化展示了海南大气腐蚀严酷度。结论 影响Q235钢海南地区腐蚀的敏感环境因素为离海距离及湿度大于80%的时间。海南地区沿海岸及东部地区大气环境腐蚀严酷度高，中部及西部地区严酷度低。     

飞机继电器腐蚀防护与控制要求

为解决飞机继电器因腐蚀而导致性能退化甚至失效的问题,从飞机继电器的设计、制造、检查和修理等方面提出腐蚀防护与控制要求.首先,针对继电器的使用环境、腐蚀特点,在继电器常见腐蚀失效模式基础上,提出了继电器腐蚀防护与控制的一般要求;其次,从材料选择、表面防护、密封设计、零件加工和装配工艺等方面提出腐蚀防护设计和制造要求;再次,按照检查准备、检查程序、检查标准、电气性能检查、腐蚀修理等步骤,研究制定了飞机继电器腐蚀检查与修理要求;最后,结合飞机日益严峻的腐蚀损伤现状,对继电器在使用过程中的腐蚀预防与控制方法进行了探索研究.     

飞机结构腐蚀监测技术现状及发展趋势

简要介绍了腐蚀监测技术的分类,阐述了飞机结构腐蚀监测几种常用技术的工作原理,从技术角度分析了其优缺点,重点介绍了新型腐蚀监测系统的研发及其应用现状,根据我国飞机使用特点与工程实际情况,阐明了腐蚀监测技术的发展及主要应用方向。     

基于边界元方法的缓蚀剂对结构电偶腐蚀缓蚀效果研究

目的研究THFS-10软膜缓蚀剂和THFS-15长效硬膜缓蚀剂在海洋环境下对于海军某型装备结构电偶腐蚀的缓蚀效果。方法采用等效浸泡测量法,得到ZL115-T5铸铝合金、30Cr Mn Si A钢以及C41500海军黄铜在不同条件下的极化曲线和交流阻抗谱。以此为边界条件,基于边界元方法,对涂覆缓蚀剂后结构的电偶腐蚀行为进行仿真,对比分析两种缓蚀剂对该异种金属连接结构电偶腐蚀的缓蚀效果。结果 THFS-15能够显著减轻上述三种不同材料偶合时的电偶腐蚀,THFS-10则在在一定程度上加速了三者之间的电偶腐蚀。结论根据仿真结果,给出了THFS-10和THFS-15两种缓蚀剂的具体使用建议和注意事项。     

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析

目的对硫磺回收装置的腐蚀机理进行细化研究。方法研究NH4HS垢下腐蚀、CO2-H2O腐蚀、H2S-H2O腐蚀、H2SO4/H2SO3腐蚀、硫高温腐蚀等几种腐蚀情形,为预防设备管线腐蚀提供相应的理论依据,并且通过硫磺回收装置的液硫及管线腐蚀、高温掺和阀腐蚀、阀门腐蚀及点火枪部位腐蚀等典型案例进行详尽分析。结果通过能谱(EDS)对现场损坏管线分析得知,在液硫界面产生的氧、碳、硫等腐蚀产物导致液硫池蒸汽管线和伴热管腐蚀断裂、液硫泵壳腐蚀。该部分腐蚀产物与液硫池中的水发生反应,生成多种酸(硫酸、亚硫酸等)造成腐蚀。随着液位逐渐升高,腐蚀范围不断上升和扩大。结论由于高温掺和阀阀芯基本处于800~1000℃的高温环境中,大量的单质硫、二氧化硫、硫化氢及有机硫物质在高温环境中,形成高速气流,设备经过高速气流的冲刷,造成严重的腐蚀。同时NH4HS结晶在阀门或点火枪部位析出,在流速较低的部位发生沉积,导致设备功能下降和电化学垢下腐蚀。通过分析硫磺回收装置的工艺原理、腐蚀机理及腐蚀现状,结合具体案例分析,提出相对应的防护措施。     

X70钢在包头土壤环境中的腐蚀规律研究

通过在内蒙古包头土壤中室内埋设试样的方法,考察了土壤温度、含水量以及埋设时间对X70钢腐蚀情况的影响,利用失重法和电化学极化曲线方法测定了腐蚀速率.通过SEM和EDS对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了观察与分析.实验结果表明,腐蚀速率在埋设60天内一直没有达到稳定,并随温度的升高而增加,在45℃、10%含水量土壤中埋设15天时达最大值;腐蚀程度随时间的延长而加剧;当埋设时间和温度相同时,X70钢在10%含水量土壤中腐蚀严重,在20%含水量的包头土壤中腐蚀轻微;X70钢的腐蚀机理主要是均匀腐蚀和点蚀,腐蚀产物主要为Fe的氧化物.     

输电导线的腐蚀动力学规律研究

基于宁波地区加速腐蚀试验环境谱,对输电导线铝单丝进行加速腐蚀试验,统计分析了腐蚀质量损失和腐蚀深度,得到了宁波地区输电导线的腐蚀动力学规律。试验结果表明,年腐蚀质量损失速率在第3年达到最大,而年腐蚀深度速率在第5年达到最大,说明第3年后铝丝的腐蚀主要向深度方向发展。     

安徽省内电网设备常用钢材大气腐蚀试验研究

目的针对在安徽省内H1、R1及T28三个站点自然环境下暴露1年后的Q235、40Cr及镀锌钢,开展腐蚀速率、腐蚀产物及腐蚀层形貌的研究,探讨其大气腐蚀机理。方法采用称量法计算腐蚀质量损失,通过光学及电子显微镜法观察腐蚀层表面及截面形貌,用电子能谱仪测试微区成分,用X-射线衍射法测试腐蚀层的物相构成。结果 Q235、40Cr的大气腐蚀产物为Fe OOH、Fe3O4、Fe(OH)3及FeSO4,镀锌钢则为Zn O及Zn SO4。Q235、40Cr腐蚀层表面分布着绒球状的α-FeOOH及片状的γ-FeOOH,镀锌钢大气腐蚀层致密,但T28站点镀锌钢表面形成点状的腐蚀坑,腐蚀防护能力降低。结论同一站点三种钢腐蚀速率大小次序为40CrQ235镀锌钢,站点R1钢的腐蚀速率最大,站点T28的腐蚀速率最小。     

低铬油套管钢材在不同工况下的腐蚀规律研究

目的 研究低铬油套管钢材在不同腐蚀环境中的腐蚀特征。方法 采用高温高压动态反应釜对1Cr、3Cr这2种常用低铬油套管钢材进行纯CO2、CO2和低浓度H2S共存条件下的腐蚀试验。结果 温度在40~80 ℃条件下,各种钢材的腐蚀速率随着温度的升高而变大。加入低浓度H2S后,可以抑制CO2腐蚀,且随着温度升高,抑制性逐渐减弱。分析认为,在单独CO2环境以及CO2和低浓度H2S共存的环境中,1Cr、3Cr钢表面出现铬富集现象,形成的Cr(OH)3膜保护基底。同时,在CO2和低浓度H2S共存的环境中,1Cr、3Cr钢表面形成致密的FeS产物膜有助于保护基底,抵抗Cl^－侵蚀。结论 低Cr钢表面因铬的富集形成钝化膜,能有效抑制油套管的腐蚀速率,以上研究成果对CO2和低浓度H2S环境中的腐蚀理论以及油田油套管材料合理选择均有一定指导意义。     

变电站大气环境腐蚀参数自动检测仪研制及应用

目的通过自主研发的大气环境腐蚀参数自动检测仪,监测并积累变电站大气腐蚀数据,判断大气腐蚀性,为变电站选择腐蚀与防护手段,提供数据支持和依据。方法依据变电站大气腐蚀研究的最新理论成果,参考最新国家标准,将影响变电站腐蚀因素的各参数整合,选择国内外最先进的传感器,根据实际工况要求,研制了一台基于变电站环境的大气腐蚀参数检测仪。结果仪器的各项技术指标均达到设计要求,能够满足现场要求,可以根据变电站设备材质要求,定制腐蚀传感器。结论通过在国家大气腐蚀网站(沈阳站)、浙江电力公司所属变电站的测试,研制的大气环境腐蚀参数自动检测仪能够实时采集影响腐蚀的各影响因子的参数值,满足未来腐蚀监测仪器、装备多参数、智能化的要求。     

风电场塔筒螺栓腐蚀分析

目的 分析风电场塔筒螺栓的腐蚀现状.方法 采用化学成分分析、金相分析、冲击性能测试、拉伸性能测试、硬度测试等方法对螺栓进行分析.结果 使用前后螺栓螺母垫圈的成分均符合标准.对使用前后的螺栓进行冲击、拉伸、硬度性能测试均符合安全要求.使用前后,螺栓金相为1～4级,符合国家标准.晶粒度测试显示,使用前为7.5～8.0级,使用后为8级.通过螺栓截面成分分析,锈层内渗入的氯离子促进了腐蚀的发生.结论 在役的螺栓满足安全使用要求;在恶劣的自然环境的综合作用下,螺栓发生了电化学腐蚀和缝隙腐蚀;最后对螺栓的使用及维护提出建议.