用模拟闭塞腐蚀电池研究低合金钢在海水中的局部腐蚀行为

本文采用恒电位法用模拟闭塞电池研究902、схл—4、907和921四种船体用低合金钢在人造海水中的局部腐蚀行为。随着阳极溶解的发生,闭塞区内溶液的pH值随时间迅速下降,在50小时内最低可达2.7左右。阳极溶解相应的电量与溶液的pH值呈函数关系。Cl~-浓度在闭塞区内增加,最多可达40％左右。比较四种钢材在相同时间内阳极溶解量,其由大到小的次序为902→схл—4→907→921。这与我们实船调查的上述钢材耐局部腐蚀性能的结果基本上一致。     

微计算机解析计算电偶腐蚀速度

本文介绍了微计算机在金属腐蚀研究中的一种应用。用微计算机进行数据处理,运用电量法进行电偶腐蚀速度的测定。我们采用辛普生数值积分方法,按BASIC语言编制程序,用电子计算机进行处理,求出了电偶腐蚀的阳极溶解量,并进行了907/921、902/921、4/921,902/907四个偶对的电偶腐蚀速度的测定。实验表明,用微计算机进行电偶腐蚀速度的计算,速度快、准确性高,这种方法是可行的,给研究工作人员带来很大的方便。     

921A钢在海水中腐蚀的力学化学效应

为了研究弹性应力和弹塑性应变对921A船体钢在模拟海水中腐蚀行为的影响,采用自制的载荷-电化学实验装置对921A钢在载荷与腐蚀介质协同作用时的开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学性能进行了测试,并由电化学阻抗谱拟合得到的电荷传递电阻定义载荷下的腐蚀速率修正因子,将实验得到的腐蚀速率修正因子与理论值进行了对比。结果表明:弹性拉应力与弹性压应力对力学化学效应的影响具有对称性。力学化学效应随着弹性应力的增大而增大,随着弹塑性应变的增大先增大后减小。弹塑性应变对力学化学效应的影响远远大于弹性应力的影响。在研究范围内,弹塑性应变引起的腐蚀电位负移量最大为62.6 mV,相应的腐蚀速率修正因子高达4.113,而弹性应力引起的腐蚀电位负移量最大为24.5 mV,相应的腐蚀速率修正因子为1.746。由此可见,应力应变对921A钢在海水中腐蚀行为的影响不容忽视。     

TA2-B10管不同电偶腐蚀防护方式对B10管腐蚀特性的影响

为研究TA2-B10合金管在不同电偶腐蚀防护方式下对B10管腐蚀特性的影响,在青岛小麦岛海水试验场设置TA2-B10管直接连接、电绝缘连接、电绝缘＋涂层连接三组不同电偶腐蚀防护方式对照管道,依次进行1m/s、3m/s、4m/s流动海水与浸泡交替腐蚀试验。对试验后的三组B10管道线切割,通过管道内表面电位分布试验分析不同电偶腐蚀防护方式下B10管道的腐蚀类型;采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和微观表征,分析不同电偶腐蚀防护方式下距离法兰接头250mm处B10管试样的腐蚀特性。结果表明,直接连接TA2-B10管处于电偶腐蚀状态,B10端内电位正移腐蚀加速,电绝缘连接和绝缘＋涂层连接TA2-B10管均处于自腐蚀状态,但电绝缘＋涂层连接具有更好的绝缘效果;电绝缘＋涂层连接防护下的B10试样,腐蚀电流密度最小,自腐蚀电位最负;三组B10试样阻抗谱均呈现单容抗弧特征,电绝缘＋涂层连接防护下的B10试样具有更大的传递电阻和膜层电阻;电绝缘＋涂层连接能有效减缓点蚀、坑蚀和晶间腐蚀三种腐蚀倾向。以上结果综合说明,绝缘＋涂层防护方式具有更好的电偶腐蚀防护效果。     

PCP系统的优化对船舶水下电场的抑制作用

为了达到抑制水下电场特征的目的,需要使船身电位保持均匀。采用边界元法建立了空气-海水两层介质中的船体模型,通过改变牺牲阳极阴极保护系统中牺牲阳极的数量和分布,定量计算了不同保护状态下的船身电位和水下电场,并进行了实验室船模实验。仿真和实验结果均表明:对阴极保护系统进行合理的设计,使阳极与腐蚀区域之间保护电流的作用距离缩短并使多个阳极共同承担同一区域的防腐功能,能够降低单个阳极输出保护电流的强度,提高船身电位的均匀化程度,在达到防腐效果的同时起到抑制水下电场的目的。     

温度对舰船阴极保护和腐蚀静电场的影响

海水中氧溶解量和海水电导率是影响海水腐蚀性能的重要因素，而这两个因素主要取决于海水的盐度和温度。采用边界元法建立舰船外加电流阴极保护和腐蚀静电场模型，研究不同海水温度下氧溶解量、电导率及氧的扩散系数对舰船腐蚀防腐静电场的影响。结果表明，腐蚀电场峰值随着温度的升高而减小，当两对阳极输出电流分别为13.5 A和8 A时，船体和舵在低温处于过保护状态而在高温处于欠保护状态，螺旋桨和轴在不同温度下均能得到较好的保护。     

海水电导率对舰船电场等效场源强度影响的实验研究

为掌握海水电导率对舰船水下腐蚀相关电场等效场源强度的影响,首先在实验室中模拟舰船船壳、螺旋桨、海洋环境、外加电流阴极保护系统,并通过外加电流使防护对象处于恒定保护电位;然后,在模拟船壳的不同涂层状态下改变海水电导率,分别测量流至船壳、螺旋桨的防腐电流及总的保护电流;最后,对测量结果进行了分析。结果表明:舰船腐蚀相关静态电场等效场源强度是近似正比于海水电导率的。实验研究结果为舰船腐蚀相关电场等效场源的确定及场的推演换算奠定了基础。     

喷气燃料铜片腐蚀快速试验方法

针对采用GB/T 5096—1985《石油产品铜片腐蚀法》测定喷气燃料铜片腐蚀性(100℃,2 h)试验时间长的问题,采用铜箔代替铜片,考察了不同油样在铜箔厚度、腐蚀温度、腐蚀时间等试验条件下喷气燃料铜片腐蚀的快速测定方法。结果表明:在与GB/T 5096—1985相同试验条件下,铜箔的腐蚀速度比铜片快2倍多,且两者所测结果基本一致。     

潜艇螺旋桨区域腐蚀电场模型特征及奇异峰成因分析

针对边界元法推算潜艇腐蚀电场分布时边界条件影响电场信号特征,导致螺旋桨区域产生奇异峰现象的问题,以实测船用921合金钢和镍青铜螺旋桨材料极化曲线作为建模边界条件,重点对比分析了恒电位和非线性边界条件下的电场特征,并通过建立阻抗谱参数下的船壳-螺旋桨电化学阻抗等效电路,分析了潜艇腐蚀电场螺旋桨区域产生奇异峰的原因。仿真结果表明:潜艇电场特征分布及螺旋桨区域奇异峰现象与船体材料电化学极化状态有关,合理设定非线性极化边界参数可达到削弱奇异峰现象、平滑腐蚀电场模型的效果。     

高能质子-原子核碰撞中的J/ψ抑制现象

利用适用于较小x区域的KLR-AdS/CFT色偶极模型计算得到的偶极关联因子,在色玻璃凝聚(Color Glass Condensate,CGC)理论框架下研究了每核子对碰撞质心能量为5. 02、8. 16 Te V/c~2时质子-原子核碰撞中的J/ψ抑制现象。同时考虑原子核及核子的内部结构,假定质子-原子核碰撞中胶子饱和标度与核子参与数成正比,建立了新的研究J/ψ抑制现象的核效应模型。通过与传统核效应模型的计算结果比较发现:新的核效应模型可以更好地解释ALICE和LHCb合作组最新实验现象,但未考虑碰撞截面次领头阶的影响。     

交流杂散电流对埋地钢质管道腐蚀危害实验

为探究交流杂散电流的影响因素及其对阴极保护系统的影响,搭建交流干扰腐蚀实验平台研究了土壤电阻率、干扰电压大小、涂层电阻率和通断时间比对交流杂散电流密度的影响;采用腐蚀试片失重法研究了交流杂散电流密度对腐蚀速率的影响以及阴极保护电位分别为-850 mV和-1 000 mV时对阴极保护系统的影响。实验结果表明:土壤电阻率、干扰电压大小、涂层电阻率和通断时间比对交流杂散电流密度具有较为显著的影响;阴极保护电位为-1 000 mV时,即使交流电流密度为20 mA/cm2,腐蚀试片也能得到有效保护。因此,埋地管道应采用绝缘性能好的防腐涂层,规划合理的铺设路线,并在运行过程中采取强制电流阴极保护系统,设置合理的阴极保护电位。     

基于船体-螺旋桨电位平衡的水下静电场防护方法

为了减小舰艇水下静电场,提出了阳极极化与阴极极化相结合的电位平衡方法。首先,通过检测船体-螺旋桨电位差,利用塔菲尔公式计算了船体阳极极化电流和螺旋桨阴极极化电流,并使用辅助电极输出极化电流,使船体-螺旋桨之间的电位差降到0V左右,实现了电位平衡,因此无腐蚀电流产生,与之关联的水下电场也将得到了消除;然后,将此方法应用于船模实验,结果发现船模水下静电场降低70%以上,由此表明该方法能较好地实现静电场防护的作用。     

静水压力交变对高强度船体钢腐蚀行为的影响

采用管形薄壁试样模拟密封结构,通过管形试样的应力状态计算、管形试样和相同尺寸实心圆柱试样的对比腐蚀实验,研究了静水压力交替变化对高强度船体钢在质量百分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:静水压力交替变化引起的溶液中溶解氧变化影响了高压时的电化学过程以及金属表面形成的腐蚀产物,可降低恢复到常压后的金属的腐蚀速度;静水压力交替变化引起了管形薄壁试样表面的应力、应变变化,高压时试样表面的应力增大可明显促进金属的腐蚀,另外,应力、应变的交替变化改变了金属/腐蚀产物的界面性能,显著促进了金属在常压时的腐蚀。在4 MPa静水压力下,管形试样管壁表面产生30.5～34.5MPa的压应力,静水压力交替变化可使金属腐蚀速度增大20%以上。     

静电放电模拟器辐照效应实验研究

对模拟器ESS - 2 0 0AX与NSG435的静电放电 (ESD)电流波形及其辐照效应实验进行了研究。实验结果表明 ,虽然两模拟器的放电电流波形均符合国际电工委员会IEC6 10 0 0 - 4- 2静电放电抗扰度实验标准 ,但进行辐照效应实验时 ,二者的测试结果并不一致。这主要是因为IEC标准只规定了放电电流的波形 ,而对模拟器放电枪的结构和外形未做出规定 ,使静电放电电磁场尤其是近区电磁场存在差异。要解决不同模拟器间测量结果的不一致性 ,IEC的相关标准除了规定放电电流的波形外 ,还应对放电电流的导数波形和相关的电磁场做出规定 ,尽量对放电枪的形状和结构给出统一的标准。     

管道钢X80氢渗透实验研究

采用电化学方法，测定了不同充氢电流下氢在管道钢X80中的扩散系数（D）和试样中可扩散氢浓度（C0）。结果表明，管道钢X80在0.5mol/L H2SO4+0.25g/L As2O3溶液中充氢时，试样中可扩散氢浓度（C0)与充氢电流的方根（√i）呈线性关系，即C0＝－3.17+3.83√i。     

无线电引信超宽带电磁脉冲效应研究

利用超宽带(UWB)电磁脉冲发生器对不同姿态的某型无线电引信进行了超宽带电磁脉冲辐照实验研究。实验表明:电点火头本身在UWB辐照下是安全的,当超宽带电磁脉冲峰峰值场强达到106 kV/m时,在引信加电工作情况下可以使实验引信全部引爆;此外,引信-弹体自身等效天线长度增加会导致无线电引信超宽带电磁脉冲效应更加明显。     

腐蚀介质下AZ91镁合金滑动摩擦磨损失效行为分析

利用滑动摩擦磨损试验分别研究了AZ91镁合金在干摩擦条件下和腐蚀介质环境下的滑动摩擦磨损失效行为,并结合腐蚀产物的分析结果,验证了腐蚀可加速磨损失效的进程。结果显示:在干摩擦条件下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后增大,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损;在腐蚀介质环境下,AZ91镁合金的摩擦因数随载荷增大表现为先减小后趋于平稳,且与干摩擦条件下相比稍有下降,主要是由于腐蚀介质加入后产生了润滑的效果,其主要磨损失效形式表现为磨粒磨损和氧化磨损,以及Cl-的侵蚀影响,失效较为严重;AZ91镁合金在腐蚀磨损后,其磨痕区周围出现了大量点蚀坑,且点蚀坑的数量明显多于磨痕区。     

红外脉冲强光辐射源中电爆丝爆炸机理研究

利用电爆丝的一种红外脉冲强光辐射新技术,从理论和实验上研究了电爆丝的爆炸机理。用电爆丝绝热加热模型数值模拟了电爆丝在冲击大电流作用下的电爆炸特性,电爆丝根数对电爆炸特性的影响。实验结果与理论模拟相一致。     

CuWC与CuCr50材料触头强迫关断在不同条件下的介质恢复特性对比分析

为了保证断路器可靠、快速关断,基于不同材料CuWC与CuCr50的真空触头,在不同电流、不同di/dt工况下进行了大量的关断实验,对两种触头实验结果对比分析。结果表明:在大电流、高关断上升率条件下CuCr50材料的触头介质恢复性能要比CuWC材料的触头好,更有利于断路器的分断。     

拉伸载荷作用下基体表层激光离散预处理对铬镀层／45钢基开裂行为的影响

采用激光离散预处理钢基体再电镀铬层技术得到了一种新型复合结构，研究了这种新型复合结构在拉伸载荷作用下的开裂行为特征，并与无激光处理钢基体的试样在同样试验条件下的开裂特征进行了对比分析。结果表明：有激光离散预处理钢基体试样的承载能力要高于无激光预处理钢基体试样的承载能力，且有激光处理的试样开裂区域在两个激光带之间（无激光处理区），主裂纹呈现明显的周期性特征。本研究结果可归结为激光预处理钢基体不仅改善了基体表层的应力状态和力学性能，而且还改善了后续铬镀层的力学性能。