海洋环境耐蚀结构钢研究进展

以海洋装备主体材料钢铁作为研究对象,概述了结构钢在海洋环境下的腐蚀与防护研究进展。叙述了结构钢在海洋环境不同区域的各种因素影响下的腐蚀行为和机理。阐述了耐蚀结构钢材料的研究现状和国内外海洋环境用典型耐蚀低合金钢,目前主要通过微合金化技术和组织调控技术提高合金钢材料的耐蚀性。对比国外相关研究,我国耐蚀结构钢开发相对滞后,除了利用微合金化技术、组织调控技术这2种方法提高结构钢材料的耐蚀性外,采用传统腐蚀研究方法结合基于机器学习技术的新型腐蚀研究方法,挖掘海洋环境因素、材料成分和组织结构因素对结构钢腐蚀速率的影响规律,对加强结构钢腐蚀机理研究、加快新型耐蚀结构钢的开发、延长海洋装备的服役寿命具有重要意义。     

深水导管架平台外加电流阴极保护优化设计Ⅰ:单座辅助阳极

目的 以南海某200 m深水导管架平台为原型,研究外加电流单座辅助阳极在静态和动态海水条件下的导管架阴极保护电位分布及其变化规律。方法 采用一定比例缩小的导管架模型,对其施加外加电流阴极保护,研究不同条件下的阴极保护电位分布,以及电位分布的变化规律。结果 辅助阳极距离导管架模型越远,模型整体的阴极保护越均匀,反之,则越不均匀。导管架距离辅助阳极最近的区域,阴极保护电流密度最大,易出现过保护风险,而平台内部屏蔽严重区域和距离辅助阳极较远的水面附近导管架结构,阴极保护电位负移程度最小,易出现欠保护风险,这2个典型区域应当是阴极保护监测的重点位置。在相同保护电流密度和保护距离下,从静态到动态转换时,整座导管架表面的电位均呈现上升趋势,电位差值更大,分布更不均匀。随着阴极保护时间的延长,代表沉积层形成质量和覆盖程度的表观电阻率Rsr呈现初期快速增加、后期缓慢升高的趋势。海水流动会导致沉积层变薄,甚至脱落,使得动态海水环境中Rsr较同时期静态环境下的小。结论 在导管架模型的一侧放置一套辅助阳极,可实现整个模型的有效阴极保护。     

Modelling of pitting corrosion in marine and offshore steel structures – A technical review

Corrosion is a major cause of structural deterioration in marine and offshore structures. It affects the life of process equipment and pipelines, and can result in structural failure, leakage, product loss, environmental pollution and the loss of life. Pitting corrosion is regarded as one of the most hazardous forms of corrosion for marine and offshore structures. The total loss of the structure might be very small, but local rate of attack can be very large and can lead to early catastrophic failure. Pitting corrosion is a localized accelerated dissolution of metal that occurs as a result of a breakdown in the protective passive film on the metal surface. It has been studied for many years; however, the structural failure due to pit characteristics is still not fully understood. Accurate pit depth measurements, precise strength assessment techniques, risk analysis due to pitting, and the mathematical relationship of the environmental factors that causes pitting failure are also factors, which need further understanding. Hence this paper focuses on these issues. It reviews and analyses the current understanding of the pitting corrosion mechanism and investigates all possible factors that can cause pitting corrosion. Furthermore, different techniques employed by scientists and researchers to identify and model the pitting corrosion are also reviewed and analysed. Future work should involve an in-depth scientific study of the corrosion mechanism and an engineering predictive model is recommended in order to assess failure, and thereby attempt to increase the remaining life of offshore assets.     

橡胶帘密封干式煤气柜的腐蚀及防护问题探讨

转炉煤气柜作为转炉煤气回收系统中的一个重要环节,起着对煤气输配、稳压调峰的关键作用。由于煤气中酸性气体以及冷凝水等极易对煤气柜造成腐蚀极而导致煤气泄露,严重威胁到安全生产,因此对气柜进行有效的腐蚀防护措施是十分重要的。本文对橡胶帘密封干式煤气柜的腐蚀原因、机理及防护措施进行了详细地探讨,并针对新建气柜提出了相关的防护方案与建议。     

Al0-Gr-Fe0活化O2类Fenton氧化降解土霉素的研究

采用高能球磨-高温烧结-液相还原法制备了能活化O₂原位产生H₂O₂/^·OH的新型功能材料（Al⁰-Gr-Fe⁰）,通过XRD、SEM、EDS和VSM对Al⁰-Gr-Fe⁰进行了表征,探讨了水中土霉素（OTC）在Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系中的降解效能和降解途径.结果表明,在初始pH值为6、Al⁰-Gr-Fe⁰投加量为2g/L的条件下反应60min后,OTC和TOC的去除率分别达到100.00%和92.93%.循环使用4次后,Al⁰-Gr-Fe⁰对OTC的去除率仍有79.27%.通过自由基猝灭试验和自由基捕获试验确定了Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系降解OTC的主要活性物种是^·OH.Al⁰-Gr-Fe⁰/O₂体系对OTC的降解归因于：Al⁰-Gr-Fe⁰高选择性还原O₂为H₂O₂/^·OH;Al⁰-Gr-Fe⁰中的Al⁰还原能促进Fe的循环,从而提高了Fe的催化活性,促进了H₂O₂分解产生^·OH.     

用于应力腐蚀试验的飞机铝合金装配模拟件内部应力无损测定

目的 减少或避免服役飞机机体的应力腐蚀和腐蚀疲劳开裂.方法 采用短波长特征X射线衍射技术和仪器无损检测飞机铝合金装配模拟件的内部残余应力和装配应力的分布.结果 0.5 mm矩形间隙使下缘条根部上表层产生高达110 MPa及以上的拉应力;0.3 mm矩形间隙使下缘条根部上表层产生约80 MPa的拉应力;0.5 mm楔形间隙使下缘条根部上表层产生的拉应力平均值约55 MPa.结论 利用短波长特征X射线衍射技术能够无损测定和表征铝合金装配件内部应力及其分布,装配间隙使下缘条根部上表层产生较大拉应力,这与服役飞机机身螺接件出现较多非典型裂纹的部位吻合.矩形间隙装配件下缘条根部上表层的拉应力大于相同间隙值的楔形间隙装配件下缘条根部上表层的拉应力,并且,装配间隙越小,产生的拉应力越小.减小螺母靠根部处的装配间隙与螺母靠根部处到壁板距离的比值,将减小装配件的拉应力,减少或避免SCC&CFC的发生,以及非典型裂纹的产生.     

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.     

点状腐蚀对铝壳船船体板材力学性能影响研究

目的为铝壳船船体不同腐蚀状态板材相应修换要求的提出提供试验数据支持。方法针对服役10年的铝壳船船体板材,开展不同腐蚀情况无明显腐蚀区、穿孔点蚀周围区、多点蚀区的铝壳船船体板力学性能的研究。结果服役铝板无点蚀区,抗拉强度损失量为9.6%;点蚀深度越大,力学性能损失越大,最大点蚀深度为87.7%时,抗拉强度损失率达56%。相同点蚀覆盖面积试样,点蚀深度较大的,力学性能损失较大。结论影响铝合金船体板力学性能的点蚀参数中,点蚀深度影响较大。     

不同港口海域铝合金腐蚀行为研究

目的获得1060铝合金和5083铝合金在不同港口海域的腐蚀规律。方法采用实海试验方法获得材料表面的腐蚀形貌及腐蚀速率,并利用腐蚀图像处理技术分析海生物覆盖状态。结果不同海域铝合金试样表面附着海生物种类不同,青岛海域试样表面主要附着牡蛎,舟山海域试样主要附着藤壶和海藻,三亚海域主要附着藤壶和牡蛎。1060铝合金和5083铝合金在不同海域海水中以点蚀和缝隙腐蚀为主,海生物附着对铝合金腐蚀有明显影响,较严重的腐蚀点出现在牡蛎或藤壶下面及边缘。三海域中两种铝合金在舟山海域的腐蚀速率最大,三亚海域次之,青岛海域最小。不同海域铝合金试样表面海生物覆盖面积不同,三亚海域试样表面海生物覆盖面积百分比最大,青岛海域次之,舟山海域最小。结论由于海水环境不同,青岛、舟山及三亚海域铝合金试样表面海生物种类以及海生物覆盖面积明显不同,海生物的附着在一定程度上减缓了铝合金的腐蚀,另外也使得铝合金更易产生缝隙腐蚀和点蚀。     

南海海洋环境下机载电子设备的腐蚀及外场防护对策

针对南海海洋大气环境下机载电子设备腐蚀故障率较大的问题,对现役飞机机载电子设备材料体系、外场故障现象及腐蚀机理进行了系统分析。结果表明,电子设备及其元器件受到微量的腐蚀就会对其功能、性能产生较大的影响,现役飞机电子设备的三防设计无法满足南海严酷的环境适应性要求,开展综合环境加速试验技术、微腐蚀机制及电信号传输与腐蚀间的对应关系等关键技术研究,是今后的重点研究方向。最后结合腐蚀原因和特点,给出了飞机外场具体腐蚀防护对策。