光纤光栅传感器及其应用

综述了几种典型光纤光栅传感器及在传感领域的应用。首先介绍了光纤光栅传感的基本原理,然后对布拉格光栅、长周期光栅、倾斜光栅和啁啾光栅的结构、光学特性进行了说明。最后阐述了光纤光栅传感器在温度传感、结构健康监测、腐蚀研究等方面的应用,以及在应用上的不足和今后的发展方向。     

高强不锈钢在海水环境中的阴极保护行为研究

目的 研究不同阴极极化电位下高强不锈钢的极化行为,确定某高强不锈钢合理的阴极保护电位区间。方法 通过动电位极化测试以及电化学阻抗测试等电化学测试手段,研究此种高强不锈钢在海水中的阴极反应过程,通过不同极化电位下的恒电位极化测试,结合扫描电子显微镜和能谱仪,观察分析试样表面的腐蚀产物,研究阴极极化电位对高强不锈钢表面阴极产物膜的影响规律,以及对高强不锈钢在海水中的阴极保护效果。结果 动电位极化测试表明,在‒0.50~‒0.90 V,只需要施加很小的阴极电流,就可使极化电位发生显著变化。电化学阻抗谱测试及拟合结果表明,极化电位在‒0.70 V时,电极反应的电荷转移电阻最大,此时腐蚀被完全抑制。恒电位极化测试发现,随着电位负移,极化电流密度整体上呈现先减小、后增大的趋势。用能谱仪分析其表面产物发现,钙镁沉积层的致密度呈现先增加、后降低的趋势。结论 此种高强不锈钢在海水环境中施加阴极电位为‒0.50~‒1.00 V时,可以得到有效保护。     

海洋环境钢结构焊接接头腐蚀与防护工艺研究进展

介绍了海洋腐蚀环境的特点,分析了钢结构焊接接头的腐蚀特性。在此基础上,总结了国内外学者关于焊接接头在海洋环境下的腐蚀机制和影响因素等研究成果,明确了焊接接头以电偶腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳为主导的电化学腐蚀行为。针对钢结构焊接接头的海洋腐蚀防护要求,总结了当前主要的腐蚀防护方案,如添加合金元素、焊接工艺优化、热处理、表面强化和防腐涂层等。最后,综合当前钢结构焊接接头海洋腐蚀与防护研究现状,提出了在海洋实际工况验证和防护手段不足等方面的问题。     

沿海设施环境适应性试验和评价方法研究进展

概述了沿海设施所服役的腐蚀环境分类,主要分为海洋大气、浪花飞溅区及海水浸泡区,并对其暴露于大气和不同海洋环境位置的环境适应性试验评估方法进行了系统的总结分析。海洋大气环境模拟采用干湿交替加速腐蚀法,或建立户外大气暴露试验台开展试验;海水飞溅区试验通过实验室建海水冲刷试验装置进行模拟试验,或在实际环境中建立腐蚀试验中心开展试验;海水浸泡环境模拟通过海洋工程深水试验池开展试验。本研究对于开展海洋环境钢结构设施的防护性能考核评估具有重要意义,对沿海设施的环境适应评估方法发展具有指导意义。     

贮存老化对某弹药射程的影响研究

目的 研究长期贮存老化对某弹药射程的影响,确定其有效增程射角范围。方法 对130 mm某弹药在不同贮存老化时间下的射程进行数值仿真分析,揭示其射程和有效增程射角范围随贮存时间的变化规律。结合射程与贮存老化时间和射角之间的函数关系,提出以剩余推力比为表征参数的射程变化模型。结果 在相同贮存老化时间下,随着射角的增大,该弹药的射程呈现出先增大、后减小的趋势。相同射角下,射程随贮存老化时间呈线性下降趋势,有效增程射角范围逐渐减小。使用三次多项式拟合有效增程比与射角之间的函数关系,拟合方程的相关系数超过了0.997 0。该弹药射程变化模型的拟合结果与仿真计算结果的相关系数大于0.998 5,表明其可以准确描述该弹药的射程变化规律。结论 贮存老化会显著影响某弹药的射程和有效增程射角范围,在实际贮存和使用过程中,不能忽略其贮存老化因素。     

Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极干湿交替环境电化学性能研究

目的 为满足高强钢装备的阴极保护要求,开展新型干湿交替环境牺牲阳极电化学性能测试,评价材料的阴极保护效果。方法 采用高温熔炼方法,制备Al-Zn-Sn-Ce低电位牺牲阳极试样,进行不同浸水率下(干湿态环境时间比为1:1、3:1和7:1)的干湿交替环境牺牲阳极电化学性能试验、电化学表征测试及腐蚀微观形貌表征,通过对比试验数据和材料形貌表征结果,综合分析铝合金牺牲阳极在干湿交替环境下的电化学性能,探究干湿交替环境因素对阳极溶解行为的影响。结果 Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极在多种试验环境下的工作电位为‒0.70~‒0.81 V(vs. SCE),符合高强钢阴极保护电位需求,阳极表面溶解形貌相对均匀,表面阴阳极电化学微区分布均匀。随着干湿态试验环境时间比的增加,阳极工作电位出现正移,干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳导致阳极活化溶解能力下降,而干湿态环境时间比最大时,阳极自腐蚀反应得到一定的抑制,阳极电流效率均保持在75%以上。结论 随着干湿态试验环境时间比的增加,牺牲阳极在干湿交替试验环境中的工作电位出现正移。由于干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳,导致阳极活化溶解能力下降,但自腐蚀反应得到抑制。Al-0.7Zn-0.1Sn-0.1Ce低电位牺牲阳极在复杂干湿交替环境中表现出良好的阴极保护性能。     

复杂箱体类构件表面多功能涂层技术研究及应用

目的 解决某产品箱体等复杂构件耐磨、减摩、抗烧蚀、残渣难清理引起的腐蚀等问题。方法 开展协合涂层工艺研究及应用试验验证,通过扫描电镜观察(SEM)、成分能谱分析(EDS)及厚度、硬度、附着强度(热震法)、中性盐雾试验、球盘式摩擦磨损试验等对涂层进行性能测试。结果 该涂层厚度均匀可控,与基体结合力强,在300~500 ℃共5个热震循环后,结合力未受影响。硬度高,超过800HV1.0,与铬镀层相当。耐磨性及耐腐蚀性好,6 000次摩擦磨损试验后,无明显磨痕,中性盐雾1 200 h为评级为8级。通过涂层制备工艺对高频淬火部位性能影响研究分析,摸清了涂层制备对高频淬火部位的影响规律。通过箱体等复杂零件试生产,解决了涂层“发花”及“气馕袋”等制备问题。结论 经多轮产品试验验证,该涂层完全能满足产品使用要求。     

环氧树脂材料的老化及防老化研究进展

重点阐述了关于环氧树脂的物理老化、热氧老化、湿热老化、光氧老化等老化行为及老化机理的国内外研究进展。结合环氧树脂老化的内外因及其老化作用机理,总结了添加有机小分子稳定剂或无机纳米粒子以及与聚合物共聚共混改性等老化防护方法的研究现状。指出了目前微观原位检测技术在环氧树脂老化机理研究上应用不足的问题,并对环氧树脂的老化防护方法进行了展望。     

微弧氧化溶液pH值对ZM5膜层性能研究

目的 扩大镁合金的应用范围,增强其耐蚀性。方法 取镁合金ZM5为研究对象,利用微弧氧化技术对其表面进行改性处理。首先,对ZM5合金基体进行前处理;然后,在不同pH值的电解质溶液中,通过微弧氧化的方式在ZM5表面原位生长一层微弧氧化陶瓷膜层;最后,利用扫描电镜、X射线衍射、电化学测试等表征技术,系统研究微弧氧化处理对ZM5合金表面形貌、元素组成、微观结构及性能的影响规律。结果 通过调节溶液的pH,能够有效制备出表面连续而且完整的微弧氧化膜层,在pH=11条件下,制备的膜层具有较好的耐蚀性,能显著降低其腐蚀电流密度,膜层的厚度达到35.1 μm,微弧氧化表面处理技术能够显著提高镁合金的表面硬度,硬度最大为582HV。结论 改变溶液pH能够使膜层具有较高的耐蚀性和有效提高表面硬度,为进一步扩大镁合金在军用装备上的应用提供可能性。     

锌合金高温阳极在FPSO工艺水舱的性能研究

目的 研究船东指定型号的锌合金牺牲阳极在模拟工艺水舱环境中的电化学性能。方法 参照NACE TM 0190—2012中的电化学测试方法,测试该锌合金阳极在不同模拟环境下的工作电位、电化学容量等,结合舱壁材料的动电位极化测试,评估该阳极在工艺水舱环境中的电化学性能,以及是否满足舱壁阴极保护的要求。结果 在55 ℃模拟溶液中,阳极的工作电位、电化学容量等测试结果均比较满意,所有指标均达到了NACE标准中对锌合金阳极在常温环境中的要求。测试温度为80 ℃时,试样的电化学容量略有下降,工作电位明显正移。环境温度对舱壁材料也产生了明显影响,高温下舱壁试样的自腐蚀电位负移,同时自腐蚀电流增加。结论 在55 ℃的工艺水舱环境下,该锌合金高温阳极满足舱壁的阴极保护需求,但在80 ℃的舱室极限高温下,该阳极不宜长期服役,有欠保护的风险。此外,在实际中,建议定期监测涂层状态和阴极保护电位。     

基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型

目的通过对加速腐蚀关系的研究,为飞机的日历寿命的确定提供依据。方法首先提出基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型,并通过测试极化曲线的方法得到LY12和ZL115两种飞机常用铝合金材料在蒸馏水及不同浓度Na Cl溶液中的腐蚀电流。结果由于材料缺陷分布的随机性,铝合金的腐蚀电流具有随机特征,且随着盐浓度的增加而增大。两种铝合金材料的加速腐蚀关系系数在统计上存在较大的差异,在3.5%盐浓度下(温度)考虑95%置信度的加速腐蚀关系系数,LY12铝合金为3.53、ZL115为2.32。结论本文基于腐蚀电流的加速腐蚀关系的研究可以很好地为飞机日历寿命确定提供依据。     

澳大利亚环境腐蚀与控制技术现状分析

分析了澳大利亚自然环境气候特征,从腐蚀费用、多元化的管理体系、前期设计工作的重视、材料和工艺的试验/验证以及技术发展趋势5个方面对澳大利亚腐蚀与控制技术现状进行论述.并针对悉尼海港大桥腐蚀防护的成功经验进行剖析,为促进我国腐蚀与控制技术的发展提出相应对策.     

美军基于模拟仿真的加速腐蚀系统

美军最新开发了全尺寸车辆腐蚀模拟仿真和建模工具,称为加速腐蚀专家模拟器(ACES),它与实际加速腐蚀耐久性试验(ACDT)数据高度相关.该系统引入现有全尺寸车辆3D几何模型,进行综合检测以确定有无故障并报告补救措施;采用了基于腐蚀和涂层失效机理分析的各种人工智能解决方案;使用了由专家、ACDT、实验室试验数据以及现场观...     

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。     

航空电连接器腐蚀退化仿真研究

目的 探索当航空电连接器腐蚀退化时,其接触阻抗的变化规律,研究航空电连接器腐蚀退化对信号传输的影响规律。方法 首先对航空电连接器腐蚀退化的机理进行研究,建立其等效电路模型,然后分别对低频电连接器和射频电连接器进行仿真研究,提取阻抗参数,分析腐蚀退化对信号传输的影响规律。结果 接触电阻随着腐蚀程度的加深明显增大,接触电感随着腐蚀程度的加深变化不大,接触电容随着接触面腐蚀面积的增大而增大,随接触面间腐蚀厚度的增加而减小。接触电阻随频率的增加而增大,接触电感和接触电容随频率的增大基本保持不变。接触阻抗在低频时呈现感性特征,高频时呈现容性特征,阻抗幅值随频率的增加先增大、后减小,峰值出现在感性和容性转换频率处,腐蚀退化将使该转换频率减小。结论 对于低频信号,腐蚀退化将导致信号的衰减和延迟;对于高频信号,在转换频率处,信号的回波损耗、插入损耗和电压驻波比出现极值。     

海洋环境下军用飞机腐蚀及其系统控制工程

阐述了海洋环境下军用飞机的腐蚀特点及其原因,详细论述了军机腐蚀控制是一个涉及到飞机方案论证、设计、生产制造、维护与维修等诸多环节的系统工程性问题,而不仅仅是在维护与维修阶段对腐蚀的排除和简单的防锈问题。为此,要求针对不同环节开展相关试验,制定相应科学合理的指导性文件和规范,并加以认真贯彻和履行,同时还需要使用和维修部门及时向设计与生产部门反馈维护维修中发现的不合理的腐蚀控制设计细节,不断完善腐蚀控制的指导性文件和规范,全面提升海洋环境下军机腐蚀防护与控制水平。     

基于SQL Server数据库技术在环境腐蚀数据中的应用

介绍了基于VB.NET访问SQL Server数据库技术在环境腐蚀数据中的应用设计与实现,重点阐述SQL Server数据库技术在环境腐蚀数据中查询的设计思想和体系架构,并对其中涉及的若干关键技术进行了较为详细的介绍.     

高硅铬铁高压直流接地极腐蚀监测技术与焦炭层填充试验研究

目的 掌握高压直流接地极服役过程中的运行参数及腐蚀状况,包括接地极运行时周边土壤温湿度和馈电元件的腐蚀速率与腐蚀总量等。方法 采用精密电阻探针腐蚀监测技术以及失重法,对比研究加和不加焦炭填包料的高硅铬铁直流接地极在强直流试验过程中,土壤温升与接地极腐蚀情况。结果 基于电阻探针技术,可以准确测量通电过程中馈电元件的腐蚀总量和腐蚀速率。相反,受电化学极化原理限制,电化学监测技术难以对通电状态下的馈电元件腐蚀进行测量。结论 填充的焦炭包覆层能有效延缓高硅铬铁直流腐蚀,使腐蚀速率下降96%。这主要归功于高硅铬铁表面包覆焦炭层后,电解反应从高硅铬铁/土壤层界面过渡到焦炭层/土壤界面,因而对高硅铬铁起到较好的保护作用。     

基于传感器的维也里试纸颜色识别系统设计

以维也里试验为研究背景,针对维也里试验中人工识读试纸颜色精度低、自动化程度低的现状,提出了以传感器为核心的试纸颜色自动识别系统.主要介绍了系统的设计依据、工作原理和系统组成,着重论述了系统硬件和软件的设计方案,实现了系统的构建.经试验测试和应用表明,系统设计合理,可大大提高试验设备的自动化程度和试验中试纸颜色的识别精度,完全达到技术要求.     

美军航母腐蚀控制技术体系的发展研究

从航母腐蚀控制技术体系这一航母应用技术的微小分支见微知著,对世界最强海军航母技术的发展历程、理念、思路、体制以及方向进行深入探究分析,以走出具有中国特色的航母技术发展之路。通过对美军航母腐蚀控制新材料与新工艺的应用、腐蚀控制在舰船全寿命周期应用、腐蚀控制技术体系发展理念、腐蚀控制技术体系科研体制创新的研究,对美军航母腐蚀控制技术体系进行深入了解。