基于腐蚀大数据的碳钢海洋大气腐蚀行为

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。以Q235碳钢作为研究对象,基于腐蚀大数据技术,通过周期浸泡加速试验获取实时连续的腐蚀数据,研究环境因子Cl^(−)、HSO_(3)^(−)及pH值对碳钢海洋大气腐蚀行为的影响。结果表明:随着Cl^(−)、HSO_(3)^(−)浓度的增加或pH值的降低,腐蚀累积量呈不断上升的趋势,腐蚀大数据采集结果与碳钢试样腐蚀形貌及锈层分析结果一致。随试验的进行,当Cl^(−)浓度较低时,锈层朝着更加稳定的方向发展;Cl^(−)浓度较高时,锈层稳定性不断下降。0.05%HSO_(3)^(−)浓度下,腐蚀始终以相对较低的速率匀速进行;浓度为0.1%时,腐蚀先是匀速进行,但由于腐蚀后期形成了具有一定保护性的锈层,腐蚀速率有所下降;当浓度达到0.2%时,腐蚀速率在试验后期反而加快,锈层难以维持相对稳定的状态。试验环境pH=5或3时,整个试验周期的腐蚀速率整体呈下降趋势;pH=1时,腐蚀速率呈持续上升趋势。腐蚀大数据方法与传统挂片法研究结果具有较高的一致性,验证了腐蚀大数据手段对于环境腐蚀研究的可靠性,研究结果可为后续开展数据分析与挖掘工作奠定基础。

热处理对Ni-Mo-W三元镀层微观组织与力学性能的影响

三元Ni-Mo-W电沉积涂层使用钨酸钠作为钨源,钼酸钠作为钼源制备。对采用钨酸钠浓度为20 g/L、钼酸钠浓度为10 g/L制备的Ni Mo10W20试样分别在300、400、500℃下进行热处理。结果表明,当镀液中钨酸钠浓度逐渐增加时,镀层中钨含量也随之增加,钼含量减少;镀层在500℃下热处理晶粒明显长大。对Ni-Mo-W合金镀层进行X射线衍射(XRD)试验发现,镀层在500℃下结晶状态最好,而W含量对于镀层无明显影响。通过纳米压痕硬度与弹性模量变化曲线可知,随着热处理温度的升高,Ni Mo10W20试样镀层硬度缓慢降低,但在300~400℃的热处理,硬度有所提升;随着镀层中W含量的增加,镀层硬度缓慢增大。因此,Mo与W元素的加入可以增加镍基镀层的热稳定性和高温力学性能。

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.

输电网镀锌金属部件的腐蚀与防护

根据输电网金属部件检修记录,结合金属腐蚀电化学原理,对输电网中镀锌金属部件在服役过程中可能发生的腐蚀进行了分析。同时,根据输电网中金属部件的工作状态以及服役环境特点,对输电杆塔、金具、连接件、地线和拉线等镀锌金属部件的腐蚀类型、腐蚀机理做了分析研究。介绍了几种镀锌层腐蚀寿命预测方法,并结合服役环境特点提出了相应的防护措施。指出应加强针对输电网服役环境下的腐蚀机理与防护技术的研究及输电网在不同服役环境中腐蚀预测研究,以便为输电网的安全运行提供技术支持。

盐渍土环境下钢筋混凝土腐蚀的研究进展

钢筋混凝土在盐渍土和盐湖环境下的腐蚀包括硫酸根离子和镁离子对混凝土的侵蚀以及氯离子对混凝土中钢筋的锈蚀。简要介绍了盐渍土环境中钢筋混凝土结构腐蚀失效原理,并综述了国内外近年来对盐渍土钢筋混凝土腐蚀机理研究的相关情况。

镀锌钢在模拟不同服役环境中的腐蚀行为

采用极化曲线法研究了输电杆塔锌镀层在模拟海洋环境、模拟工业环境以及模拟海洋工业环境中的初期腐蚀行为。结果表明,在模拟海洋环境中,锌镀层的腐蚀速率随着NaCl浓度的增加先增大后减小;在模拟工业环境中,锌镀层腐蚀速率随着NaHSO3浓度增加而逐渐增大;在模拟海洋工业环境中,锌镀层腐蚀速率随着NaCl和NaHSO3混合溶液浓度的增加而增大。

硫酸盐作用下混凝土中氯离子传输的数值模拟

对硫酸盐作用下混凝土中Cl-的扩散规律进行了室内模拟试验研究。溶液采用1mol/L氯化钠溶液,以及分别加入0.1mol/L,0.3mol/L和1mol/L硫酸钠的复合溶液,并以清水溶液作为对比。结合试验参数,基于Fick扩散定律,利用ANSYS软件对混凝土中氯离子等效扩散系数进行了数值分析和计算。结果表明,在试验时间范围内,氯离子的等效扩散系数随时间呈指数递减规律;当溶液中的硫酸根浓度由0增加到0.3mol/L时,氯离子扩散逐渐增强;当硫酸根浓度为1mol/L时,氯离子扩散明显减弱。对试验结果进行数据拟合后,建立了混凝土中氯离子等效扩散系数与时间、硫酸根离子边界浓度的关系表达式,所建立的表达式可用于硫酸盐及氯盐共同侵蚀下混凝土内部氯离子浓度的预测。

35kV架空输电线路钢芯铝绞线内层铝股线的腐蚀失效分析

采用SEM和EDS对福建省某海岛上失效的35kV钢芯铝绞线进行表面和断口的形貌观察和成分分析。结果表明，表面主要由铝，Al（OH）3和Al5（CO3）3（0H）13·xH2O等物相组成，组成的元素除了铝、氧外，还含有碳、硅、硫、氯、钠、镁、钙等。碳、硅等元素集中在表面以及距表面250-500μm处，海洋大气、CQ和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线严重腐蚀，大量腐蚀产物粘附在基体上，表面上有以腐蚀区域为核心的发散裂纹。在腐蚀、振动和线张力的作用下，疲劳裂纹扩展带呈现半椭圆轮廓线，最终导致材料断裂。

不同状态的钢筋在氯离子入侵过程中的腐蚀行为

采用极化曲线技术和扫描电镜结合能谱分析,对供货状态和打磨光滑状态的钢筋在混凝土氯离子侵蚀过程中的腐蚀行为进行了研究。通过不同浸泡时间,试样获得了不同的自腐蚀电位及自腐蚀电流密度,分析了不状态试样的表面形貌。结果表明,由于钢筋表面状态不同,钢筋在混凝土中的不同阶段表现出不同的电化学行为。在初期无氯离子的条件下,不同表面状态的钢筋表面钝化膜的稳定性不同,而随着氯离子在混凝土中的入侵,两种钢筋的腐蚀速率也存在很大的差异。结合表面状态分析表明,供货状态钢筋在混凝土氯离子入侵过程中比打磨光滑状态钢筋更易发生腐蚀。

钢筋混凝土在盐渍土环境中的腐蚀行为

依据盐渍土分类规则,设置了系列的盐渍土模拟溶液。采用极化曲线测试了干湿循环模拟盐渍土环境中氯离子、硫酸根离子的不同比例对钢筋腐蚀行为的影响,并采用离子扩散装置考察了硫酸根存在下氯离子在混凝土中的扩散特征。结果表明,盐渍土环境对混凝土中钢筋的腐蚀有很大的影响,不同盐渍土环境对钢筋腐蚀的影响程度不同,混凝土中钢筋在氯盐渍土和亚氯盐渍土环境中,腐蚀速率较快;此外,硫酸根的含量在一定范围内对氯离子的扩散有促进作用,这一结果与电化学测试结果相对应。

福建某海岛架空输电钢芯铝绞线的失效分析

采用XRD、SEM和EDS对福建省某海岛上35 k V失效的钢芯铝绞线进行形貌和成分分析。结果表明:内层铝绞线表面主要由Al、Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·x H2O等物相组成。在断口上除了Al、O等元素外,还含有C、S、Cl、Na、Mg、Ca等。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线遭受潮的海洋大气腐蚀、应力腐蚀、小孔腐蚀等,使内层铝股线严重腐蚀。

玻璃绝缘子表面超疏水涂层的制备及其自清洁性能研究

首先对玻璃表面进行羟基化和硅烷化改性处理,然后以环氧树脂胶黏剂、改性二氧化硅纳米颗粒、乙酸乙酯等为原材料,通过喷涂法在玻璃表面制备具有微纳米结构的超疏水涂层。对该涂层的微观形貌、疏水性能、与基体之间的结合力、自清洁效率以及机械稳定性进行表征与分析。结果表明,对玻璃基体表面进行羟基化和硅烷化处理,使得超疏水涂层与基体之间的结合力可达到1级;当涂层中环氧树脂胶黏剂添加量为1.0 g,改性纳米SiO 2粒子为0.7 g,乙酸乙酯为30 mL时,涂层的综合性能最佳,接触角可达160.1°,滚动角为1°,对沙子和高岭土的自清洁效率分别达93.1%和89.8%,机械稳定性最佳。经过60次砂纸摩擦循环磨损后,该涂层仍然保持较好的交联网状和微纳突起结构,保持超疏水状态,对沙子和高岭土的自清洁效率分别仍达85.5%和82.7%,大大高于空白玻璃。

镍钨镀层的制备及其耐磨性和耐蚀性

采用电镀方式在黄铜基体上制备不同钨含量的镍钨镀层。通过X射线衍射仪(XRD)分析了不同钨含量镀层经不同温度退火处理后的相组成及其晶粒尺寸,确定最佳退火温度。分别通过摩擦磨损试验和电化学测试评价不同钨含量镀层的耐磨性和耐蚀性。结果表明:随着热处理温度的升高,镀层晶粒尺寸增大,300℃退火处理后,镀层晶粒尺寸相对细小,该温度是镀层较适宜的热处理温度;钨含量增加对镀层起到细化晶粒的作用,随着钨含量升高,镀层的耐磨性和耐蚀性提高。

某海岛35kV南日#81-#82外层铝股线的腐蚀失效分析

采用SEM(Scanning Electron Microscope)和EDS(Energy Spectrum Analysis)对35kV福建省某海岛上失效的钢芯铝绞线(Aluminum Cable Steel Reinforced,ACSR)进行表面和断口的形貌、成分分析.结果表明:海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致外层铝股线严重腐蚀,大量腐蚀产物粘附在基体上.表面组成元素除了Al,O外,还含有C,Si,S,Cl,Na,Mg,Ca等.表面不同部位的组成元素不同.与大气接触部位腐蚀最轻,与内层接触处元素组成最复杂.平行于轴向和近垂直于轴向的两种裂纹通过电化学反应,形成腐蚀孔洞,成为ACSR导线在海洋大气腐蚀条件下腐蚀失效的主要原因.断裂面与轴向夹角约为45°.断口可分为3个区域:裂纹形核区、疲劳裂纹扩展区和断裂区.

屏式过热器T91管爆管分析

某电厂#3锅炉屏式过热器在投产运行约3个月后发生爆管,管样理化测试与分析表明,爆管是由于严重超温运行、短时过热所致。

220kV输电线路悬垂金具直角挂板断裂原因分析

某220kV输电线路悬垂金具直角挂板发生断裂事故。通过对该事故背景进行分析,结合宏观检测、载荷分析、断口扫描电镜及能谱分析的方法,从金具的连接方式、运行环境、材质状况等方面分析了该220kV输电线路悬垂金具直角挂板的断裂原因。结果表明:该直角挂板在制造时已经存在裂纹,在腐蚀介质和大风的共同作用下裂纹不断扩展,最终直角挂板发生腐蚀疲劳断裂。最后针对断裂原因提出了预防措施。

高温潮湿含氯环境中304不锈钢腐蚀失效分析

304不锈钢的应用很广,但对304不锈钢长期处于高温潮湿含氯环境中的腐蚀研究较少。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段对失效的不锈钢进行组织结构、元素和断口分析。结果表明:Cr含量基本符合要求,Ni含量偏低,这是导致不锈钢不耐蚀的主要原因。另外由于内胆与保温层长期处于高温潮湿含氯气氛中,内胆与保温层形状突变处正好是焊缝区,该区域腐蚀最严重,焊接应力腐蚀伴随晶间腐蚀。断面Cl和S含量增加,进一步促进应力腐蚀开裂。内胆与保温层形变突变处的缝隙可能也加剧腐蚀。确保材料合格、工艺规范,防止水渗入内胆与保温层之间,避免腐蚀介质的滞流是提高类似环境中不锈钢使用寿命的重要措施。

铜/锌在不同pH土壤模拟液中的电偶腐蚀行为

采用开路电位、动电位极化、土壤模拟液中电偶电流测试、丝束电极以及扫描振荡电极技术(SVET)研究了在不同pH土壤模拟液中Cu/Zn电偶对的电偶腐蚀程度以及空间分布特征。结果表明:随着介质pH的降低,Cu/Zn电偶对的腐蚀速率增加。并且在Cu/Zn电偶对形成的电场作用下铜锌电偶对中锌的腐蚀主要发生在铜/锌电偶对界面附近。

高性能膨胀型磷腈防火阻燃涂料的制备及评价体系的建立

制备了一种高性能膨胀型磷腈防火阻燃涂料,并与普通的膨胀型防火涂料进行了比较,突出了膨胀型磷腈防火涂料的优势。参考国家标准,建立了对于膨胀型防火阻燃涂料的评价体系。