Interface fracture toughness and fracture mechanisms of thermal barrier coatings investigated by indentation test and acoustic emission technique

Interface fracture toughness and fracture mechanisms of plasma-/sprayed thermal barrier coatings (TBCs) were investigated by interfacial indentation test (IIT) in combination with acoustic emission (AE) measurement. Critical load and AE energy were employed to calculate interface fracture toughness. The critical point at which crack appears at the interface was determined by the IIT. AE signals produced during total indentation test not only are used to investigate the interface cracking behavior by Fast Fourier Transform (FFT) and wavelet transforms but also supply the mechanical information. The result shows that the AE signals associated with coating plastic deformation during indentation are of a more continuous type with a lower characteristic frequency content (30-60 kHz), whereas the instantaneous relaxation associated with interface crack initiation produces burst type AE signals with a characteristic frequency in the range 70-200 kHz. The AE signals energy is concentrated on different scales for the coating plastic deformation, interface crack initiation and interface crack propagation. Interface fracture toughness calculated by AE energy was 1.19 MPam_1/2 close to 1.58 MPam_1/2 calculated by critical load. It indicates that the acoustic emission energy is suitable to reflect the interface fracture toughness.     

基于腐蚀大数据的碳钢海洋大气腐蚀行为

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。以 Q235 碳钢作为研究对象,基于腐蚀大数据技术,通过周期浸泡加速试验获取实时连续的腐蚀数据,研究环境因子 Cl^? 、HSO₃ ^? 及 pH 值对碳钢海洋大气腐蚀行为的影响。结果表明：随着 Cl^? 、HSO₃ ^? 浓度的增加或 pH 值的降低,腐蚀累积量呈不断上升的趋势,腐蚀大数据采集结果与碳钢试样腐蚀形貌及锈层分析结果一致。随试验的进行,当 Cl^? 浓度较低时, 锈层朝着更加稳定的方向发展;Cl^? 浓度较高时,锈层稳定性不断下降。0.05% HSO₃ ^? 浓度下,腐蚀始终以相对较低的速率匀速进行;浓度为 0.1%时,腐蚀先是匀速进行,但由于腐蚀后期形成了具有一定保护性的锈层,腐蚀速率有所下降;当浓度达到 0.2%时,腐蚀速率在试验后期反而加快,锈层难以维持相对稳定的状态。试验环境 pH=5 或 3 时,整个试验周期的腐蚀速率整体呈下降趋势;pH=1 时,腐蚀速率呈持续上升趋势。腐蚀大数据方法与传统挂片法研究结果具有较高的一致性,验证了腐蚀大数据手段对于环境腐蚀研究的可靠性,研究结果可为后续开展数据分析与挖掘工作奠定基础。     

某锅炉引风机叶片断裂原因分析

某电厂锅炉引风机叶片在服役中发生断裂。采用宏观观查、化学成分分析、拉伸性能试验、金相检验和硬度测试等方法对叶片断裂的原因进行了分析。结果表明:引风机叶片厚边存在脆硬的堆焊层,在堆焊层表面进行的热喷涂工艺控制不当,导致涂层内部及涂层和基体的界面产生孔洞,降低了涂层的强度、韧性以及涂层和基体界面的结合强度,在风压、飞灰和烟尘的冲刷以及振动应力的作用下,叶片涂层表面或涂层与基体界面发生开裂,裂纹向叶片内部扩展,造成叶片厚边缺口应力集中,裂纹不断向叶片薄边扩展,最终导致叶片发生断裂。     

沿海变电站设备腐蚀状况及其腐蚀机理与防护

基于现场勘查与文献调研,介绍了沿海变电站主要设备的腐蚀状况,分析了不同材质金属构件的腐蚀机理,总结了主要金属构件的现有腐蚀防护措施及其有效性.沿海变电站金属设备的腐蚀与大气中含有较高浓度的Cl-、SO2和H2S等气体密切相关.有针对性地联合应用多种防腐蚀技术,包括材料自身改性、表面处理以及涂覆防腐涂料等,可最大限度地提...     

输电线路U形挂环断裂失效初探

对输电线路断裂失效U型挂环进行宏观检查、化学成分分析、金相分析、破坏载荷试验和受力分析等试验,结果表明:U型挂环的性能指标均符合标准.断裂原因是U型挂环与球头挂环之间存在配合偏紧并卡死,导致两侧的张力越来越大,挂环底部产生的应力也越来越大,从而在挂环底部产生裂纹源并导致挂环脆性断裂.     

沿海及强台风环境下10 kV配网架空绝缘导线的失效机理分析

采用宏观与微观形貌分析、X射线衍射和力学分析等手段,对福建沿海某地区"纳沙"台风中10 kV架空绝缘导线的典型断线案例进行了分析。结果表明,绝缘导线在临近绝缘子绑扎处遭受过雷击,导致绝缘皮烧蚀和导线断股,使其无法承受强台风发生时拉应力和剪切力的综合作用,造成了绝缘导线的断线。此外,沿海地区的强腐蚀环境使绝缘子绑扎处的绝缘层发生电痕性破坏,继而导致线芯进水并严重腐蚀,使得导线的力学性能大幅度下降,增大了断线事故的概率。     

高温潮湿含氯环境中304不锈钢腐蚀失效分析

304不锈钢的应用很广,但对304不锈钢长期处于高温潮湿含氯环境中的腐蚀研究较少。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段对失效的不锈钢进行组织结构、元素和断口分析。结果表明：Cr含量基本符合要求,Ni含量偏低,这是导致不锈钢不耐蚀的主要原因。另外由于内胆与保温层长期处于高温潮湿含氯气氛中,内胆与保温层形状突变处正好是焊缝区,该区域腐蚀最严重,焊接应力腐蚀伴随晶间腐蚀。断面Cl和S含量增加,进一步促进应力腐蚀开裂。内胆与保温层形变突变处的缝隙可能也加剧腐蚀。确保材料合格、工艺规范,防止水渗入内胆与保温层之间,避免腐蚀介质的滞流是提高类似环境中不锈钢使用寿命的重要措施。