大型深海超高压模拟试验装置的研制及应用

深海超高压模拟试验装置是海洋装备与关键技术材料进行压力测试的必要实验系统。传统一体式筒体结构的深海超高压模拟试验装置已经无法满足“全海深”背景下大容积和大压力的测试需求。基于预应力钢丝缠绕技术,研制了一套大型深海超高压模拟试验装置,该套装置筒体内径2.8m,筒深4.0m,最高工作压力180MPa,能够实现筒内环境数据采集及压力比例自动控制。运用该装置圆满完成了我国全海深载人潜水器“奋斗者”号固体浮力材料和载人球壳的压力试验,为2020年11月10日“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜10909m奠定了非常重要基础。相对于传统深海超高压模拟试验装置,该装置具有更高的承压性能和安全性能,突破了预应力钢丝缠绕框架式主机结构设计及研制、比例加卸压控制技术、大孔径密封结构设计及在线超高压检测系统设计等关键技术研究,为我国研制大容积、大压力的深海环境模拟技术与装备提供重要参考。

环氧型防腐涂层在深海环境的电化学行为分析

目的评价铝合金基环氧型防腐涂层在深海环境的腐蚀防护性能,为铝合金结构在深海环境下的腐蚀防护提供支撑。方法采用近底悬浮式深海环境试验装置和深海高压模拟试验系统,分别开展环氧型防腐涂层体系实海试验与室内模拟深海试验,研究铝合金基环氧型防腐涂层在深海环境下的防护性能与电化学行为。结果某海域实海结果显示,经历0.5 a的1000 m深海试验后,环氧防腐涂层对铝合金基体的防护状态良好,涂层附着力强度仍旧保持在9 MPa以上。室内模拟深海试验结果显示,在5~20 d的试验周期内,试验初期涂层电阻均在10^(10)Ω·cm^(2)以上,涂层电容则在10^(‒10)F/cm^(2)数量级。随着试验时间的增加,涂层电阻减小,电容增加。其中3000 m模拟深海环境下,涂层电阻从初始的3.995×10^(10)Ω·cm^(2)锐减至3.264×10^(7)Ω·cm^(2),下降了3个数量级,涂层电容则从初始的8.818×10^(‒10)F/cm^(2)上升至1.765×10^(‒9)F/cm^(2)。静水压力影响结果显示,随着试验压力的增加,涂层电阻逐渐减小,涂层电容和吸水率逐渐增加。在试验后期,1000、2000、3000 m模拟深海环境下,涂层电阻分别为3.044×10^(10)、4.305×10^(9)、3.264×10^(7)Ω·cm^(2),而涂层吸水率则分别为4.32%、8.09%和15.84%。结论1000~3000 m深海环境下,深度每增加1000 m,浸泡初期相同时间的涂层吸水率增加近1倍。