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海洋气候环境下球形储罐应力腐蚀开裂研究

海洋气候环境下球形储罐应力腐蚀开裂研究

作者：林冠堂华南理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着人们对海洋中石油和天然气资源的不断开发,各种石化类项目不断在近海地区兴起。其中的球形储罐属于大型压力容器,一般装有易燃易爆介质,在海洋气候环境下,球形储罐外表面一般会发生均匀腐蚀、应力腐蚀等,其中应力腐蚀开裂的... 详细信息

近年来,随着人们对海洋中石油和天然气资源的不断开发,各种石化类项目不断在近海地区兴起。其中的球形储罐属于大型压力容器,一般装有易燃易爆介质,在海洋气候环境下,球形储罐外表面一般会发生均匀腐蚀、应力腐蚀等,其中应力腐蚀开裂的破坏性和危害性最大。在载荷较小,没有预先征兆情况下应力腐蚀开裂突然发生,这不仅关系到企业自身的安全生产,而且对当地群众的生命财产安全也造成威胁,因此,海洋气候环境下应力腐蚀开裂的研究具有较高的经济价值和社会价值。本文在以距海岸不超过2千米的范围的大气环境当中,受强烈海洋大气影响的承压球形储罐的外表面的焊缝及热影响区为主要研究对象,从现场检测、试验分析、理论探究三个方面展开研究。首先,本文概述了华南海洋气候的特征,以及海洋腐蚀的影响因素,并对其研究现状和海洋气候环境下应力腐蚀开裂的理论基础进行了归纳。其次,在海洋气候环境下工作的球形储罐进行了现场检测,采用的检测方法主要有宏观检测、渗透检测、磁粉检测;对检验出的裂纹缺陷进一步的宏观形貌分析、硬度检测、金相分析、材料光谱检测等。然后,对在球形储罐外表面得到的应力腐蚀开裂的裂纹和非应力腐蚀开裂的裂纹进行宏观形貌分析、金相分析、电镜扫描分析、能谱分析对比研究。总结出海洋气候环境下球形储罐外表面焊缝发生应力腐蚀开裂的主要原因是“氢脆”。最后,依据之前研究得到的应力腐蚀开裂的原因,针对其发生条件提出了几个预防措施,从控制腐蚀、控制应力、发挥监督和管理的作用三个方面进行了说明,对解决海洋气候环境下产生的应力腐蚀开裂问题提出了建设性的意见,为工程应用提供一定的参考。

关键词：海洋气候应力腐蚀开裂金相分析电镜扫描控制措施

模拟海洋气候环境下NBR的老化行为规律及机理分析

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模拟海洋气候环境下NBR的老化行为规律及机理分析

作者：刘芹秀哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

橡胶材料在汽车、建筑、船舶及航空航天领域应用广泛。随着国家走向深蓝的战略实施,海洋气候环境对橡胶材料性能提出更高的要求。丁腈橡胶材料因其优异的力学性能及耐介质性能在船舶及近海等应用环境使用广泛。在海洋气候环境下丁腈橡... 详细信息

橡胶材料在汽车、建筑、船舶及航空航天领域应用广泛。随着国家走向深蓝的战略实施,海洋气候环境对橡胶材料性能提出更高的要求。丁腈橡胶材料因其优异的力学性能及耐介质性能在船舶及近海等应用环境使用广泛。在海洋气候环境下丁腈橡胶材料的力学性能变化显著。为此,本课题以丁腈橡胶材料为研究对象,采用加速老化试验模拟其在高盐雾、高温、高湿、强紫外线等模拟海洋气候环境下的老化行为规律,揭示其在多因素耦合条件下的老化机理,为高性能橡胶复合材料结构的制备及服役寿命评估提供依据,具有重要的理论意义和应用价值。首先,建立了海洋气候环境下丁腈橡胶材料的加速老化试验方法。在国内外海洋气候环境综述基础上,确定了盐雾、湿热、紫外等模拟海洋气候环境老化试验条件,并提出了相应的老化试验方案,基于此开展单因素及多因素耦合的丁腈橡胶材料老化试验。其次,开展了海洋气候环境下丁腈橡胶材料的老化行为研究。基于老化试验,研究不同老化时间、盐雾、湿热及紫外湿热等条件下丁腈橡胶材料的质量、硬度、压缩永久变形、拉伸力学性能变化规律。结果表明,盐雾老化与紫外湿热耦合老化质量整体上变化并不明显,湿热老化变化较为明显。压缩永久变形率均呈现增加的趋势,老化初期橡胶试件压缩永久变形率的环境因素影响从大到小依次为紫外湿热老化,湿热老化与盐雾老化。湿热环境与紫外湿热环境对丁腈橡胶材料的拉伸行为影响较大;随着老化时间的增加,丁腈橡胶材料在同等应力的应变减小,盐雾老化的影响较小。最后,揭示了海洋气候环境下丁腈橡胶材料的老化机理。采用红外光谱分析手段,系统分析了盐雾、湿热、紫外等模拟海洋气候环境下丁腈橡胶材料的老化降解规律,揭示了橡胶高分子材料官能团等的演化机制,进一步解释了力学性能的影响机理,为海洋气候环境下橡胶材料长寿命服役提供支撑。结果表明,羧基（-COOH）或羟基（-OH）等含氧添加剂易在老化过程中发生迁移,水以及氯离子有可能渗入试样中;湿热老化主要体现在峰强度的变化;而紫外湿热老化16 d后C=O处的峰值明显减少,可能发生了反应或者相关氧化剂随着老化的深入而逸出;甲基增多,亚甲基减少说明可能发生了断链。

关键词：丁腈橡胶海洋气候老化行为机理分析

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高钛耐候钢在模拟海洋气候下的腐蚀行为

材料热处理学报 2018年第5期39卷 94-99页

作者：翁镭吴红艳杜林秀东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析观察并研究自主设计的高钛耐候钢在模拟海洋气候下的耐腐蚀性能及腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：高钛耐候钢的腐蚀质量损失率随周期浸润腐蚀次数增加而增大;高钛耐候钢的主要腐蚀产物和Q345... 详细信息

通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析观察并研究自主设计的高钛耐候钢在模拟海洋气候下的耐腐蚀性能及腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：高钛耐候钢的腐蚀质量损失率随周期浸润腐蚀次数增加而增大;高钛耐候钢的主要腐蚀产物和Q345钢类似,均为α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4,但是高钛耐候钢具有保护作用的α-FeOOH和γ-FeOOH峰较高;提高钛含量,可以提高低碳钢的耐蚀性能,其极化曲线的自腐蚀电位明显提高。

关键词：耐候钢海洋气候周期浸润腐蚀锈层形貌极化曲线

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美国研究人员尝试海洋气候解决方案

海洋世界 2023年第6期 90-93页

作者：岩雪松不详

在一艘停泊在洛杉矶港的100英尺长的驳船上,工程师们建造了一种漂浮式实验室,研究人员试图回答一个似乎简单的问题:即有没有一种方法可以净化海水中的二氧化碳,然后将其送回海洋,这样它就可以从大气中吸收更多的温室气体,从而减缓全球变暖?

关键词：海洋气候工程师们二氧化碳温室气体实验室漂浮式减缓全球变暖解决方案

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多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱研制

装备环境工程 2022年第10期19卷 141-150页

作者：杨晓然赵方超杨小奎王津梅向江涛西南技术工程研究所重庆400039 西藏拉萨大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站拉萨850100 弹药贮存环境效应重点实验室重庆400039

目的研制一种多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,主要用于沿海、海岛和舰面大气使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过需求、现状和海洋气候特征分析,提出气候类型模拟的新思路。通过总体和模块设计、集... 详细信息

目的研制一种多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,主要用于沿海、海岛和舰面大气使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过需求、现状和海洋气候特征分析,提出气候类型模拟的新思路。通过总体和模块设计、集成制造,研制多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,设计试验谱,开展试验验证,考核技术指标的符合性,并评价相关性和加速性。结果解决了盐雾对光照条件的干扰、盐晶积聚等难题,研制了同时施加光照、盐雾、温度、湿度和风速5因素的多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,编制了5因素综合海洋气候模拟加速试验谱。结论与万宁站户外暴露试验结果相比,多因素综合海洋气候环境模拟加速试验技术评价金属腐蚀质量损失、工程塑料拉伸强度、有机涂层光泽色差等关键性能指标变化具有良好的相关性和高的加速性。

关键词：海洋气候模拟加速试验试验谱氯离子干湿循环相关性加速性

多因素综合海洋气候模拟加速试验技术在紧固件表面处理工艺筛选中的应用

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表面技术 2016年第2期45卷 175-180页

作者：王俊芳李希殷宗莲杨晓然西南技术工程研究所重庆400039

目的进行表面处理工艺筛选。方法采用海洋气候多因素综合模拟加速试验技术,对镀锌三价铬钝化、镀锌六价铬钝化、镀锌镍合金、无铬锌铝涂层、拉孚铼工艺和石墨烯涂层6种汽车紧固件表面处理工艺进行试验。测定保护层初期腐蚀、保护层腐蚀1... 详细信息

目的进行表面处理工艺筛选。方法采用海洋气候多因素综合模拟加速试验技术,对镀锌三价铬钝化、镀锌六价铬钝化、镀锌镍合金、无铬锌铝涂层、拉孚铼工艺和石墨烯涂层6种汽车紧固件表面处理工艺进行试验。测定保护层初期腐蚀、保护层腐蚀10%(面积)和基体金属腐蚀10%(面积)的时间,根据检测数据评价上述工艺的保护性能并进行优劣排序。与万宁站户外暴露试验结果对比分析,验证筛选结果的正确性,同时评价海洋气候多因素综合模拟加速试验技术的加速性和相关性。结果 6种表面处理工艺出现保护层初期腐蚀的时间分别为24、48、48、48、144、72 h;保护层腐蚀10%(面积)的时间分别为48、72、72、72、216、144 h;基体金属腐蚀的时间分别为216、168、432、432、432、216 h。腐蚀外观形貌变化过程与户外暴露试验相似,平均加速倍率为21。结论上述工艺保护性能优劣排序为拉孚铼工艺、无铬锌铝涂层、锌镍合金镀层、石墨烯、镀锌三价铬钝化和镀锌六价铬钝化。海洋气候多因素综合模拟加速试验技术与户外暴露试验结果相比具有高加速性和良好相关性,筛选结果正确。

关键词：多因素综合模拟加速试验紧固件表面处理工艺海洋气候筛选

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中国沿海海洋气候关键指标变化

Marine Science Bulletin 2021年第1期23卷 17-34页

作者：王慧王爱梅李文善骆静新张建立左常圣国家海洋信息中心天津300171

基于中国沿海海洋站监测数据,详细探讨了能够表征气候变化的中国沿海海洋气候关键指标-海表温度、海平面和海冰。监测结果表明:(1)中国沿海海表温度持续升高。1980-2019年,中国沿海海表温度上升速率为0.25℃/10年,2011年之后升温趋势尤... 详细信息

基于中国沿海海洋站监测数据,详细探讨了能够表征气候变化的中国沿海海洋气候关键指标-海表温度、海平面和海冰。监测结果表明:(1)中国沿海海表温度持续升高。1980-2019年,中国沿海海表温度上升速率为0.25℃/10年,2011年之后升温趋势尤为显著,2015-2019年连续五年处于高位。2019年,中国沿海平均海表温度较常年(本文取1981-2010年为气候基准期)偏高1.1℃,为1980年以来最暖年份。此外,本文基于四个长期海洋站探讨了1960-2019年极端海表温度变化特征。(2)中国沿海海平面加速上升,且区域差异明显。中国沿海海平面上升速率为2.4毫米/年(1960-2019年)、3.4毫米/年(1980-2019年)和3.9毫米/年(1993-2018年),其中渤莱湾、长江口、珠江口和海南沿海海平面上升较快。中国沿海极值水位总体呈明显上升趋势,且区域特征明显。1980-2019年,中国沿海年极值高水位上升速率为4.4毫米/年,其中山东烟台沿海上升速率最大,为9.9毫米/年。(3)渤海海冰冰期和冰量均呈明显下降趋势。1963-2018年,渤海沿海年度海冰冰期和冰量下降速率分别为0.7~1.3天/年和4.5~5.9成/年,其中冰量下降速率北部大于南部。2019年渤海冰情较常年偏轻。

关键词：海洋气候海温海平面极值水位海冰

奥氏体不锈钢管在海洋气候腐蚀环境中的失效分析

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中国科技期刊数据库工业A 2019年第1期 0144-0150页

作者：李官志山东海化集团有限公司山东潍坊262737

为查明常减压装置中一段Ф26.7mm×3.7mm的奥氏体不锈钢的泄漏原因,对开裂失效不锈钢管进行了检测分析。结果表明:泄漏时由于管线安装完毕后放置期间在焊缝的焊趾高应力部位发生了氯离子的应力腐蚀开裂,之后在管线运行期间裂纹发生疲劳... 详细信息

为查明常减压装置中一段Ф26.7mm×3.7mm的奥氏体不锈钢的泄漏原因,对开裂失效不锈钢管进行了检测分析。结果表明:泄漏时由于管线安装完毕后放置期间在焊缝的焊趾高应力部位发生了氯离子的应力腐蚀开裂,之后在管线运行期间裂纹发生疲劳扩展,最终导致泄漏。

关键词：不锈钢管海洋气候腐蚀

利用造礁珊瑚碳、氧同位素和锶/钙比值重建南海北部近2000年来热带海洋气候变化记录

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利用造礁珊瑚碳、氧同位素和锶/钙比值重建南海北部近2000年来热...