不同海域40Cr低合金钢腐蚀行为研究

目的 研究40Cr在海水环境中的自然腐蚀行为.方法 采用形貌分析、腐蚀质量损失分析、XRD分析等方法对40Cr在青岛、舟山、三亚海水全浸区的腐蚀行为进行研究.结果 40Cr在不同海域中的腐蚀均较为严重,青岛及三亚海域的试样表面被大量海生物附着,舟山海域的试样表面则以泥沙沉积为主.去掉腐蚀产物后试样的腐蚀形貌以坑蚀为主.在试验周期内,随着时间的延长,试样的腐蚀速率逐渐减小,在不同周期内均以三亚海域的为最高.在相同条件下与普通碳钢(Q235)相比,40Cr的腐蚀速率偏高.随着时间的延长,青岛、舟山试样点蚀深度逐渐增加,而三亚试样点蚀深度则先增加后减小,同周期下青岛海域试样的点蚀深度最小.不同海域及周期下40Cr的腐蚀产物以稳态α-FeOOH及Fe2O3为主.结论 40Cr在三个海域的腐蚀形貌均以坑蚀为主,试验周期内试样在三个海域的腐蚀速率随时间延长逐渐减小,同周期下三亚海域试样的腐蚀最为严重;40Cr中C含量较高,在相同条件下其腐蚀速率要高于普通碳钢;40Cr的腐蚀产物以稳态成分为主,是由于Cr元素含量较普通碳钢增加,加速了钢的腐蚀产物到热力学稳定状态的转化.     

环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡中的失效研究

目的 研究20#钢表面环氧富锌-石墨烯涂层在中性盐雾和高低温循环浸泡(3.5％NaCl溶液,45℃12 h+RT 12 h)试验中的失效过程与行为.方法 采用电化学交流阻抗(EIS)测试、开路电位(OCP)监测、扫描电镜观察与分析(SEM/EDS)以及红外光谱(FTIR)等方法研究涂层在两种试验环境中的失效特征和对20#钢的保护作用,并探讨涂层失效的低频阻抗评价标准.结果 涂层试样分别在中性盐雾79 d和高低温循环浸泡160 d后,表面开始出现锈点,失去对基体的保护作用,此时低频阻抗(|Z|0.01 Hz)值降至7×104?·cm2左右.除了屏蔽作用以外,环氧富锌-石墨烯涂层还可为钢基体提供一定的阴极保护作用,其中高低温浸泡环境中的阴极保护作用时间略长.在两种加速试验环境中,涂层后期的失光率均处于"明显失光",色差值达到或接近"较大变色".红外光谱显示,涂层中的特征官能团未发生明显的变化.结论 通常利用低频阻抗(|Z|0.01 Hz)低于1×106?·cm2来衡量有机涂层(不含导电颗粒)失效的判据,不适用于评价碳钢表面的环氧富锌-石墨烯涂层体系,对于该体系的失效评价可能需要再降低近2个数量级,约为7×104?·cm2左右.     

三面受火钢构件的温度数值计算

国内外铜结构抗火规范在钢构件的温升计算中,都忽略了构件与之相接触的混凝土板之间的热传递,虽然这样计算较为简单,但可能过高地估计了钢构件的温度.本文以三面受火工字型铜构件为研究对象,考虑构件实际换热条件的影响,建立了钢构件的热平衡方程,用数值计算方法分析钢构件的温度变化.计算结果表明本文计算温度与试验实测结果更为接近.     

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.     

纵向滑坡条件下顺坡敷设管道力学响应分析

为了研究纵向滑坡作用下顺坡敷设管道的力学特性,结合山坡的地形特征和管道结构,选用土弹簧模型模拟管土相互作用,建立了顺坡敷设管道有限元模型,分析管道在山坡发生纵向滑坡状况下的应变分布。结果表明：发生纵向滑坡时,管道在弯管处存在滑坡敏感区域,位于坡脚弯管、坡顶弯管及滑坡两侧等4处位置的轴向应变较大;当滑坡方向与管道轴向存在夹角时,滑坡边界两侧管道轴向应变迅速增大;滑坡位置对弯管轴向应变影响较大。研究成果可为山坡敷设管道的安全维护提供技术依据。     

基于离散元的钢‑土界面往复剪切特性研究∗

架空直立式码头结构被越来越多的应用于现代化内河港口建设，码头中所使用的大直径钢护筒嵌岩桩与桩周回填土形成钢?土界面，在船舶系靠等重复荷载作用下，界面的往复剪切行为影响桩基的承载性能。使用颗粒流软件及离散元方法，通过改变接触面的运动方式模拟了钢?土界面往复剪切特性，研究了接触面类型、剪切频率和剪切振幅等对往复剪切特性和界面能量变化的影响。研究结果表明：试样的剪切区域面积、剪切应力分布受接触面类型及粗糙度影响较大；同种类型的接触面，法向应力越大剪切区域面积会随之增大，但剪切区域面积的增加存在上限；剪切应力的主要作用范围在接触面中部，作用范围随着法向应力的增大而增大，剪切效果是几种因素共同作用的结果；在往复剪切运动中，各界面接触面附近孔隙率随时间步长增大不断减小，部分接触面孔隙率呈周期性波动；剪切频率、振幅对接触面附近孔隙率影响不大；边界能中大部分转化为应变能，小部分转化为摩擦能并受界面类型、界面粗糙度等因素的影响。     

某超临界汽轮机主汽阀杆断裂原因分析

目的 某热电厂超临界机组汽轮机发生主蒸汽阀阀杆(标称材质为22Cr12NiMoWV(C422)钢)断裂事故,对发电安全造成不良影响.为此,分析该阀杆断裂失效的原因,提出改进措施,以避免类似事故的发生.方法 从外观检查、成分测定、金相检验以及断口观察等方面入手,结合硬度和冲击性能测试,探讨阀杆断裂的主要原因.结果 该断裂...     

钢框架房屋火灾消防过程温度场数值模拟研究∗

钢结构在火灾消防过程中容易遭到破坏甚至发生倒塌，而空间温度场是研究结构响应的基础。为了研究喷水消防对空间温度场的影响，建立了三层三跨钢框架房屋模型，在火灾动力学软件中利用水喷淋方式模拟了其消防灭火过程。分别研究了消防在火灾初期发展阶段和稳定燃烧阶段介入时，火源及框架平面附近的温度场分布与发展规律，对比分析了消防在不同火灾阶段介入后直接灭火跨与相邻跨的火场温度变化特性。研究结果表明：（1） 数值模拟结果与火灾消防试验结果吻合较好，验证了数值模型中采用水喷淋方式模拟喷水消防过程获得温度场的可行性；（2）消防在火灾初期发展阶段介入后，直接灭火跨的温度发生骤降，最大降幅约 350 ℃，约 20 s 后缓慢回升， 消防喷水有效减缓火灾发展进程，抑制空间温度与梯度发展，框架附近平面火场达到的最高温度相比无消防介入火灾低约 350 ℃；（3）消防在稳定燃烧阶段介入时，空间温度较高、温度梯度较大，消防介入后火场最高温度在 60 s 左右降低约 650 ℃，降温速率约 11 ℃/s，短时间内温度梯度变化剧烈；（4）与在稳定燃烧阶段介入相比，消防在火灾初期发展阶段介入可大幅降低火场最高温度，且使温度梯度变化比较缓和。     

海洋大气环境下Q235钢表面氯离子沉积量分布规律研究

目的 研究海洋大气环境下氯离子在Q235钢表面的沉积分布规律。方法 使用便携式X射线荧光光谱仪测试Q235钢在海南岛不同地点大气环境暴露后的表面氯离子沉积，然后采用插值算法绘制氯离子在Q235钢表面沉积分布图和海南岛不同地点氯离子在Q235钢表面平均沉积量分布图，并根据氯离子沉积分布图分析氯离子在Q235钢表面的沉积量分布规律。结果 氯离子在Q235钢表面呈不均匀分布特征。在环境暴露试验前6个月，Q235钢表面氯离子含量逐渐增加；暴露6~12个月，Q235钢表面的氯离子含量总体变化不大。从整个海南岛看，内陆地区氯离子在Q235钢表面的沉积量低，而在沿海环岛区域的沉积量高。在海南岛沿海地区，Q235钢表面氯离子沉积量随季风风向的变化而变化。结论 氯离子在Q235钢表面呈不均匀沉积分布，Q235钢表面氯离子沉积量在海南岛不同地点呈“中间低、两边高”的沉积分布规律，内陆地区沉积量低，而沿海环岛区域沉积量高，并且沿海地区的氯离子沉积易受季风风向的影响。     

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。