大气环境下电网设备金属材料的腐蚀及服役寿命预测研究进展

电网安全是电力企业生存和发展的根本,随着电网的不断发展,对电网的安全性、可靠性提出了更高的要求。但在电网运行过程中安全形势依然面临严重威胁,其中,由于电网设备金属材料的腐蚀造成的设备安全问题较为普遍,输电网中金属部件的腐蚀失效、防护技术,以及服役寿命预测的研究日趋受到各地区电力部门的重视。结合电网设备金属部件的服役环境和腐蚀失效情况,综述了当前电网金属部件大气腐蚀的影响因素及其影响规律,介绍了当前大气环境下电网金属部件材料的服役寿命预测的分析方法,及在预测电网设备金属部件于大气环境中服役寿命的应用。

盐渍土环境下钢筋混凝土腐蚀的电化学研究

采用极化曲线、电化学阻抗谱技术对4种盐渍土环境下的钢筋混凝土试件进行了测试,考察了不同腐蚀环境及腐蚀阶段钢筋混凝土试件腐蚀特征的差异性.试验结果表明:盐渍土环境中硫酸根离子与氯离子的质量比m(SO2-4)/m(Cl-)不同,钢筋的腐蚀特征呈现明显的差异;总含盐质量分数为5%的模拟液中m(SO2-4)/m(Cl-)由0增加为0.082或0.275时,在腐蚀中、后期钢筋腐蚀速率较快;当m(SO2-4)/m(Cl-)为2.070时,钢筋在整个腐蚀龄期内的腐蚀速率均较慢,说明盐渍土环境中硫酸根离子在一定含量范围内能促进钢筋的腐蚀.最后结合电化学测量结果对硫酸盐的作用机理进行了分析.

Cl^-和SO_4^(2-)对模拟混凝土孔隙液中钢筋腐蚀行为的影响

采用极化曲线和电化学阻抗技术研究了模拟液中Cl-/SO_4^(2-)比例及溶液浓度对钢筋在模拟混凝土孔隙液中腐蚀行为的影响。结果表明:当模拟液中m(Cl-)/m(SO_4^(2-))为1.5时,即溶液为亚氯盐渍土模拟液时,钢筋的腐蚀速率最大。钢筋的腐蚀速率随溶液中SO_4^(2-)含量的增加呈先增大后减小趋势,在模拟混凝土孔隙液介质中,一定含量的SO_4^(2-)会促进钢筋的腐蚀,而通过成比例增加溶液中SO_4^(2-)及Cl-的含量,模拟腐蚀的渐变过程,发现钢筋的腐蚀速率逐渐减小。电镜形貌分析进一步说明腐蚀速率的减小与钢筋电极表面盐膜形成而导致的阴极过程扩散阻力有关。

模拟海洋大气条件下直流电场作用对碳钢初期腐蚀行为的影响

采用失重分析、极化曲线测试和SEM分析手段,研究了模拟海洋大气环境下直流电场对碳钢初期腐蚀行为的影响。结果表明,直流电场的存在加速了碳钢的初期腐蚀速率,但并没有改变其腐蚀动力学;直流电场存在有利于具有亚稳片状结构的γ-FeOOH的形成,同时抑制了γ-FeOOH向具有保护性能的α-FeOOH的转化,从而导致锈层的保护性能下降,加速了碳钢的腐蚀。

外加交流电场对薄液膜中氧扩散的影响

采用计时电流法测定了交流电场作用下O_2在薄液膜中的扩散系数。考察了计时电流法测定氧扩散系数这一方法在薄液膜体系和电场环境下应用的可行性,研究了薄液膜体系中液膜厚度以及外加电场对氧扩散系数的影响。结果表明,O的扩散系数随着薄液膜厚度的减小而增大,随着交流电场强度的增强而增大。交流电场对O扩散系数的影响可能是其加速了O通过气/液界面到达电极表面的过程。薄的液膜和强的电场会加快金属腐蚀的阴极过程中O的传输,从而加速金属腐蚀。

3,6-二(3,6-二叔丁基咔唑基)-咔唑的合成研究

以咔唑为主要原料,经烃化、碘代、磺酰化、Ullmann反应和水解反应合成了3,6-二(3,6-二叔丁基咔唑基)-咔唑,五步反应总收率为50.3%,中间体及产品进行了1 HNMR检测。该合成工艺具有路线简单、操作方便、产率高等优点,适合大批量制备。

模拟工业环境下直流电场对金属Zn腐蚀机理的影响

采用失重法,电化学测试技术,X射线衍射(XRD)并结合扫描电镜(SEM)研究了模拟工业环境下直流电场对金属Zn在30 d内腐蚀行为的影响。结果表明,模拟工业环境下,在一定暴露时间内,直流电场强度越大,Zn的腐蚀速率越大。随着直流电场的介入,Zn的阴极还原过程与阳极溶解过程均有提高,从而腐蚀速率增加。直流电场对于Zn腐蚀行为的影响本质上归结于电场对溶液中离子分布的影响,进而改变了腐蚀产物的结构,促进了腐蚀过程的进行。

Zr基非晶合金激光加工表面羟基磷灰石沉积特性研究

为了降低金属植入物与人体之间的排斥反应以及提高医用植入物材料的生物活性,本研究团队利用不同的表面加工方法对Zr_(55)Cu_(30)Ni_(5)Al_(10)表面进行改性,以制备天然骨的仿生微纳结构;然后将加工后的样品浸泡于模拟体液中,使其表面生成羟基磷灰石(HA),研究不同加工方法下样品表面的润湿性以及HA沉积特性。结果表明:相较于传统的表面改性方法,纳秒激光结合飞秒激光的加工方法具有更加优异的加工效果,加工表面的水接触角由62°减小到26°,亲水性得到了大幅提升;纳秒激光结合飞秒激光加工的微纳结构不仅为HA的沉积提供了更多空间,而且其上的纳米颗粒有利于Ca^(2+)与PO_(4)^(3-)的集聚,加速HA晶核的形成,从而生成均匀、稳定的HA沉积层,提高Zr_(55)Cu_(30)Ni_(5)Al_(10)表面HA的沉积效果。

Zn的大气腐蚀与寿命预测研究

对锌板和Zn开放型螺旋两种试样在福建省16个地点进行了为期1 a的大气暴露试验,获得了Zn在不同大气环境下的腐蚀速率,并结合各地区的气象和环境数据使用锌层寿命预报器(ZCLP)对Zn的腐蚀速率进行了预测。结果表明,Zn的腐蚀速率与大气环境有直接的关联,除福清、厦门和南安等地区,其他13个地点Zn的腐蚀速率的预测值与通过大气腐蚀暴露试验获得的Zn的腐蚀速率实测值吻合,结合Zn的腐蚀机理对大气腐蚀暴露试验获得的Zn的腐蚀速率的可靠性进行了分析。