混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器的设计

基于电感探针技术开发了一种在不破坏钢筋混凝土结构的情况下,实时监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀状态的混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器。为对混凝土钢筋的腐蚀状态进行有效的在线监控,本文设计了一款钢筋腐蚀状态在线监测传感器,介绍了该传感器的设计原理和部件设计,并进行实验室模拟测试,测试结果表明:(1)研制的钢筋腐蚀状态在线监测传感器能够满足耐温80℃,承压60Mpa的应用要求;(2)钢筋腐蚀状态在线监测传感器监测结果与挂片数据相比误差百分比小于5.0%,测得的腐蚀趋势和腐蚀速率能够真实反映混凝土中钢筋的真实腐蚀状态。

电解法制备锌粉形貌的控制

采用脉冲电解法,在硫酸锌和氯化铵混合电解溶液体系中,就不同添加剂(柠檬酸三钠、三聚磷酸钠、明胶、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮)及电流密度等制备条件对所制得金属锌粉形貌和粒度的影响情况进行了研究,并利用XRD和SEM对样品进行了相应的表征。结果表明,当电解液中分别加入上述添加剂时可以得到葡萄状、瘤状、鱼刺状和厥类植物状的微米级锌粉,并且随着电流密度的增加锌粉的尺寸会出现减小的趋势。

添加剂对氯化钾溶液中锌电沉积的影响

目前,添加剂对镀锌的作用及其机理说法不同。用线性扫描法、循环伏安法和计时电流法分别研究了聚乙二醇400(PEG400)及其与苄叉丙酮(BA)复配在氯化钾(KCl)溶液中对锌电沉积的影响;根据Scharifker-Hills成核模型拟合了电流-时间数据。结果表明:PEG400和BA混合比单加更能增大锌在KCl溶液中电沉积的过电位,能更有效地抑制析氢反应;锌的电沉积机理在一定程度上取决于所加入的添加剂,仅添加PEG400,锌电沉积机理与无添加剂的一样,都是晶核瞬时形成和成长的过程,PEG400和BA同时加入,锌的电沉积机理是晶核连续形成后转为晶核瞬时形成。本研究结果有助于氯化钾镀锌高效添加剂的开发。

酸性氯化钾镀锌液中A柔软剂含量与消耗速率的测定

采用紫外分光光度分析法,研究了无机盐和pH对含有添加剂的酸性氯化钾镀锌溶液吸光度的影响。在最佳吸收波长227.50nm和pH5.52～5.58范围内,测定了电镀中不同电流密度下A柔软剂分别在阴、阳极上的消耗速率。该方法快速,方便,可用于电镀过程中A柔软剂含量的监测。

无氰镀液脉冲电镀制备金靶的研究

通过在无氰镀金液中加入合适的配位体优化镀液性能,并用脉冲电镀法制备出惯性约束聚变（ICF）金靶。讨论了该体系镀液在电镀时的温度、电流密度、极间距、频率和占空比等工艺对镀层性能的影响,利用SEM对样品的形貌进行了表征;利用电化学工作站对镀液进行了分析。得到了适合制备ICF金靶的亚硫酸盐镀金液及相应的脉冲镀金工艺的最佳条件：亚硫酸铵610 mL/L,金13 g/L,柠檬酸钾55 g/L,氨水140 mL/L,1-羟基乙叉-1,1-二膦酸（HEDP）1.32 mol/L,氨基三甲叉膦酸（ATMP）1.32 mol/L,pH=7~8,温度45℃,频率300 Hz,占空比1∶7,电流密度0.3~0.1 A/dm2,极间距6 cm。

WO_3对碳载EMD催化氧还原活性的影响

研究了助催化剂三氧化钨(WO3)对电解二氧化锰(EMD)催化性能的影响。通过球磨制备5种WO3含量的EMD复合催化剂,进行XRD、SEM和电化学性能测试。WO3影响了EMD的孔隙率,添加适量的WO3可改善EMD的催化性能。添加WO3催化剂的氧还原电位较未添加WO3催化剂提前0.02 V。当电压为-0.15 V时,EMD、(MnO2)33(WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、(MnO2)33(WO3)1.3及(MnO2)33(WO3)1.5的氧还原电流分别为:-0.21 mA、-0.35 mA、-0.85 mA、-0.53 mA和-0.08 mA,表明随着WO3添加量的增加,EMD的催化性能先提高,后下降。EMD、(MnO2)33(WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、(MnO2)33(WO3)1.3及(MnO2)33(WO3)1.5制备的电池,放电平台分别为1.05 V、1.08 V、1.21 V、1.14 V和0.98 V;催化活性顺序为:(MnO2)33(WO3)1>(MnO2)33(WO3)1.3>(MnO2)33(WO3)0.7>EMD>(MnO2)33(WO3)1.5。

硫酸溶液中V(IV)/V(V)电对在碳纸电极上的阻抗特性

用交流阻抗结合循环伏安方法研究了硫酸溶液中V(IV)/V(V)电对在碳纸电极上的阻抗特性。结果表明,碳纸电极在开路电位[0.2V(vs.SCE)]下仅表现为–COH/–C=O电对的氧化还原行为。在极化电位0.7-1.2V下测得的交流阻抗是由于V(IV)/V(V)电对的氧化还原行为引起的。极化电位对V(IV)/V(V)电对的交流阻抗参数影响很大,电荷转移电阻及双电层电容在0.9V的极化电位下出现最小值,而扩散电容在此电位下则有极大值,这种影响规律与通过控制V(IV)和V(V)离子在电解液中的比例能构筑不同开路电位的钒电解液中所得的规律相同。

不同铁含量的碱性Zn-Fe合金镀层在3种溶液中的耐蚀性能

含铁量低于1%(质量分数,下同)的Zn-Fe合金具有优异的耐腐蚀性能,有必要对其耐蚀性及机理做深入研究。采用动电位极化技术和交流阻抗方法(EIS)研究了未钝化的纯Zn镀层和碱性Zn-Fe合金镀层(含铁0.15%～0.89%)在0.2 mol/L Na2B4O7-H3BO3,含0.05 mol/L Cl-的0.2 mol/L Na2B4O7-H3BO3和1%NaCl溶液中的耐蚀性能,采用XRD法研究了不同镀层的晶体结构。结果表明:少量铁在锌中的存在明显影响锌的耐蚀性能,含铁0.15%～0.60%的Zn-Fe合金镀层腐蚀电阻和反应电阻都较纯Zn层的大,腐蚀电流密度较小,在一定电位范围内形成的电化学钝化膜耐Cl-点蚀的能力强;含铁量为0.29%的合金表现出了最好的耐蚀性;Zn-Fe合金镀层与碱性纯Zn镀层的晶体结构相同,都是六方密排结构,铁在Zn-Fe合金中不是以独立相而是以固溶相的形式存在。

炼油厂管道保温层下腐蚀及研究进展

碳钢是炼油厂管道中应用最为广泛的材质,其发生保温层下腐蚀(CUI)具有一定的普遍性和隐蔽性。从碳钢CUI事例入手,综述了实验室对CUI的研究现状、炼油厂针对CUI的涂料选择及CUI的脉冲检测手段,针对这些问题,认为对CUI开展现场研究、建立涂料使用依据以及检测技术的进步,是应对CUI发生的必要手段。

影响炼化装置腐蚀探针监测数据变化的几个因素

对腐蚀探针在现场使用中出现的情况进行了归纳总结,阐述了腐蚀探针的正确使用范围和监测数据的特点;同时探讨了引起腐蚀探针监测数据变化的5种因素,并提出了相应的处理措施。结果表明,在复杂现场条件下,温度的变化、严重的局部腐蚀以及腐蚀探针的制造质量均会导致监测数据的失真,只有对腐蚀探针的监测数据进行正确的解读,才能更好发挥腐蚀探针的监测作用,避免对探针监测数据出现误判,确保生产设备安全运行。

炼厂换热器腐蚀失效案例统计分析

通过对炼制高酸原油常见的碳钢、不锈钢、双相钢、低合金钢、内衬钛材料的换热器设备出现的腐蚀失效案例进行腐蚀现象总结、并对其腐蚀原因进行归纳和分析。腐蚀总结结果显示,出现局部腐蚀的现象最突出是主要为碳钢材质的换热器,腐蚀出现比例占了全部腐蚀案例的63%;腐蚀现场归纳结果表明,换热器常出现的腐蚀部位为管束及管口的位置为主;腐蚀分析结果表明由于制造工艺导致的裂纹及焊缝缺陷的问题较严重。

炼厂燃油锅炉屏式过热器管失效分析

采用宏观观察、金相观察、扫描电子显微分析、成分分析等分析方法,对燃油锅炉屏式过热器发生开裂失效原因进行了分析研究。结果表明:该管长期在高温下运行产生了蠕变现象;珠光体组织出现严重的球化现象,大量碳化物呈链状沿晶界析出;过热器管道内壁存在约371.55μm厚度的氧化层。因此,管束长期局部过热服役,致使金相组织发生改变,大大降低了材料的力学性能,从而发生蠕变开裂现象。

局部腐蚀对钢筋混凝土墩柱力学性能退化影响数值模拟

为了探究局部腐蚀对钢筋混凝土(RC)墩柱的力学性能退化规律,本研究建立了局部腐蚀RC墩柱有限元模型,探讨不同目标腐蚀率下墩柱的力学性能退化规律,并与相关试验结果进行对比分析。考虑到箍筋腐蚀较主筋腐蚀严重的现象,共设计6个不同目标腐蚀率工况;有限元模型考虑了保护层混凝土锈胀开裂导致其强度折减影响,对腐蚀区域钢筋强度按质量损失率进行了折减,同时引入四节点粘结滑移单元考虑锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能退化影响。研究结果表明:本有限元模型可较准确模拟腐蚀对墩柱力学性能的影响,数值模拟结果与试验实测关于轴心受压柱的承载力最大相对误差为7.87%;RC墩柱承载力随局部钢筋腐蚀程度增加呈退化趋势,当主筋锈蚀率达20%时,RC墩柱轴压承载力和侧向承载力分别降低30.73%和5.87%。

混凝土中钢筋的腐蚀机理与腐蚀速率控制研究

采用极化曲线和电化学阻抗谱法,研究了混凝土中钢筋在不同试验条件下的腐蚀机理及其腐蚀速率计算方法。结果表明:在自然腐蚀条件下,钢筋腐蚀反应过程受阳极反应控制,采用修正的双向线性极化电阻公式计算其腐蚀速率。然而在通电加速腐蚀条件下,钢筋的腐蚀反应过程受电化学和浓差极化混合控制,通过拟合弱极化曲线可以得到相对准确的极化电阻。研究结果为混凝土结构中钢筋的腐蚀机理判断与腐蚀速率控制提供了参考。

沿海环境中保温层下不锈钢管的开裂原因

沿海炼厂中保温层下的不锈钢管道表面出现裂纹,通过化学成分分析、断口形貌观察、硬度测试等,并结合其服役环境对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:管道裂纹起源于外表面,穿晶裂纹呈树枝状由外向内扩展;保温层下氯离子聚集引起了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂,并提出了相应的预防措施。

局部腐蚀引起电感探针数据的失真

为探讨局部腐蚀对探针读数的影响,采用扫描电镜、金相显微镜、能谱等表征方法对20号碳钢探针的失效进行了研究。宏观和微观形貌表明,探针表面随机分布着大小不均的腐蚀坑;金相结果表明,探针材质合格,晶体组织均匀;能谱分析表明,腐蚀坑内存在氯离子和硫元素的局部聚集现象。不均匀的覆盖物在探针表面的形成,以及在电位差及腐蚀介质的影响下,探针表面发生了局部电化学腐蚀,较多腐蚀坑的出现引起了感应电阻信号的跳动,产生了数据的失真。

建筑工程中钢管桩的腐蚀及其控制技术

钢管桩具有承载力高、打桩施工便捷、施工进度快、环境影响小等优点,在复杂地形中逐渐得到推广应用。但大部分钢管桩采用碳钢材质,其在实际工程应用中易受到腐蚀环境的侵蚀,严重影响设计寿命,尤其在沿海地区中更为突出。通过回顾钢管桩的发展历程,对腐蚀环境进行分类及腐蚀机理进行归纳总结,并整理工程应用中常用的防腐措施,为同类工程的设计及日常管理提供参考。

平衡式安全阀波纹管开裂原因分析

某平衡式安全阀在服役1a后,出现安全阀阀盖波纹管泄漏现象。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析,对失效波纹管进行了宏微观观察、金相检查和化学成分分析。结果表明:波纹管发生由外向内的撕裂失效,失效的主要原因为波纹管在安全阀出口端由于瞬间过载导致的韧性断裂。

14Cr1MoR钢在高温硫环境中的失效行为

采用14Cr1MoR钢制成的焦炭塔,在进料口附近出现了大面积的密集腐蚀坑。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对蚀坑内部的宏观形貌和微观组织进行了观察,并采用能谱分析仪和硬度计对蚀坑内的覆盖物成分和母材硬度进行了分析。结果表明:蚀坑内的覆盖层主要含有铁元素、硫元素以及碳元素。焦炭塔进口部位由于介质流动会对塔壁造成冲刷,使塔壁上难形成焦炭保护层或者使附着的焦炭层被冲刷掉。最终导致高含硫的腐蚀介质直接与塔体接触,产生较严重的高温硫腐蚀。

硫化氢环境下马氏体不锈钢的开裂原因分析

炼化离心压缩机在服役过程中马氏体不锈钢叶轮表面出现断裂失效现象。通过对叶轮失效件的断口宏观和微观形貌分析、硬度检测,并结合生产服役环境对叶轮裂纹的产生原因进行分析。结果表明:叶轮断口裂纹以沿晶腐蚀为萌生源,扩展后转变为穿晶腐蚀,呈现应力腐蚀特征。断口腐蚀产物分析表明,腐蚀产物中含有硫元素;结合叶轮的服役环境得出叶轮的断裂失效主要原因是硫化物应力腐蚀开裂。