跨海大桥钢管桩腐蚀模拟试验及耐久性跟踪研究

通过模拟试验,研究了3种不同类型的钢管桩样片在杭州湾海域5种环境分区中的腐蚀形态和电信号反馈。实验结果表明,涂敷环氧粉末涂层的钢管桩样片表面基本没有腐蚀,涂层完好无损,而其他钢管桩样片则出现不同程度腐蚀,其中浪溅区腐蚀最严重,泥下区腐蚀较轻微;腐蚀电位逐渐变负,随后出现稳态,最后趋向于零;浪溅区腐蚀电位最负,泥下区腐蚀电位最正;相同环境中,涂敷环氧涂层的样片腐蚀电位比其他样片更正,有焊缝样片腐蚀电位比无焊缝样片稍负。     

金属表面有机硅复合膜的耐腐蚀性能

采用N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷制备了氨基硅树脂和环氧改性氨基硅树脂,加入无机金属盐制得硅烷钝化液,涂覆在镀锌板上形成耐腐蚀的硅烷复合膜。采用傅里叶变换红外光谱仪对硅烷复合膜进行红外光谱分析,用盐水浸泡实验、硫酸铜点蚀实验和电化学腐蚀实验对镀锌板表面硅烷膜耐蚀性能进行了研究,通过SEM电镜扫描对硅烷复合膜的微观形貌进行了表征。结果表明,经氨基硅树脂钝化液处理的金属表面形成一层致密的硅烷复合膜,金属的耐腐蚀性能明显提高。     

热浸镀锌层在中性盐雾试验中的防腐性能研究

采用2种定制的热浸镀锌试件,经5000 h中性盐雾试验后发现镀层防腐性能存在显著差异.采用镀锌层厚度损耗测试法、X射线衍射分析法（XRD）和扫描电镜分析法（SEM）分别测试了镀层的厚度损耗量、盐雾试验前后的晶体物质组成和腐蚀前后的微观形貌.研究表明:2种热浸镀锌试件在盐雾腐蚀过程中的产物和机理相似,而影响其防腐性能的主要因素为热浸镀锌的生产工艺、腐蚀产物的致密程度.     

盐水泥浆中碳钢的腐蚀疲劳断裂

钻井液中钻具因受到各种作用应力,加上井下高温高压的腐蚀环境,使其易发生腐蚀疲劳断裂。为探讨钻具的断裂过程以期能找到有效的防护措施,实验室内建立了模拟试验装置。针对盐水泥浆中４５钢的腐蚀疲劳断裂行为,通过自制的旋转弯曲腐蚀疲劳试验机,模拟钻具的运转受力情况,研究了不同泥浆介质、应力、载荷频率和温度对４５钢腐蚀疲劳断裂行为的影响,并结合动态腐蚀试验和断口分析,讨论了各影响因素的作用。结果表明,盐水泥浆的ｐＨ值、Ｃｌ－含量等对４５钢的疲劳寿命有直接影响,腐蚀疲劳寿命与与局部腐蚀的程度大小有密切关系;随着加载频率的增大,４５钢的腐蚀疲劳寿命有较大提高;在１５～８０℃温度范围内,４５℃左右时４５钢的腐蚀疲劳寿命最短。     

X70管线钢热浸渗铝处理后盐雾腐蚀行为

利用热浸渗技术对X70管线钢表面进行了渗铝处理,通过SEM和EDS观察了X70管线钢渗铝处理前后表面微观形貌和化学元素的变化,采用XRD分析了其盐雾腐蚀前后表面物相,研究了渗铝处理对X70管线钢盐雾腐蚀的影响。试验结果表明,盐雾腐蚀后未处理试样表面点蚀较为严重,热浸渗铝处理后试样表层形成一层致密的Al2O3层,有效地阻止了腐蚀性介质Cl-离子和基体活性铁的接触;热浸渗铝后X70管线钢渗铝层组织有多种析出物,其表层黑色物质为FeAl,有效地抑制了表面点蚀的发生;未处理试样表面含铁量高,产生活性铁原子,是盐雾腐蚀发生点蚀主要因素。     

Q345E钢在模拟海水溶液中的腐蚀行为

采用失重法及电化学方法研究了Q345E钢在模拟海水溶液（3．5％NaCl）中的腐蚀行为．结果表明：Q345E钢自腐蚀电位前期急剧下降,实验后期逐渐趋于稳定;腐蚀初期腐蚀介质充足且发生吸氧腐蚀使Q345E钢的腐蚀速率较大,随着浸泡腐蚀时间的延长及腐蚀产物的附着,腐蚀速率逐渐减小,在腐蚀后期因附着产物脱落而增大．     

索承式桥梁吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估

根据吊索镀锌钢丝腐蚀疲劳破坏特点,把镀锌钢丝腐蚀疲劳纹形成和扩展过程分解成镀锌层腐蚀失效、蚀坑萌生、蚀坑形成、短裂纹扩展、长裂纹扩展和断裂破坏等阶段,建立各阶段时间表达式,得到镀锌钢丝疲劳寿命表达式,提出基于断裂力学的吊索钢丝腐蚀疲劳寿命评估研究结果方法。通过算例分析复杂运营条件下腐蚀环境和应力幅等因素对吊索钢丝腐蚀疲劳寿命的影响,研究结果表明：吊索钢丝腐蚀疲劳寿命主要由钢丝镀锌层腐蚀、蚀坑发展和短裂纹扩展等3个阶段组成,为了准确地评估吊索腐蚀疲劳寿命,需要掌握大桥的运营环境和交通荷载。     

硫酸盐还原菌对CaCO3垢层下20号钢腐蚀的影响

采用室内模拟实验的方法,研究了硫酸盐还原菌（SRB）和CaCO₃垢层共存对20号钢腐蚀行为的影响。通过腐蚀失重法研究平均腐蚀速率,通过电化学阻抗谱（EIS）和开路电位（OCP）研究注入水溶液中20号钢腐蚀电化学行为,利用扫描电镜（SEM）、EDS和Raman光谱分析20号钢表面腐蚀产物的形貌和成分,采用激光共聚焦显微镜（CLSM）分析20号钢的点蚀坑深度。结果表明,SRB与CaCO₃垢层存在协同作用,CaCO₃垢层的孔隙率和垢层下的厌氧环境为SRB的黏附和生长提供了便利的条件,接种SRB对CaCO₃垢层下20号钢的均匀腐蚀和局部腐蚀均有促进作用。     

一种热镀锌钢板漏镀缺陷成因分析

应用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对一种热镀锌板表面漏镀缺陷的微观形貌及化学成分进行分析。发现:漏镀部位基板纯净,除发现O未发现其它杂质;去除表面锌层后,基板中存在凹坑,凹坑处抑制层完整,其原始表面存在锌层,凹坑边缘O元素含量较高并含有少量的Cl和S,对应基板组织存在轻微变形。认为镀锌前基板局部清洗不良或氧化严重,入锌锅后,产生漏镀,缺陷区域附近锌液不能完全铺展,出锌锅经光整压平产生凹坑。通过清洗质量和退火炉气密性的提升,缺陷得到明显改善。     

镀锌钢板点焊形核机理的研究

通过比较板厚为1 1 mm的镀锌钢板与等厚度的普通钢板的点焊形核过程,针对表面镀锌层对点焊形核的影响,研究了镀锌钢板在单脉冲和双脉冲点焊时的形核机理.分析表明:表面镀锌层会延缓熔核的形成;采用合理的镀锌钢板双脉冲点焊规范,能够有效地减少锌在熔核中的残余量,提高了点焊质量的稳定性.     

Q235钢表面PTFE涂层的冻粘试验

采用自行设计的冻粘应力测试装置测定了在不同温度、不同含量的聚四氟乙烯(PTFE)涂层下,Q235钢表面的切向与法向冻粘强度。结果表明:PTFE颗粒涂层表面的切向与法向冻粘强度约为Q235钢的20%～50%;在喷涂PTFE的质量分数分别为30%、60%、80%、90%的涂层中,w(PTFE)=60%的涂层表面对冰的粘附强度最小;憎水材料PTFE对减小冻粘强度具有重要作用;材料表面的化学性质和接触面形貌是影响粘附强度的决定性因素。     

基于有限元分析的管道腐蚀缺陷生长预测模型

由于服役环境的影响,管线钢表面不可避免的会出现腐蚀缺陷,腐蚀处会产生应力集中,促进裂纹形核。基于有限元方法建立了用于预测腐蚀缺陷形貌发展的应力和电化学多物理场耦合模型。在模型中采用了变形几何和动态网格技术,用以研究X70管线钢在海泥模拟溶液中的应力腐蚀行为和腐蚀形貌随时间发展情况。结果表明,机械⁃电化学效应对应力腐蚀裂纹的形核具有重要作用;较小的腐蚀缺陷宽度使应力集中程度加大,电极电位负移,腐蚀速率增大;随着操作压力增大,腐蚀缺陷底部的管壁出现大面积的高应力集中区域,因腐蚀导致的金属损失面积增大。     

不锈钢基体室温熔盐电沉积铝

在AlC1₃-EMIC室温熔盐体系中,在201不锈钢基体上电沉积了铝镀层,并利用金相显微镜、能量色散谱和扫描电镜对镀层的成分、表面形貌及镀层与基体之间的结合情况进行了观察分析.结果表明,201不锈钢基体可以通过AlC1₃-EMIC室温熔盐电沉积的方法获得完整平滑且纯度较高的铝镀层.铝镀层晶粒尺寸随电流密度变化较为明显,随电流密度的增大,晶粒尺寸变小,镀层更加致密化.在电沉积前,通过阳极活化对不锈钢基体进行预处理,可以使铝镀层和不锈钢基体的结合得到显著的提高;通过对电沉积后试样进行热处理,可以提高铝镀层和基体之间的结合力.     

碳钢在上海土壤中的腐蚀行为研究

采用电化学阻抗技术、极化曲线、光学显微镜、能谱仪和X射线衍射等技术,对接地极碳钢材料在上海土壤中的腐蚀电化学行为进行了研究.结果表明:在上海土壤环境中,碳钢的阻抗值随浸泡时间的延长出现先升高再平稳后上升的趋势,腐蚀电流密度降低;碳钢表面形成的腐蚀产物膜,以及阴极氧扩散过程控制的共同作用降低了腐蚀速率;碳钢腐蚀主要以全面腐蚀为主,还伴有微生物腐蚀现象,腐蚀产物膜主要由Fe2O3组成;接地极碳钢材料在上海土壤环境中的耐腐蚀性能为良.     

Susceptibility of two types of low-alloy hull steels to pit initiation

Four low-alloy hull steels with different alloy elements were selected. Their susceptibility to pitting corrosion was compared by means of electrochemical polarization test. The inclusions in the steels and their pitting corrosion characteristics were studied by an electron probe micro-analyzer (EPMA). The results indicate that some inclusions are the main sources of pitting corrosion. The susceptibility of nickel-chromium steel to pit initiation is less than that of manganese steel. Under the same conditions, nickelchromium steel is easier to passivate than manganese steel, and the passive films on nickel-chromium steel surface are more stable than that on manganese steel. In low-alloy steels, the higher the contents of nickel and chromium, the lower the critical passive pH value. In the same kind of steel, multi-phase inclusions containing sulfide are easier to initiate pitting corrosion than other inclusions.     

钢铁镀锌层纳米陶瓷转化膜的制备及性能

为了更深入地探讨钢铁镀锌层纳米陶瓷转化膜形成工艺以及对耐蚀性的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）观察镀锌层的表面形貌,以及对涂层性能进行测试,结果表明,在镀锌层上形成很完整的纳米陶瓷转化膜;并且在形成纳米转化膜后与涂层具有有良好的结合力与耐腐蚀性能。     

无磷复合型缓蚀剂PESA/PASP/Glu对碳钢缓蚀性能研究

采用静态失重法首先研究了聚环氧琥珀酸（PESA）、聚天冬氨酸（PASP）和葡萄糖酸钠（Glu）三种单组分缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能,然后将三者进行正交复配,得到一种缓蚀效果优良的新型无磷复合型缓蚀剂PESA/PASP/Glu。研究了不同因素对其缓蚀性能的影响,结果表明：该复合缓蚀剂的最佳适用浓度为1000 mg?L-1,此时缓蚀率达到94.6%;其缓蚀率随时间的延长逐渐下降,48 h时依然维持在70%以上;随温度的升高稍有降低,80℃时仍然能达到86.5%;随pH的增加而上升,在pH 为12时缓蚀率可达到96.5%,几乎完全抑制碳钢的腐蚀。该复合药剂是一种尤其适用于高温、高碱环境下的无磷缓蚀剂。     

锈蚀脚手架钢管轴压稳定性试验研究

为研究锈蚀对扣件式脚手架体系中钢管立杆稳定性的影响,通过对不同锈蚀龄期的钢管进行表面形貌测试,分析锈蚀对钢管内、外壁表面形貌的影响;通过锈蚀钢管材料单调拉伸试验,探讨锈蚀条件下钢材力学性能的退化规律;基于锈蚀钢管的轴心受压试验结果,提出锈蚀钢管立杆稳定性的计算模型。结果表明：随着钢管失重率的增加,钢管表面坑蚀分布由独立蚀坑向溃疡状蚀坑群发展,外壁坑蚀率、算术平均高度和均方根高度均不同程度地高于钢管内壁;锈蚀钢材表面随机分布、大小不一的蚀坑会导致钢材强度与塑性变形能力下降、塑性变形能力劣化更明显;不同锈蚀程度的钢管轴压破坏模式均为整体弯曲失稳,锈蚀钢管的极限荷载随失重率的增加线性下降,峰值荷载对应的轴向位移值逐渐降低。     

锌粉热镀锌钢丝的试验研究

本文提出锌粉热镀锌钢丝新工艺,采用新研制的粘镀剂,将锌粉粘附在钢丝表面,加热后使锌粉熔镀到钢丝上。粉镀锌钢丝质量均达到热镀和电镀钢丝的相应标准,镀层质量达到美国ASTM A641M-84的先进水平。工艺稳定,劳动条件优于热镀和电镀法,锌利用率高,能耗低,从而使成本降低,有明显的经济效益和社会效益。并通过金相法和电子探针对粉镀锌钢丝镀层组织和定点成分分析,提出了镀层形成机理和相组成。     

IF钢冷轧薄板的再结晶规律

用差热分析法和硬度法研究了IF钢在不同加热制度下的再结品规律,从而为IF钢实现CAPL连续退火提供了理论依据．