外场腐蚀环境下新型纳米涂层腐蚀行为研究

目的评估新型纳米涂层体系在海洋大气环境、工业大气环境下的耐蚀性能。方法采用外观评级法、厚度损失分析法、电化学阻抗分析法、疲劳寿命分析法,对比分析新型纳米涂层体系与(TB06-9底漆+TS96-71面漆)涂层体系在海洋大气环境、工业大气环境下不同暴晒时间下的光泽、色差、综合评定等级、厚度损失量、疲劳寿命、阻抗特性。结果随着外场腐蚀环境作用时间的增加,两类涂层体系综合等级上升、厚度损失量增加、电化学阻抗值下降,且外部暴露环境较内外场棚下环境、工业大气环境较海洋环境对两类涂层耐蚀性影响较大,但两类涂层体系在12个月内外场腐蚀环境作用下,其疲劳寿命无明显变化,而综合分析两类涂层体系腐蚀损伤特性及腐蚀损伤规律,可见纳米涂层具有较好的耐候性,但相比(TB06-9底漆+TS96-71面漆)涂层体系,其耐蚀性能较差。结论两类涂层体系在海洋大气环境、工业大气环境下自然暴露试验12个月后,耐蚀性无明显差异,外观综合评定等级2级,对试样的光泽、色差、厚度有一定程度的影响了涂层的,但对试样的疲劳寿命的影响可忽略不计,且从两类涂层的阻抗谱可见,TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系较新型纳米涂层体系具有较好的抗腐蚀性。

湿硫化氢应力腐蚀环境的设备设计、制造技术要点

湿硫化氢环境开裂,是在含水和硫化氢环境中碳钢和低合金钢所发生的损伤,包括氢鼓包、轻致开裂、应力导向氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂4种形式。一般是多种损伤形式同时作用。其中硫化物应力腐蚀开裂是在拉应力及硫化物腐蚀介质的联合作用下,金属材料吸附氢原子造成的一种脆性开裂,是石油化工设备比较常见的应力腐蚀开裂环境。由于其裂纹不易察觉且延伸迅速,一旦发生将造成非常严重的后果。作为设备设计人员,又该怎样判定设备是否属于湿硫化氢应力腐蚀环境?这类设备在设计选材、制造过程中需要注意哪些事项?本文将根据自己的实际工程经验对上述两个问题逐项解答。

PCCP管道阴极保护及腐蚀环境监测系统的设计和应用研究

辽宁省大伙房水库输水(二期)工程,是辽宁省最大规模使用大口径PCCP管道的线性工程。文章以此工程为例,介绍了直埋预应力钢筒混凝土管(PCCP)阴极保护及腐蚀环境监测系统设计和应用情况。该系统可以持续监测PCCP管道的阴极保护电位、钢筋腐蚀速率和腐蚀情况等参数。通过及时评估监测结果可以预知PCCP管道腐蚀情况,从而避免应力腐蚀对输水管道的破坏,确保阴极保护和防腐措施的可靠性,可为同类工程提供借鉴。

滨海强腐蚀环境高速铁路桥梁混凝土结构耐久性设计研究

石衡沧港城际铁路工程滨海盐田区域为强腐蚀性环境,为保证桥梁结构的长期运营安全,开展相关的耐久性研究,提高桥梁结构耐久性是本工程亟待解决的问题。通过详细调研和分析该区域内桥梁工程的侵蚀性环境特点,对桥梁结构的暴露环境进行评定,开展桥梁混凝土结构耐久性设计研究,形成如下研究成果。针对铁路工程面临的侵蚀性环境问题,提出了总体设计方案原则;对滨海强腐蚀环境桥梁桥墩承台和灌注桩高耐久混凝土进行配合比设计,形成适用于滨海盐田强腐蚀环境高耐久性混凝土的制备技术;研究耐久性构造设计,提出构造设计原则及物理隔绝设计理念,提出提高耐久性结构设计控制措施,进行结构物理隔绝措施设计,有效地提高桥梁结构的耐久性;针对本工程侵蚀性特点提出硅烷浸渍防护及耐蚀钢筋附加强化防护措施;研究和应用了透水模板布,提高混凝土的施工质量和密实性;在工程现场建立暴露试验站,开发钢筋混凝土耐久性无线监测系统,实现钢筋锈蚀全过程监测。通过滨海强腐蚀环境桥梁混凝土结构耐久性设计研究,达到滨海盐田严酷服役条件下铁路工程混凝土结构耐久性提升的目的,同时为服役期桥梁结构耐久性后期评估打下坚实的基础。

腐蚀环境下带裂缝钢筋混凝土研究

文中在氯化物对钢筋混凝土的腐蚀机理的基础上,阐述腐蚀环境对带裂缝钢筋混凝土影响的相关要素,分析干湿交替对钢筋混凝土的影响因素,研究干湿循环条件下,Cl^(-)对钢筋混凝土试件的影响,探究试验材料、试验方式以及试验结果,以期为类似工程提供参考。

电力元器件腐蚀环境可靠性评价与寿命预测技术研究

电力元器件在投入使用过程中受腐蚀环境应力的干扰和影响,严重制约着工业制造装备、设备系统可靠运行。为保证电力元器件的安全可靠运行,需在较短周期内实现对电力元器件进行可靠性评价和寿命预测。通过开展电源模块现场服役环境的监测以及获取工作参数,针对性地设计人工加速试验,并利用灰色关联度分析方法建立人工加速条件与现场服役条件之间良好关联度,通过研究电源模块关键性能参数演变规律,开展电力元器件腐蚀环境可靠性评价与寿命预测技术研究。试验结果表明人工加速试验与现场试验关联度为0.648,相关性良好,电源模块在两种条件下试验时间的关系为T_(现场)=1.11T_(加速)^(1.72),可靠性评价和寿命预测结果偏差小于±5%。由此可见,利用相关性较好的人工加速试验能够快速实现对长期服役于现场的电力元器件可靠性和寿命的精准评价和预测。

不同应力比和腐蚀环境条件下X80钢疲劳裂纹扩展速率研究

在空气和不同浓度H_(2)S环境中对X80管线钢进行了应力比为0.1和0.3的低频腐蚀疲劳试验,以获得疲劳裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅值ΔK之间的Paris表达式,研究X80钢在不同条件下的疲劳裂纹扩展速率。结果表明:腐蚀环境能加速X80钢的裂纹扩展,当H_(2)S浓度为100 mg/L时,含H_(2)S环境中裂纹扩展速率是空气中的2.9倍;随着H_(2)S浓度的增大,裂纹扩展速率呈指数增大;随着应力比的增大,平均应力增大,裂纹闭合效应减小,裂纹尖端完全张开,材料与腐蚀介质接触面积增大,导致裂纹扩展速率增大。

腐蚀环境中2种典型钛-铝双耳两层结构的腐蚀行为对比

对采用不锈钢衬套和铜衬套的2种典型钛-铝双耳两层结构进行了加速腐蚀试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构腐蚀形貌、腐蚀产物,对比分析2种结构的耐腐蚀性能。研究表明:在腐蚀环境中,经过10个周期的加速腐蚀试验,2种典型结构均发生了腐蚀疲劳破坏;不锈钢衬套结构的铝合金腐蚀疲劳裂纹形成时间早且断口腐蚀严重,铜衬套周围铝合金的严重腐蚀是诱发该结构腐蚀疲劳损伤的主要原因。推迟疲劳裂纹形成和降低电偶腐蚀等可提高不锈钢衬套结构的耐腐蚀性能,降低结构应力水平、加强结构的日常维护,能有效提高铜衬套结构的耐腐蚀性能。

硫酸盐腐蚀环境下煤矿斜井井筒渗漏水治理技术研究

我国硫酸盐腐蚀环境分布范围广、危害重,腐蚀环境中的混凝土基本上是“一年化粉,三年坍塌”,煤矿斜井井筒在硫酸盐腐蚀环境地层出现渗漏、破坏现象,影响井筒的正常运营。为有效治理硫酸盐腐蚀环境中煤矿斜井井筒渗漏破坏问题,消除井筒的安全隐患,开展了硫酸盐腐蚀环境及斜井井筒渗漏特征分析、抗硫酸盐腐蚀注浆材料开发及性能测试、腐蚀源注浆隔断技术研究,并进行了示范应用。研究结果表明,我国东部沿海、中原和西部地区均有硫酸盐腐蚀环境分布,SO^(2-)_(4)和Cl^(-)等侵蚀性介质随着渗漏水进入煤矿井壁,发生化学反应,井壁水泥块软化、松散、脱落,造成煤矿井筒混凝土腐蚀破坏,导致井筒混凝土强度和耐久性降低;通过在水泥中掺加粉煤灰和添加剂,制备的抗硫酸盐腐蚀注浆材料可抑制浆液结石体与SO^(2-)_(4)的反应,降低钙矾石的生成速率和数量,减缓硫酸盐腐蚀破坏进程;在井筒外侧地层中注入抗硫酸盐腐蚀注浆材料浆液,形成环状保护壳,可阻隔硫酸盐腐蚀源与井筒的接触,保护斜井井筒免受硫酸盐腐蚀破坏;甜水堡煤矿斜井井筒硫酸盐腐蚀环境段治理结果显示,主井、副井和风井的涌水量分别较治理前减少76%、78%和66%,3个井筒已完好运营6年,与预测结果基本一致,保障了井筒的正常运营和煤矿的安全生产,解决了硫酸盐腐蚀环境中煤矿斜井井筒渗漏破坏问题。

腐蚀环境对预腐蚀铝合金腐蚀疲劳性能的影响

铝合金是飞机制造中机身部分最主要的材料,铝合金材料的腐蚀疲劳性能对于飞机的安全性有着极为显著的影响。本次研究中发现,飞机油箱积水的情况下,对飞机上预腐蚀铝合金的腐蚀疲劳性能影响是最大的,而其余的影响因素从重到轻分别为:盐水环境、潮湿环境以及实验室空气。当材料承受的应力比值达到0.5或是0.06时,在潮湿环境中材料的疲劳寿命要比在实验室空气中的相同材料要低,而具体降低的程度会随着应力的下降而相应增加;而在低应力水平下,油箱积水环境与盐水环境对材料疲劳寿命的影响几乎等同。当材料承受的应力比值为-1的情况下,盐水环境下的材料疲劳寿命总是要比油箱积水环境下的材料低一些;而在潮湿环境中的材料疲劳寿命与实验室内的材料相比,会随着材料承受应力的下降而出现下降,且下降的幅度要比应力比值为0.5或是0.06时要更大一些。

不同腐蚀环境下压力容器材质耐蚀性评价

结合塔河油田实际情况,通过对压力容器拟选用的5种材料20、20G、Q345、A333、Q245分别进行CO_2+H_2S共同控制环境、H_2S主控腐蚀环境和CO_2主控腐蚀环境3个环境下的腐蚀失重试验,并对经过试验的挂片进行扫描电镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析。结果显示:选取的5种材质的挂片在CO_2+H_2S共同控制环境和H_2S主控腐蚀环境的腐蚀速率均小于0.1 mm/a,且比CO_2主控腐蚀环境条件下的腐蚀速率小;在H_2S+CO_2共同控制的腐蚀环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为Q345>20>Q245>A333>20G;在H_2S腐蚀为主的环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为20>20G>Q245>Q345>A333;在CO_2腐蚀为主的环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为Q345>A333>20G>20>Q245。根据试验结果,不同腐蚀环境下5种材料的防腐蚀性能均不同,结合现场实际工况,对压力容器材质进行相应的选材。

多介质腐蚀环境的模糊合成

单介质腐蚀性环境分为强、中、弱、无四级 ,对多种腐蚀介质环境腐蚀性级别的划分 ,目前尚无定量概念 .根据单介质腐蚀性环境的模糊分级及其对工程结构服役可靠度的影响特点 ,定义了多介质环境腐蚀性级别的一种模糊合成方法 ,提出了腐蚀性环境下建筑结构的“设计防腐”概念及工程实施方法 ,建议针对不同腐蚀性级别 ,应采取相应的防腐措施 。

腐蚀环境对预腐蚀铝合金腐蚀疲劳性能的影响

采用不同环境下的轴向加载疲劳性能测试方法,研究了不同环境对预腐蚀7XXX铝合金腐蚀疲劳性能的影响。结果表明:腐蚀环境对其疲劳寿命的影响从重到轻依次是:油箱积水、盐水、潮湿空气和实验室空气。当应力比R为0.5和0.06时,潮湿空气下的疲劳寿命比实验室空气下的略低,降低的幅度随着应力的降低而增大;在低应力水平区盐水和油箱积水环境对疲劳寿命的影响基本相同。当应力比R为-1时,盐水下的疲劳寿命总是略低于油箱积水环境下的疲劳寿命;潮湿空气相比实验室空气下的疲劳寿命随着应力的降低,降低的幅度比应力比为0.5和0.06时要略大。

腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展

腐蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题一直是国内外研究的热点问题之一.针对海洋和近海氯盐侵蚀环境与内陆盐湖和盐碱地硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题,分别从混凝土侵蚀机理、侵蚀性离子扩散机制、钢筋锈蚀机理、混凝土强度和刚度损伤等几个方面总结和归纳了当前国内外的研究现状,探讨了氯盐侵蚀环境和硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的损伤特性和劣化机制.在此基础上,考虑PHC预制管桩和现浇钻孔灌注桩的制作养护工艺,分别论述了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的侵蚀劣化机理,进而结合海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的承载机制,探讨了各自承载特性的退化规律,总结了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩寿命的预测方法.最后,基于当前腐蚀环境中钢筋混凝土桩基耐久性研究现状,笔者根据自己的见解提出了今后的研究思路和方向,以期为腐蚀环境中和复杂应力条件下钢筋混凝土桩基的耐久性研究以及今后相应规范的制定提供一定参考.

腐蚀环境下飞机结构日历寿命研究现状与关键技术问题

介绍了军用飞机日历寿命研究的技术背景和国内外同类研究概况以及存在的问题。重点对腐蚀环境下飞机结构加速腐蚀试验技术、防腐涂层腐蚀损伤评定技术、腐蚀损伤和疲劳寿命的分布特性及其变化规律、腐蚀当量关系和日历寿命理论分析方法等几个关键问题及其技术途径进行了阐述和探讨。

腐蚀环境下2024-T3铝合金疲劳裂纹扩展和剩余强度实验研究

对2024-T3铝合金在5种典型实验室环境和3种组合环境下的疲劳裂纹扩展和剩余强度进行了实验研究。通过实验获得的裂纹扩展数据,对Paris公式进行条件拟合,得到各种环境下的裂纹扩展常数,并作了对比分析。结果表明,腐蚀环境的参与使2024-T3铝合金的疲劳裂纹扩展速率明显加快,不同腐蚀环境对疲劳裂纹扩展速率的影响程度不同,其影响的严重程度由重到轻依次为:油箱结构区、厨房与厕所、油箱积存水、盐水、潮湿空气、高空环境、干燥空气。实验数据还进一步表明,腐蚀介质对临界裂纹长度的影响很小,说明环境对剩余强度能力无直接影响。

不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金疲劳性能及裂纹扩展速率的影响

采用轴向加载疲劳和疲劳裂纹扩展速率性能测试方法,研究了不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金厚板疲劳及裂纹扩展性能的影响。结果表明:腐蚀环境对7475铝合金的疲劳性能有较大影响,油箱积水和3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中光滑试样的疲劳强度较室温下降约68%,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对材料疲劳强度的影响程度基本相同;不同环境腐蚀(空气和3.5%NaCl)和不同温度(室温和125℃)对材料的低周疲劳性能影响不大;腐蚀环境对裂纹扩展有较明显的加速作用,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对裂纹扩展的加速规律基本一致。

不同腐蚀环境下高强铝合金腐蚀行为

针对航空铝合金材料在服役过程中因恶劣环境而导致材料腐蚀的问题,通过分析腐蚀形貌、腐蚀坑开口面积、腐蚀深度、点腐蚀坑数量、pH值、腐蚀产物等变化,研究2xxx航空铝合金在不同腐蚀环境(3.5%NaCl水溶液、模拟油箱积水溶液和潮湿空气)中的腐蚀行为和机理。结果表明,在3.5%NaCl水溶液中,铝合金试样表面腐蚀坑的产生主要发生在前24h内,其最大腐蚀坑深约为45μm,而在72~120h,随预腐蚀时间的延长,腐蚀坑深度、个数的增加并不明显;铝合金试样在模拟油箱积水环境中的腐蚀规律与在3.5%NaCl水溶液中的相似,但腐蚀坑最大开口面积和腐蚀坑的个数明显减少;与前两种环境相比,试样在潮湿空气环境中的腐蚀程度明显减小,腐蚀坑总体个数最少,最大腐蚀坑深约在20μm以内,最大开口面积约在5000μm^2左右,且随着腐蚀时间的增长,腐蚀坑之间的深度差距越来越小。

腐蚀环境中海工混凝土抗氯离子侵蚀性

模拟我国南方沿海浪溅区和水位变动区的海工钢筋混凝土结构物的腐蚀环境 ,对掺入粉煤灰和矿渣的混凝土抗氯离子侵蚀性进行了试验 .结果表明 ,在水灰比相同的条件下 。

日历腐蚀环境下LY12CZ铝合金力学性能研究

采用加速腐蚀当量折算谱模拟日历腐蚀环境 ,对飞机结构主体材料LY12CZ先做加速腐蚀后再进行疲劳试验 ,确定日历腐蚀环境对LY12CZ材料静强度和疲劳强度 (S—N曲线 )的影响。