基于故障树理论的舰船海水管系腐蚀失效原因分析及应用

针对某型船板式冷却器B10海水管路频繁穿孔漏水问题,本文基于故障树分析理论,以故障海水管路的腐蚀环境、腐蚀形貌和腐蚀机理为层次,将可能导致海水管路穿孔漏水的各种因素作为底事件列出,通过逻辑联系形成上述问题管路的故障树模型。在逐一分析故障树各项底事件的发生原因和典型表现后,将故障原因定位为B10管路与冷却器钛合金板片之间发生异种金属电偶腐蚀,并进行了原理复现,以验证分析的正确性,最终提出包括增加电绝缘组件在内的一系列治理措施,在船上实施后,取得了较好的治理效果。该分析方法可为各类舰船海水管路腐蚀问题的分析定位和治理防护提供借鉴。     

90/10铜镍合金海水管路交流杂散电流腐蚀及控制研究

目的 针对杂散电流导致海水管路快速腐蚀问题,研究50、100 Hz交流杂散电流对海水管路腐蚀的影响,建立交流杂散电流腐蚀控制技术,为船舶海水管路交流杂散电流腐蚀控制提供技术支撑.方法 采用失重法、电化学测试、扫描电镜与能谱分析等方法研究交流杂散电流频率和电压幅值对海水管路交流杂散电流腐蚀的影响规律以及直接排流法对海水管...     

船舶海水管路直流杂散电流仿真研究

目的 针对某型船海水管路杂散电流腐蚀穿孔问题,研究海水管路直流杂散电流密度与直流电气设备机壳绝缘电阻关系,评估海水管路直流杂散电流腐蚀风险,提出直流电气设备机壳绝缘电阻要求,为船舶海水管路杂散电流控制提供技术支撑.方法 根据欧姆定律和腐蚀电化学原理,建立船体与海水管路直流杂散电流腐蚀仿真方法,模拟海水管路直管、弯管以及某船海水管路系统结构,以B10铜镍合金极化曲线为边界条件,开展管壁直流杂散电流密度仿真研究,并根据法拉第定律计算直流杂散电流腐蚀速率.结果 直流电气设备接地产生的直流杂散电流大部分流入船体,仅有少部分流入海水管路,正常情况下,机壳绝缘电阻大于1 M?,直流电气设备接地不会导致海水管路发生杂散电流腐蚀.结论 为避免直流电气设备接地造成海水管路杂散电流腐蚀,DC380 V和DC220 V电气设备机壳绝缘电阻应分别不小于211?和123?.     

海水管路冲刷腐蚀数值模拟研究现状

分析了海水管路冲刷腐蚀主要影响因素,总结了国内外学者在海水管路冲刷腐蚀数值模拟方面的研究成果,并在此基础上对海水管路冲刷腐蚀数值模拟研究方向作出了展望。随着计算流体力学的发展,有效地结合试验数据与数值模拟对海水管路冲刷腐蚀现象进行研究,可以更好地预测海水管路冲刷腐蚀发生的部位及腐蚀速度。     

舰船海水管路腐蚀状态评估技术研究

目的研究建立舰船海水管路的腐蚀状态评估指标体系及评估方法。方法通过经验选择影响舰船海水管路腐蚀状态的重要指标,并确定相应评估方法、评价标准及权重。结果选择管材腐蚀程度、阴极保护状态、电绝缘保护状态、海水流速控制状态、密封材料密封状态5项参数组成海水管路系统腐蚀状态评估指标体系。结论可选用层次-模糊法对海水管路腐蚀状态进行评估,其中层次分析法(AHP)用来确定评价指标权重,模糊综合评判法用来处理评价指标值。     

钛合金海水管路系统材料腐蚀特性研究

目的为钛合金海水管路材料体系提供可靠的基础腐蚀性能数据,开展了一系列对比研究试验。方法筛选铜镍合金与钛合金海水管路体系主体材料各两种,开展海水腐蚀浸泡试验与海水腐蚀电化学试验,来获取两类海水管路体系本征腐蚀性能。结果钛合金在静态海水浸泡30天没有腐蚀质量损失,自腐蚀电位及稳定电位较正,自腐蚀电流较小,耐腐蚀性较好;铜镍合金在静态海水中浸泡有腐蚀产物及腐蚀质量损失,自腐蚀电位较钛合金负,且自腐蚀电流较大,耐蚀性能较钛合金差。结论钛合金在海水中有良好的耐蚀性,适合有长寿命要求的大型舰船使用。     

潜深增大对潜艇腐蚀防护影响分析与对策

探讨了大潜深环境下海水的含盐量、温度、溶氧量、pH值及海水流速对潜艇腐蚀的影响,综合分析了大潜深环境对新材料选择和应用、各种有机和无机涂层的腐蚀防护、阴极保护材料和技术及其它腐蚀防护措施的影响,并提出了大潜深环境下潜艇腐蚀防护的对策.     

海水环境生物腐蚀污损与防护

以海水环境生物腐蚀污损与防护为中心,就国内外与其相关的报道进行综述分析,并提出建议。首先,分析污损生物的分布与特征,得出污损生物群落的组成和结构对海域、季节、水深、工程结构类型等的依赖性,突出海水环境生物腐蚀污损的复杂性。然后,解析生物附着污损对海水环境腐蚀速率的影响,突出附着生物是导致金属材料腐蚀速率增大的重要因子。再次,介绍海水环境生物腐蚀污损防护技术的现状,分析主要防护技术的优缺点,并展示其在不同行业的联用。最后,提出对海水环境生物腐蚀污损研究工作的建议,包括建立各海域的生物腐蚀污损数据库、大力研制发展绿色生物腐蚀污损控制技术、加强对海洋生物腐蚀污损基础性研究工作的投入、尽快建立海洋生物腐蚀评价标准和规范等。     

新型钛铜复合管在流动海水中的腐蚀行为

设计了循环管路,通过海水管路冲刷腐蚀试验,对比研究了新研制的爆炸焊钛铜复合管与铜管的耐海水腐蚀性能。宏观和微观腐蚀形貌以及微观成分分析表明,在海水冲刷作用下,铜管受到腐蚀,微观表面呈现颗粒状形貌,钛铜复合管无腐蚀,表现出了良好的应用性能。     

碳钢管路在某型艇舱底水中的腐蚀原因分析

目的调查20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀原因。方法采用全浸腐蚀试验、电偶腐蚀测试、电化学测试和腐蚀形貌分析等方法对某型艇碳钢海水管路的腐蚀原因进行研究。结果获得了20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀速率、腐蚀电位、极化曲线、阻抗图谱、腐蚀形貌等数据。结论舱底碳钢管的腐蚀主要是由于管内海水的腐蚀、焊接对管材的热影响和舱内污水的腐蚀作用引起的,其中管内海水的腐蚀作用是主要因素。     

铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀性对比研究

目的评价淡水管路中常用铜合金的耐蚀性。方法采用浸泡试验、电化学测试等手段研究B10铜合金、TUP紫铜、铝青铜三种典型铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀情况,并通过正交试验方法对数据进行分析。结果室内浸泡试验中,铜合金的质量损失速率在0.01 mm/a数量级,B10质量损失最小。随着温度的升高,B10极化曲线的阶跃不再明显。通过正交分析,与TDS、水质硬度相比,温度对铜合金在淡化海水中的耐蚀性影响最大。结论在三种试验铜合金中,B10耐腐蚀性较好,在一级反渗透海水中高温时表面连续成膜能力降低,对基体的保护作用不再明显,且温度对B10耐蚀性影响较大。     

铜及铜合金在淡海水交替自然环境条件下的腐蚀行为研究

目的研究铜及铜合金在淡海水交替条件下的腐蚀行为。方法通过开展TUP纯铜、B10与B30铜合金3种典型的铜及铜合金在淡海水交替、海水及淡水自然环境下2年的暴露试验,将三种环境下材料的腐蚀形貌、腐蚀速率进行对比,总结3种材料在不同水环境下的腐蚀规律,对其腐蚀机理进行简要的探讨,并对其长周期的腐蚀行为进行预测。结果对TUP纯铜来说,淡海水环境对TUP纯铜的影响是海水环境的1.66倍,对B30铜合金来说,淡海水环境对其影响是海水环境的2.07倍,而对于B10铜合金,淡海水环境是海水环境的2.17倍。结论从耐蚀性上来看,铜及合金在淡海水交替自然环境下耐蚀性能最差,海水自然环境下次之,在淡水环境下的耐蚀性能最好,自然环境中水的流速越快,会加重铜及合金的腐蚀。     

海水中铜试样溶出的铜离子对铝合金腐蚀的影响

目的研究在海水中暴露的铜试样溶出的铜离子对邻近铝合金腐蚀的影响。方法采用海水暴露试验方法。结果在青岛和厦门海水中获得了4种铝合金在铜试样邻近暴露1年的腐蚀结果。结论在海水中暴露的铜试样溶出的铜离子使邻近海水的铜离子浓度升高。对在试验期间没发生局部腐蚀的LF3M,180YS和LC4CS(BL),铜试样溶出的铜离子对其腐蚀没影响。对在试验期间发生点蚀和缝隙腐蚀的铝合金LD2CS,铜试样溶出的铜离子显著加速了它的腐蚀。     

天然海水中铜离子的添加对EH40钢腐蚀的影响

目的 研究天然海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子对EH40钢腐蚀速率、腐蚀产物形貌及成分的影响规律,并揭示其作用机制.方法 采用天然海水实验室挂片的方式进行4周的腐蚀实验,定期对试样进行表征,并检测海水环境参数.结果 在海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子后,EH40钢的腐蚀速率加快,同时表面腐蚀产物出现...     

陵水气田输气管道阴极保护效果数值仿真研究

目的 研究海水环境因素和工况因素对其海底管道的牺牲阳极阴极保护效果。方法 针对国内首个自主知识产权深水平台——陵水平台,基于边界元开展管道的阴极保护仿真计算,重点研究不同涂层破损率、海水流速和海水电导率对其管道牺牲阳极阴极保护效果的影响。结果 涂层破损率从1%增加到10%,同样的牺牲阳极保护方案,管道的最正阴极保护电位增加了102 mV;海水电导率从4 S/m减小到2 S/m,管道的最正阴极保护电位增加了10 mV;海水流速从0 m/s增加到4 m/s,管道的最正阴极保护电位增加了26 mV。结论 涂层破损率增大、海水电导率降低、海水流速增加等都会导致阴极保护效果的降低,因此在设计阶段,需要考虑环境工况因素对阴极保护效果的影响,确保达到合理的阴极保护效果。     

气垫船减速齿轮箱腐蚀与防护工艺研究进展

叙述了气垫船减速齿轮箱在海洋大气和海水溅射环境下腐蚀与防护工艺的研究进展。介绍了气垫船减速齿轮箱长期处于高温、高湿、高盐雾以及海水溅射环境下的腐蚀特征和主要腐蚀类型,总结了减速齿轮箱中铝合金、合金钢、不锈钢等不同材质零件腐蚀防护技术的研究进展。最后,提出了海洋环境下气垫船减速齿轮箱的腐蚀防护需从结构设计、材料选型、加工制造、运输贮存、维护保养等方面着手,在充分利用现有表面处理技术的基础上,加强阳极氧化、微弧氧化、电镀、涂料涂层等技术的组合;强化腐蚀监测技术,有效预警防护层失效,同时大力研发海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理和涂层技术。另外,采用系统工程来提高海洋环境下金属材料的环境适应性,进而提高减速齿轮箱等部件的可靠性和安全性。     

B10铜镍合金与H62黄铜的电偶腐蚀及电绝缘研究

主要研究了船舶海水系统中B10铜镍合金与H62黄铜间的电偶腐蚀性能及电绝缘控制方法。通过电位监测、极化曲线测试考察了两种材料的电偶腐蚀倾向;通过电偶腐蚀试验、SEM观察和EDS分析考察了试样的电偶腐蚀程度、微观腐蚀形貌和成分变化;通过串联不同阻值电阻的模拟电绝缘试验,测定了两材料偶合的电绝缘判据。结果表明,B10与H62黄铜间存在明显的电偶腐蚀倾向,直接偶连时H62黄铜发生严重的脱锌腐蚀。电绝缘技术是控制电偶腐蚀的有效措施之一,串联电阻大于等于20kΩ时,可基本消除B10与H62黄铜间的电偶腐蚀。     

微弧氧化6061铝合金的腐蚀行为研究

采用室内海水浸泡试验、电偶试验等方法研究了6061铝合金微弧氧化层厚度和封孔处理对其耐海水腐蚀性能的影响。试验发现,微弧氧化后,铝合金在海水中的腐蚀形貌为点蚀,封孔处理可明显抑制点蚀的发生,厚度变化对耐蚀性影响不大。与铜合金偶合后,微弧氧化铝合金的腐蚀速率增加,因此在实际使用中应尽量避免这2种材料的电接触。