FRP筋酸碱盐介质腐蚀与冻融耐久性试验研究

对自制的FRP筋产品进行酸碱盐介质腐蚀与冻融耐久性性能的试验研究。先将碳纤维筋和玻璃纤维筋在酸碱盐介质中分别浸渍4周和8周;再将碳纤维筋和玻璃纤维筋进行50—300次的冻融循环,得到了酸碱盐介质腐蚀与冻融循环对FRP筋拉伸强度和弹性模量的性能退化影响量。试验表明:除了碱性环境外,玻璃纤维筋具有很好的耐酸盐介质腐蚀与冻融的性能,碳纤维筋具有更好的耐酸盐介质腐蚀与冻融的性能,同时还具有很好的耐碱性。

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 。

玻璃纤维耐介质腐蚀性能的研究

通过对玻璃纤维单纤维拉伸强度的研究,得到了不同规格玻璃纤维纱在各种化学介质处理后拉伸强度变化规律,并探讨其性能机理,为指导玻璃纤维的生产和应用提供了数据支持。

粗合成纤维混凝土中纤维抗化学介质腐蚀性研究

为了揭示粗合成纤维混凝土中纤维的抗化学介质腐蚀能力,通过对比试验研究了预埋在混凝土中的粗合成纤维及直接浸泡在腐蚀溶液中的粗合成纤维对碱、氯离子及盐溶液的抗腐蚀能力。结果表明,随着测试龄期的延长,埋在混凝土中及直接浸泡在腐蚀介质中的粗合成纤维的极限抗拉强度均逐渐降低,但降低速率逐渐减小;在碱、氯离子及盐溶液中直接浸泡180d,粗合成纤维的剩余抗拉强度分别为85.76%、86.82%和89.11%;当测试时间和腐蚀环境相同时,埋在混凝土中的粗合成纤维的极限抗拉强度与直接浸泡在腐蚀介质中的粗合成纤维的极限抗拉强度相当;无论是埋在混凝土中还是直接浸泡在腐蚀溶液中的粗合成纤维均具有优异的抗碱、抗氯离子及抗盐腐蚀能力,且抗腐蚀能力由高到低依次为盐溶液>氯离子溶液>碱溶液。

基于携带盐腐蚀介质的再生骨料混凝土性能劣化研究

为量化分析盐腐蚀再生混凝土骨料对再生混凝土性能的影响,进行室内试验,采用浓度为3%、5%和7%的盐溶液持续浸泡再生粗骨料,并采用不同取代率的再生粗骨料分别替代天然骨料拌制再生混凝土,借助抗压强度、劈裂强度试验和抗氯离子渗透试验获取不同再生混凝土的强度和耐久性演变规律。试验结果表明:携带盐腐蚀介质的再生粗骨料用于混凝土中,可影响再生混凝土的力学强度,混凝土的早期强度略微改善,而后期力学强度遭到劣化。

腐蚀介质在γ-Fe(111)表面吸附的第一性原理研究

氯化物熔盐作为传热储热工质,在太阳能热发电系统中应用时会造成金属管道的腐蚀和失效,严重威胁系统的运行安全.本文采用第一性原理方法,构建了不同腐蚀介质(Cl原子、H原子、O原子、OH基团以及H_(2)O分子)在γ-Fe(111)表面的吸附微观物理模型,并阐明了其吸附性能.结果发现:Cl原子和H原子在γ-Fe(111)表面最稳定的吸附点位为Fcc位,O原子和OH基团最稳定的吸附位点为Hcp位,H_(2)O分子最稳定的吸附位点位Top位.另外,O原子在γ-Fe(111)表面的吸附能和得到的电荷数最大,分别为-8.073 eV和0.53.这为管道的腐蚀研究提供了理论支撑.

塔器容器耐腐蚀性能的实验研究与分析

在工业应用中,炼油厂塔器容器的耐腐蚀性能对于确保其长期稳定性和安全性至关重要。通过实验方法,深入探讨了不同环境因素对碳钢等材料腐蚀速率的影响,并分析了不同材料在相同腐蚀条件下的表面腐蚀特征。实验结果显示,在酸性环境下,碳钢的腐蚀速率最高,达到0.60 mm·a^(-1),而在中性和碱性环境中,腐蚀速率分别降至0.18 mm·a^(-1)和0.29 mm·a^(-1)。此外,材料表面的腐蚀特征分析揭示了不同材料的耐腐蚀性能差异,聚四氟乙烯表现出最佳的耐蚀性。评价了不同抗腐蚀改性策略的效果,发现涂层处理、热处理和合金化显著降低了碳钢的腐蚀速率,其中合金化效果最显著,腐蚀速率仅为0.15 mm·a^(-1)。

“轻合金的腐蚀及表面处理”专题序言

常见的轻合金主要包括镁、铝、钛,它们的密度低,比强度和比刚度高,且具有良好的生物活性,在对减重要求高的领域及生物医用等领域,轻合金的应用越来越广泛,例如航空航天、汽车、高铁、电子产品、医疗器械与人体植入材料等。然而,这些轻合金都属于活泼金属,标准电极电位很负,尽管在空气中表面自发生成的氧化膜对基体有防护效果,然而一旦膜层受到腐蚀介质的侵蚀或被磨损,轻合金易发生损伤失效,对轻合金部件的安全服役性能造成极大危害。

原油成品油对储罐常用材料腐蚀机理研究

Q235和Q345是常用的两种储罐用钢,研究其在介质中的腐蚀行为和腐蚀规律对正确设计和维护储罐运行具有重要意义。本研究采用重量法和电化学法,测试Q235和Q345两种储罐材质用钢在成品油田介质和原油介质中的腐蚀行为,分析不同因素影响储罐材质的腐蚀规律,确定了储罐介质腐蚀机理。

金属镁在腐蚀介质中界面结构特征与负差数效应关系研究

利用扫描隧道显微镜，在微观尺度观察腐蚀界面形貌特征．发现ｐＨ＝１１的１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ水溶液中，金属镁表面形成块状氧化物，但微观尺度上氧化膜厚度不均，阳极化后块状氧化物尺度变小，保护作用降低，导致镁金属溶解出现负差数效应．金属镁在０．５ｍｏｌ／ＬＮａ２ＳＯ４和１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ两种介质中都产生负差数效应，但氧化膜结构不同。

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO2的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明，所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀，对CO2的腐蚀抑制效果更好，10mg／L缓蚀剂D缓蚀率达95，36％。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响，矿化度在10000—70000mg／L变化时，缓蚀率波动在10％-15％。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场，尤其是偏酸性水质，腐蚀速率满足小于0．076mm／a的油田标准。

缓蚀剂膜抑制腐蚀介质扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了4种腐蚀介质粒子(H2O,H3O+,HS-和Cl-)在6种不同烷基链长的1-(2-羟乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂膜中的扩散行为.计算了腐蚀介质粒子在不同缓蚀剂膜中的扩散系数、膜的自由体积分数、粒子与膜的相互作用能等,并对缓蚀剂膜抑制腐蚀介质粒子扩散行为的微观机理进行了分析.计算结果表明,6种缓蚀剂膜均可有效阻碍腐蚀介质粒子向金属表面的扩散,从而达到抑制或延缓腐蚀的目的;随烷基链长的增加,缓蚀剂膜对腐蚀介质粒子扩散行为的抑制能力逐渐增强;同种缓蚀剂膜对正负离子HO+,HS-和Cl-比对中性的HO分子具有更强的扩散抑制能力.

矿用钢丝在腐蚀介质环境下的微动行为研究

钢丝绳中钢丝的锈蚀、磨损或断裂是造成矿井用钢丝绳失效的主要形式.以6×19点接触式提升钢丝绳为研究对象,在自制的微动摩擦磨损试验机上开展钢丝在腐蚀介质环境下的微动磨损试验研究.考察钢丝在模拟矿井淋水腐蚀介质中的微动运行特性,通过磨痕测量微动磨损量,采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对钢丝的微动损伤机理进行分析.结果表明:腐蚀介质影响钢丝的微动运行区域,在干摩擦和中性腐蚀介质下运行于混合区,而在酸性和碱性腐蚀介质下运行于滑移区;腐蚀介质明显降低钢丝的摩擦系数,其中酸性介质下的摩擦系数最小,约为0.36;腐蚀与磨损的交互作用显著加速了材料的流失,酸性腐蚀介质下钢丝的磨痕深度最大;钢丝在干摩擦条件下的损伤机制以材料的塑性变形、粘附涂抹和摩擦氧化为主,而在腐蚀介质环境下的损伤机制转变为磨粒磨损和化学腐蚀.

腐蚀介质在缓蚀剂膜中扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,从缓蚀剂膜阻碍腐蚀介质粒子(H2O、H3O+和HCO3-)向金属表面扩散的角度,研究了4种1-R1-2-十一烷基-咪唑啉缓蚀剂(R1:羧甲基(A),羟乙基(B),氨乙基(C),氢(D))抑制碳钢CO2腐蚀的缓蚀机理,并对其缓蚀性能进行了理论评价.腐蚀介质粒子在不同缓蚀剂膜中的扩散系数、粒子与膜的相互作用能以及膜的自扩散性能的计算结果表明:4种缓蚀剂均可形成稳定的缓蚀剂膜,能有效阻碍腐蚀介质粒子向金属表面的扩散,达到抑制或延缓腐蚀的目的;随亲水支链(R1)极性的增加,缓蚀剂膜对腐蚀介质粒子扩散行为的抑制能力逐渐增强;同种缓蚀剂膜对正负离子H3O+和HCO3-比对中性的H2O分子具有更强的扩散抑制能力.综合计算及分析结果,4种缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果为A>B>C>D,与文献实验结果吻合.

弯曲荷载下腐蚀介质SO_4^(2-)、Cl^-在混凝土中的分布规律

分析了混凝土试件在弯曲荷载作用下各部位的应力大小和受力状态,并研究了腐蚀介质SO42-、Cl-在混凝土试件中的分布规律.结果表明:在扩散距离相同的混凝土层中,纯弯区部位的SO42-、Cl-含量大于弯剪区;拉应力层中的离子含量大于压应力层;弯曲荷载下混凝土试件受应力破坏最严重的部位为纯弯区拉应力层,该层中SO42-、Cl-含量最大;荷载作用下,不仅渗透进入混凝土中的SO42-、Cl-的量增加,离子的分布规律也发生改变,离子含量由对称分布改变为从压应力表层至拉应力表层呈"√"型分布,至压应力第3层或第4层(中性层)下降至最低,在拉应力表层离子含量最大.

有机羧酸在中性腐蚀介质中对铸铝的缓蚀性能研究

通过电化学方法研究了不同浓度的有机羧酸对偶接及非偶接状态下铸铝的缓蚀性能,并对其缓蚀机理作了初步探讨.结果表明:常温状态下,该有机羧酸对铸铝有着很好的缓蚀效果,且随着其浓度的提高,缓蚀效果增加.此缓蚀剂对铸铝主要表现为几何覆盖效应,为抑制阳极型缓蚀剂.

生活污水腐蚀介质对混凝土强度作用规律研究

为了解生活污水中不同腐蚀介质随时间变化对混凝土的腐蚀效果,在生活污水对城市排水管道的腐蚀作用研究的基础上,根据实际采样的污水成分,确定主要腐蚀介质,制订正交实验方案,通过对各种介质所导致的混凝土腐蚀的显著性分析,研究了不同的腐蚀介质随浓度、时间对混凝土抗压强度的作用规律,为城市排水管道的监测维护提供理论依据.在腐蚀早期混凝土强度将以增长为主,在中晚期将以腐蚀破坏为主,混凝土强度将随时间下降,混凝土损伤增大;生活污水中的Mg2+、NH+4、CO23-、S2-、SO24-离子以及有机物对混凝土均具有明显的腐蚀作用,其中NH+4的腐蚀作用相对较大,S2-和SO24-离子的腐蚀作用相对次之,CO23-和Mg2+的腐蚀作用相对较小;有机物腐蚀与CO23-和Mg2+的腐蚀作用相对接近;Cl-离子无明显的腐蚀作用.

腐蚀介质对聚脲性能的影响

研究2种聚脲(SPUA)涂层SPUA-1和SPUA-2在酸、碱、丙酮、二甲苯和机油等腐蚀介质中浸泡前后力学性能和微观形貌的变化规律。力学性能研究结果表明,SPUA-1涂层在5%H2SO4、5%NaOH、丙酮、二甲苯和机油等腐蚀介质中浸泡168 h后,拉伸强度的下降率分别为33.0%、20.3%、63.9%、82.2%和13.9%,撕裂强度的下降率分别为31.4%、10.7%、69.9%、76.8%和6.4%,断裂伸长率经碱浸泡后增加了4.70%,而经酸、丙酮、二甲苯和机油处理后分别下降了1.30%、8.54%、20.16%和11.76%;SPUA-2涂层在上述腐蚀介质中浸泡168 h后的拉伸强度下降率分别为19.9%、27.3%、76.8%、94.4%和12.6%,撕裂强度的下降率分别为5.7%、5.6%、65.5%、92.1%和2.1%,断裂伸长率经碱浸泡后增长了28.70%,而经酸、丙酮、二甲苯和机油处理后分别下降了1.05%、14.99%、76.57%和14.09%。SEM微观形貌研究显示,经过5%H2SO4浸泡后SPUA-2涂层的表面出现较为明显的花椰菜状降解产物,材料的表面已经发生了较为明显的被腐蚀现象,腐蚀介质的浸入使得SPUA的微结构发生变化,从而导致强度下降。

应力状态、温度和腐蚀介质对X52 ERW输送管断裂韧性的影响

从国产X52直缝电阻焊输送管上取三点弯曲试样对焊缝进行了J积分试验。结果表明，无侧槽试样具有高的断裂韧性和裂纹扩展阻力，相比之下，带侧槽试样断裂韧性和裂纹扩展阻力大幅度降低。若进一步降低试验温度和／或在腐蚀介质中浸泡，断裂韧性呈下降趋势，但降低幅度不大。各钢管断裂韧性的差异与焊缝组织结构有关。建议以带侧槽试样的断裂韧性J0.2作为薄壁管道设计与安全评价的工程判据。