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?.     

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。     

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。     

耦合多电极矩阵传感技术在埋地金属腐蚀监测中的应用

目的采用耦合多电极矩阵传感器(CMAS)测量不同状态下的埋地金属腐蚀速率。方法将腐蚀探头插入到含蒸馏水和3.5%模拟海水的饱和土壤中,通过将探头向上提升,测量金属在饱和土壤、水-空气界面、疏松土壤中的腐蚀速率。对两只腐蚀探头分别进行杂散电流干扰、阴极保护处理,一只探头处于自由电位状态,测量三只探头在土壤中的腐蚀速率。结果在含蒸馏水和3.5%模拟海水的饱和土壤中,测量的金属稳态腐蚀速率约为2~15μm/a,金属在含海水饱和土壤中的腐蚀速率并未高于含蒸馏水饱和土壤。在土壤中形成充满水的空间里,水-空气界面附近金属材料的腐蚀速率比饱和土壤中高2个数量级。杂散电流对埋地金属的腐蚀速率影响巨大,与自由状态下的埋地金属相比,受杂散电流干扰的埋地金属腐蚀速率提高2个数量级。在阴极保护电位为-0.9 V的情况下,腐蚀速率约为0.01μm/a,接近CMAS系统检测最低限。结论耦合多电极矩阵传感器(CMAS)能够有效测试埋地金属不同状态下的腐蚀速率。     

油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护措施

针对国内油气管道杂散电流干扰腐蚀日益突出的情况,分析了杂散电流的腐蚀机理、特点及最新的防护措施,通过多种防护措施的综合运用,减少杂散电流对管道的腐蚀危害,达到防护与治理的目的。     

杂散电流下新型阻锈剂对混凝土中氯离子扩散的影响

目的探寻混凝土在杂散电流和氯离子耦合作用下的腐蚀规律,研究新型阻锈剂的阻锈性能。方法运用电通量法和RCM法,对20 V杂散电流作用下,混凝土的抗氯离子渗透性能进行表征,设置空白组对照实验,对添加阻锈剂后,混凝土的抗氯离子渗透性能进行效果评价。结果在杂散电流和氯离子的共同作用下,混凝土结构腐蚀的倾向将变大,并且会加速腐蚀反应的进行。混凝土结构在通电48 h后,其电通量高达5778.67 C。与空白组相比,添加阻锈剂混凝土试块的氯离子扩散系数下降45.62%。结论添加4%阻锈剂的混凝土试块有着较好的抵抗氯离子渗透的能力。     

交流杂散电流对X80管线钢的腐蚀行为影响

目的 研究交流杂散电流干扰下管线钢的腐蚀机理.方法 采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化扫描(Tafel)等电化学测试技术和表面分析技术研究不同交流电流密度干扰下(0～80 A/m2)X80管线钢在酸性土壤环境中的腐蚀行为.结果 酸性土壤环境中,即使是10 A/m2的交流电流密度,也会引起X80的交流腐蚀,且钢的腐蚀...     

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。     

舰船海水管路腐蚀与防护技术研究进展

介绍了铜及铜合金海水管路、钛合金管路以及不锈钢管路腐蚀的研究进展,并指出不同材料海水管路的失效特征,进而分析适用于海水管路的腐蚀防护技术,如电化学保护技术、表面处理技术,为海水管路的腐蚀防护提供参考。     

船舶海水管路冲刷腐蚀仿真分析及预测

目的 获取船舶海水管路系统中弯管在不同因素影响下的冲刷腐蚀规律,预测其冲刷腐蚀速率.方法 采用试验测试和数值仿真相结合的方法,研究管路系统中弯管在不同海水流速、管径、弯径比影响下的冲刷腐蚀规律,采用灰色关联分析各因素对冲刷腐蚀影响的严重程度,最后建立冲刷腐蚀速率预测方程.结果 随流速增加,最大冲刷腐蚀速率先增大、后趋于平稳;随管径增加,管壁最大冲刷腐蚀速率逐渐减小;随弯径比增加,管壁最大冲刷腐蚀速率先减小后略有增加.不同因素对冲刷腐蚀速率影响的严重程度由大到小为弯径比、流速、管径.结论 数值仿真方法可快速获取管路参数变化对冲刷腐蚀速率的影响,基于仿真结果建立的冲刷腐蚀速率预测方程可以很好地预测不同因素影响下的弯管冲刷腐蚀,有较高的预测精度.     

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。     

室内与实海环境中B10铜镍合金海水全浸腐蚀研究

目的研究B10铜镍合金在青岛港口海水全浸区的腐蚀规律。方法进行室内模拟海水全浸试验以及港口海域实海全浸试验,利用三维视频拍照、电化学测试和失重分析等手段,对比分析了B10铜镍合金在海水全浸环境中的腐蚀形貌、腐蚀速率以及点蚀深度。结果室内模拟环境中,随着浸泡周期增长,B10铜镍合金点蚀深度有增大趋势;实海环境中B10铜镍合金180 d腐蚀速率和点蚀深度均小于室内模拟环境;室内模拟环境中,B10铜镍合金的主要腐蚀产物为Cu_2O和Cu_2(OH)_3Cl和Cu(OH)_2组成。较高含量的Cu_2O对海生物污损起到抑制作用。结论由于海水环境不同,B10铜镍合金在室内模拟试验与实海试验中腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度均存在明显差异。     

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。     

模拟海水管路的电偶效应数值仿真研究

目的 研究钛合金模拟海水管路与船体间在不同电连接方式下的电位以及腐蚀电流密度分布,明确防腐措施.方法 针对钛合金模拟海水管路与船体结构,基于有限元建立仿真模型,开展两者的电偶效应数值仿真计算,重点研究两者电连接状态、接触界面绝缘状态和所有结构体单元绝缘状态的电位和电流密度分布情况.结果 在船体钢与钛合金管路系统电连接时...     

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。     

埋地阴极保护管线的交流干扰腐蚀

通过阴极保护管道交流腐蚀案例,总结了交流输电线路等交流设施对埋地管道的干扰规律、阴极保护管道交流腐蚀的特征、发生条件及影响因素等.综述了交流电对管道钢材料活化和钝化体系的电极过程和极化行为的主要影响规律;高阴极保护水平对交流腐蚀的协同加速作用.系统阐述了阴极保护条件下管道发生交流腐蚀的机理及评估准则等方面的最新研究进展...     

地铁运行状态变化下杂散电流对埋地管道干扰数值模拟

目的 研究地铁系统运行状态多变性导致地铁杂散电流对埋地管道的干扰规律.方法 构建具有多个牵引区间、排流网、地铁站接地系统及停车场的地铁系统,埋地管道及其阴极保护系统等模型,基于数值模拟方法,采用专业软件计算地铁机车数量、位置及牵引电流变化,地铁排流网、站内接地系统和停车场与线路轨道电导通状况等地铁运行状态变化下轨道对地...     

铝合金在流动海水中的腐蚀行为

对5种铝合金在流动海水中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明：在静止海水中．铝合金的耐蚀性与其自然腐蚀电位值存在一定的相关性，电位越负越耐蚀。在流动海水中，铝合金比普通碳钢和紫铜耐蚀，特别是铝镁系和铝镁锰系合金，可以与90／10铜镍合金媲关。但必须严格避免与电位较正金属偶合使用，越耐蚀的铝合金越容易遭到电偶腐蚀的危害。铝铜系和铝锌镁系合金，由于在流动海水中具有明显的剥落腐蚀敏感性，不宜用于流动海水腐蚀环境。