钢在疏浚过程中的腐蚀磨损交互作用研究

疏浚过程作业中,大量泥沙通过管道以浆体的形式输送。管体一方面发生磨损,同时还承受海水介质的腐蚀破坏,从而使得管体产生严重的磨蚀失效。采用旋转型试验装置对比研究了海水浆体疏浚环境下几种钢的腐蚀磨损交互作用,测量了磨蚀过程中各磨蚀分量的比例,对比了试验速度对试验钢磨蚀中交互作用的影响。结果表明:在海水浆体疏浚过程中存在着明显的腐蚀与磨损的交互作用,材料的磨蚀失重以磨损失重为主,纯磨损失重占磨蚀总失重的比例超过57%;4号钢的交互作用失重占总磨蚀失重的30.6%,其他各试验钢的交互作用占总磨蚀失重比例均在21%以上,最高接近40%;纯腐蚀失重所占比例不超过3.0%。速度降低到1.1 m/s时,各试验钢在海水浆体中的纯磨损失重相对3.3 m/s时降低1个数量级,其中普碳钢的纯磨损失重占主要地位,而高强度的3号和4号试验钢的磨蚀失重则以交互失重为主。     

大气温度对耐候钢在模拟工业大气环境下耐蚀性的影响

通过自主开发的周期浸润腐蚀加速试验箱,在试验室模拟工业大气环境,对比研究了高强耐大气腐蚀钢S450EW和普碳钢Q345B的耐蚀性能,采用失重法研究了腐蚀速率,应用电化学交流阻抗方法(EIS)分析了锈层的电化学性能,应用扫描电镜(SEM)观察了锈层的微观形貌。结果表明,普碳钢Q345B的腐蚀速率随空气温度的升高而加快,而耐候钢S450EW的腐蚀速率未表现出随空气温度升高而加快的趋势,且腐蚀速率明显低于普碳钢;耐候钢S450EW的锈层内部存在较少的裂纹,其阻滞性能明显优于普碳钢Q345B锈层。耐候钢S450EW表现出优良的耐大气腐蚀性能,并且在热带高温环境下尤为突出。     

海水浆体中钢的磨蚀行为

在围海造陆、航道疏浚等作业中,大量泥沙通过管道以浆体的形式输送。管体不仅发生磨损,还承受不同程度的腐蚀,从而使得管体产生严重的磨蚀失效。采用旋转型试验装置对比研究了海水浆体疏浚环境下普碳钢和低合金高强钢的磨蚀行为,测量了磨蚀失重中各磨蚀分量的所占比例,分析了试验钢的磨蚀失效方式及主要影响因素。试验结果表明,钢的磨蚀失重随速度的增加而迅速增加,在海水浆体环境下试验钢的磨蚀失重主要是磨损引起的,同时存在明显的腐蚀与磨损的交互作用。钢中适量的Cr含量有利于降低自然腐蚀电位,起到抑制腐蚀的作用,从而降低了腐蚀失重,提高耐磨蚀性能。普碳钢的磨蚀失效方式主要是犁沟、片层及磨蚀坑的形成;高强钢表面的犁沟较浅且窄,其磨蚀失效方式主要为磨蚀坑和片层的形成。     

极低屈服点钢低周疲劳特性

对100 MPa级的极低屈服点钢BLY100进行了包括模拟地震载荷的系列高应变低周疲劳试验。试验结果表明,BLY100钢板具有良好的低周疲劳性能,完全满足抗震设计用钢的需要。     

160MPa级抗震用低屈服点钢的研究与应用

通过合理的成分设计及轧制工艺选择,宝钢开发了160 MPa级抗震用低屈服点钢BLY160。研究表明:BLY160钢具有良好的韧性、极高的延伸率,并且焊接、加工性能良好,同时具有优良的低周疲劳性能,完全满足抗震阻尼器的制作需要,以提高建筑物的抗震能力。     

磨蚀试验装置研制及疏浚管用钢耐磨蚀评价

设计了一种旋转型腐蚀磨损试验装置，并采用锌棒抑制磨蚀过程中腐蚀的发生，可以测量磨蚀过程中纯磨损和纯腐蚀失重。试验结果显示，该装置运行稳定，试验数据可靠。利用此装置对比评价了不同材料在模拟海水疏浚工况条件下的耐磨蚀性能，结果与疏浚现场磨蚀对比数据一致，表明该试验装置能够准确评价材料在疏浚过程中的耐磨蚀性能，为疏浚作业中耐磨蚀材料的选择提供了依据。     

浆体输送用磨蚀钢的研究进展

在围海造陆、航道疏浚、矿浆输送及电厂等领域,大量固体颗粒通过管道输送。在输送过程中管体不仅发生磨损,还承受不同程度的腐蚀,从而使得管体产生严重的磨蚀失效。系统论述了近年来钢铁材料在不同工况条件下,特别是管道输送中磨蚀行为的研究进展,包括磨蚀的失效方式、失效机制、主要的影响因素及相关钢种的研究情况。分析表明:相对浆体输送领域,水力及矿山机械是磨蚀研究的热点。     

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利用改进的旋转型腐蚀磨损试验装置测试了Q235钢在浆体输送中的磨蚀特性,分析了不同条件下磨损、腐蚀及其交互作用所占的失重比例。试验结果表明,磨损是材料磨蚀失重的主要因素,交互作用次之,而腐蚀对交互作用有显著的影响。固体颗粒的冲击使得材料表面形成凹坑,产生微区硬化并促进裂纹的形成,同时,固体颗粒将材料向周围推移形成褶皱;而后续颗粒的冲击、刮擦和切削使得裂纹扩展,最终使得材料脱落形成磨蚀坑,而腐蚀消弱了褶皱与基体的连接,使得褶皱易于脱离,加速了材料的磨蚀失重。     

大吨位国产TJⅡ型屈曲约束支撑的研制与试验研究

本文采用简化的新构造方式,开发研制了一种适用于大吨位应用的TJⅡ型屈曲约束支撑,并确定了其承载力计算方法和刚度、节点设计的准则.利用尝试性的试验结果,改进了细部构造.采用宝钢新研制的BLY225低屈服点钢,制作了两根屈服承载力为650吨、长度为8米的足尺试件,进行了往复加载试验.试验结果表明TJⅡ型屈曲约束支撑具有很好的滞回性能和耗能能力,累计塑性变形能力远超过美国钢结构抗震规范设计规程中的要求.     

建筑抗震阻尼器用低屈服强度钢的性能

为满足高层及超高层建筑抗震阻尼器的性能要求,宝钢开发了屈服强度分别为100,160和225 MPa三个级别的低屈服强度钢,对其进行了力学性能、物理性能、焊接及使用性能等试验.结果表明:该种类钢具有屈服强度波动范围小(<40 MPa)、屈强比低和韧性、低周疲劳性能、焊接性能良好等特点,已成功应用于建筑抗震阻尼器上.