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基于PC老化行为的西藏大气环境严酷度预测

工程科学学报 2024年第5期46卷 863-874页

作者：吴德权覃粒谭甜甜陈星昊赵方超张达威杜翠薇西南技术工程研究所重庆400039 北京科技大学腐蚀与防护中心北京100083

通过研究聚碳酸酯(PC)在西藏自治区(西藏)10个典型大气站点自然暴露试验1年的老化行为,以色差作为指标评估西藏地区PC服役大气环境严酷度时空分布规律.采集了西藏10个典型大气站点8类环境因素数据年均值(2021年4月—2022年3月),分析了... 详细信息

通过研究聚碳酸酯(PC)在西藏自治区(西藏)10个典型大气站点自然暴露试验1年的老化行为,以色差作为指标评估西藏地区PC服役大气环境严酷度时空分布规律.采集了西藏10个典型大气站点8类环境因素数据年均值(2021年4月—2022年3月),分析了西藏地区气候环境特点及气候分布区域,为环境严酷度评价提供准确输入.通过在10个站点开展自然环境试验,研究发现PC老化过程中表观失光率、色差逐渐上升,力学性能如拉伸强度、拉伸断裂应变等波动性下降,最终选择以规律性能较好的色差作为PC老化评估指标.通过Pearson相关性研究分析,认为各类环境因素与地理信息坐标等信息之间有信息冗余,环境参量可以进一步优选.通过灰色关联度、回归分析,筛选出影响PC老化的4个敏感环境因子分别为:日照时间、海拔高度、平均相对湿度、降水时间;通过构建反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型并优化模型参数,建立具有良好训练精度及泛化能力的“环境-材料”映射模型.不同学习精度训练结果表明,过低的学习精度将导致训练程度不够,预测精度较低;过高的学习精度将导致过拟合,使预测陷入局部最小值.输入西藏全域28个城市气象数据,输入已训练好的人工神经网络模型,预测得到西藏28个城市PC老化一年色差值.基于Griddate插值计算,得到西藏地区严酷度空间分布地图,结果显示低海拔的藏东严酷度较低,而高海拔藏西无人区及藏北高原等地区严酷度较高.

关键词：聚碳酸酯西藏大气环境人工神经网络严酷度预测

高压交流电缆穿越海滨浴场区域人员安全风险的评估

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腐蚀与防护 2024年第5期45卷 56-63页

作者：鲍彦锋李津宋琦陈翔陈乐梁毅杜艳霞中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459 北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护中心北京100083

穿越海滨浴场的高压交流电缆会在浴场周围产生电磁场,使附近人员存在一定安全风险。基于已有标准提出跨步电压及电场强度两个评估高压交流电缆附近人员安全风险的指标;建立了某穿越海滨浴场高压交流电缆的电磁干扰模型,通过模型计算得... 详细信息

穿越海滨浴场的高压交流电缆会在浴场周围产生电磁场,使附近人员存在一定安全风险。基于已有标准提出跨步电压及电场强度两个评估高压交流电缆附近人员安全风险的指标;建立了某穿越海滨浴场高压交流电缆的电磁干扰模型,通过模型计算得到电缆在稳态运行工况和故障工况下(单相缆芯护套短接故障、单相缆芯接地故障)附近区域跨步电压及电场强度分布情况。结果表明:在电缆稳态运行和单相缆芯护套短接故障工况下,陆上和浴场涨落潮区域人员的安全风险均较低;在单相缆芯接地故障工况下,人员安全风险较高,在故障点两侧跨步电压呈对称分布,远离故障点10 m后电场强度降至安全标准(14 V/m);最后,基于评估结果,提出了增设防护围栏和敷设接地网等缓解措施。

关键词：高压交流电缆电磁干扰模拟计算跨步电压电场强度

纳米结构BCC-Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金在氯化钠溶液中的电化学腐蚀行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1908-1921页

作者：张博威张泽群董其娟吴俊升庄宁左鹏程李晓刚北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学... 详细信息

采用电化学测试并结合对合金表面膜的细致表征,研究Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4)高熵合金(HEA)在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Al_(0.5)CoCrFeNi_(0.4) HEA主要由富含Al、Ni的B2相和富含Cr、Fe的A2相组成。在电化学极化作用下,合金表面均匀地形成了一层富含Cr的超薄钝化膜。随着外加电位的增加,保护膜在两相界面处破裂,随后B2相优先溶解。最后,在HEA表面形成三层结构的表面膜:内层富集Cr、中间层富集Fe,外层富集Al和Ni。内层和中间层的形成可归因于Cr物种的高稳定性和Fe的选择性溶解,而腐蚀产物的沉积形成表面膜外层归因于B2相的溶解。

关键词：高熵合金电化学腐蚀行为选择性腐蚀过钝化三层结构氧化膜

温度对核电站用42CrMoE低合金钢在硼酸模拟液中腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：杨成杨广明王建军苗学良张译孙宝壮刘智勇北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护教育部重点实验室核电运行研究(上海)有限公司

以压水堆一回路系统紧固件常用42CrMoE低合金钢材料为研究对象，采用电化学测试和浸泡实验研究了温度对其在硼酸溶液中腐蚀行为的影响。结果表明，温度升高促进了42CrMoE钢在硼酸溶液中的阳极溶解和阴极反应过程，导致其耐蚀性下降。其... 详细信息

以压水堆一回路系统紧固件常用42CrMoE低合金钢材料为研究对象，采用电化学测试和浸泡实验研究了温度对其在硼酸溶液中腐蚀行为的影响。结果表明，温度升高促进了42CrMoE钢在硼酸溶液中的阳极溶解和阴极反应过程，导致其耐蚀性下降。其腐蚀类型从低温时的均匀腐蚀逐渐演变为高温时的局部点蚀为主。42CrMoE钢的腐蚀速率随温度升高显著增大，这是由加速硼酸介质的腐蚀过程和降低腐蚀产物的稳定性共同作用导致的。此外，随浸泡周期的延长，其腐蚀速率呈现先减小后增大，97.5℃时腐蚀速率可达到1.3 mm/a。

关键词：温度 42CrMoE低合金钢硼酸腐蚀点蚀

油气田异种金属焊接接头硫化物应力腐蚀开裂研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2024年第4期 863-873页

作者：刘久云董立谨张言王勤英刘丽西南石油大学新能源与材料学院北京科技大学腐蚀与防护中心

针对油气田异种金属焊接接头硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为，概述了焊接接头的种类及微观组织结构，并讨论了异种金属焊接接头的SSCC机理，重点综述了微观组织结构、温度、CO2、应力及焊后热处理等因素对异种金属焊接接头SSCC的影响... 详细信息

针对油气田异种金属焊接接头硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为，概述了焊接接头的种类及微观组织结构，并讨论了异种金属焊接接头的SSCC机理，重点综述了微观组织结构、温度、CO2、应力及焊后热处理等因素对异种金属焊接接头SSCC的影响规律，最后对油气田异种金属焊接接头SSCC的未来研究方向提出了建议与展望。

关键词：异种金属焊接接头微观组织硫化物应力腐蚀开裂

腐蚀大数据技术背景下Mn含量对新型高强度免涂装3Ni结构钢腐蚀性能影响研究

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鞍钢技术 2024年第1期 1-14页

作者：李晓刚贾静焕李众刘超程学群北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护中心北京100083 国家材料腐蚀与防护科学数据中心北京100083

针对目前3Ni钢强度不高、在滨海环境中耐蚀性不足的问题,通过提高3Ni钢中Mn含量,研究Mn元素对3Ni钢强韧性及其在高温、高湿、高盐海洋大气环境耐蚀性的影响和机制。通过力学性能测试和室内周浸试验,使用慢应变速率拉伸实验评价了Mn元素... 详细信息

针对目前3Ni钢强度不高、在滨海环境中耐蚀性不足的问题,通过提高3Ni钢中Mn含量,研究Mn元素对3Ni钢强韧性及其在高温、高湿、高盐海洋大气环境耐蚀性的影响和机制。通过力学性能测试和室内周浸试验,使用慢应变速率拉伸实验评价了Mn元素对新型免涂装3Ni结构钢力学性能及腐蚀性能的影响。利用腐蚀大数据技术,并结合机器学习方法快速评价了新型免涂装3Ni结构钢在有无应力状态下的腐蚀规律及其差异。结果表明,提高Mn含量,能在一定程度上提高3Ni钢的强度,但会使钢的低温冲击韧性变差。同时Mn元素升高不利于3Ni钢耐均匀腐蚀性能,腐蚀速率随着Mn含量的升高而增大,但Mn含量的升高并不改变新型免涂装3Ni结构钢的腐蚀形式,不同Mn含量的3Ni钢在滨海大气模拟液中均表现为不全面的均匀腐蚀特征。与此同时,腐蚀大数据技术能快速有效甄别在模拟滨海区域大气环境有无应力以及Mn元素含量对新型免涂装3Ni钢腐蚀造成的影响。无应力的新型免涂装3Ni结构钢在模拟环境的平均瞬时电流值随Mn元素含量的增高而增高,而有应力的新型免涂装3Ni结构钢平均瞬时电流值随着Mn元素含量的增高而降低。

关键词：滨海环境免涂装3Ni结构钢 Mn元素应力腐蚀腐蚀大数据技术

碳钢腐蚀大数据采集传感器在城市大气环境中适应性标定

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中国表面工程 2024年第2期37卷 1-15页

作者：张帆徐迪杨小佳王一品陈昊彭非凡安江峰程学群李晓刚中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司武汉430030 武汉大气淡水环境材料腐蚀国家野外观测科学研究站武汉430030 新疆尉犁大气环境材料腐蚀国家野外观测科学研究站尉犁841500 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学北京材料基因组工程先进创新中心北京100083

传统的腐蚀监测方法和腐蚀评估方法已经无法满足对数据量以及数据连续性的需要。大气腐蚀在线监测技术由于具有数据量大、数据连续及实时性等特点,已被广泛应用。然而,所得数据的准确性和适用性还须通过试验来做进一步验证。采用户外挂... 详细信息

传统的腐蚀监测方法和腐蚀评估方法已经无法满足对数据量以及数据连续性的需要。大气腐蚀在线监测技术由于具有数据量大、数据连续及实时性等特点,已被广泛应用。然而,所得数据的准确性和适用性还须通过试验来做进一步验证。采用户外挂片以及电阻传感器和电偶传感器监测Q235碳钢在城市大气环境下的腐蚀速率,建立响应面模型,并采用温湿度耦合试验和干湿交替模拟试验进行验证。温湿度耦合试验和干湿交替模拟试验与户外挂片及响应面模型的腐蚀速率变化趋势一致,而温湿度耦合试验得到的腐蚀速率更接近于挂片得到的腐蚀速率。其中,电偶传感器得到的腐蚀速率值更接近于挂片的腐蚀速率值,说明城市大气环境下更适合使用电偶传感器。室内模拟试验中,温度升高会加速薄液膜下阴阳极的电极过程和化学反应,延长反应时间,表面腐蚀产物逐渐致密且均匀,一定程度上可以提高锈层的耐蚀性能。通过碳钢腐蚀传感器在城市大气环境中的适应性标定,可以深入探究大气环境中金属材料的腐蚀机理和过程,并准确评估腐蚀传感器在大气环境中的腐蚀行为,为研究者提供定量描述和分析腐蚀行为的基础数据。

关键词：电阻传感器电偶传感器响应面模型温湿度耦合试验干湿交替模拟试验

阴极保护条件对高压直流干扰下X80钢腐蚀行为影响规律及作用机制

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金属学报 2024年

作者：谷少杰刘洋李彩霞胡上茂杜艳霞北京科技大学新材料技术研究院南方电网科学研究院有限责任公司

近年来，埋地油气管道受到的高压直流干扰问题引起广泛关注，如何准确评估高压直流干扰对埋地金属管道带来的腐蚀影响，并进行有效的防护成为实际生产的迫切需求。但目前较少关注管道本身的阴极保护对高压直流干扰下腐蚀行为的作用。本... 详细信息

近年来，埋地油气管道受到的高压直流干扰问题引起广泛关注，如何准确评估高压直流干扰对埋地金属管道带来的腐蚀影响，并进行有效的防护成为实际生产的迫切需求。但目前较少关注管道本身的阴极保护对高压直流干扰下腐蚀行为的作用。本工作通过实验室模拟实验，研究了高压直流干扰前阴极保护条件对高压直流干扰下X80钢腐蚀行为的影响。结果表明，在20 V直流干扰1 h作用下，未施加阴极保护时X80钢的腐蚀速率为170.81μm/h，阴极保护预处理电位为-0.85、-0.95、-1.05及-1.20 V时，腐蚀速率分别为124.39、87.13、54.56及1.45μm/h。通过表面产物膜层、电化学阻抗谱、极化特性等分析了不同阴极保护预处理电位对高压直流腐蚀行为的影响机制，结果表明：-0.85～-1.05 V下，干扰后试样产物主要是绿绣(GR1)和钙镁沉积层的混合物，直流干扰下试样腐蚀速率随阴极保护预处理电位逐渐负移而降低，原因是试样表面生成的钙镁沉积层质量逐渐升高；-1.20 V阴极保护极化电位下，腐蚀速率远小于其他电位的原因是试样在高阴极保护电位和高压直流干扰的综合作用下产生了钝化。

关键词： X80钢高压直流干扰阴极保护腐蚀行为

高压交流电缆对海底管道的交流干扰及二者间安全距离探究

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腐蚀与防护 2024年第1期45卷 86-92页

作者：李毅黄浩军张健李津祝振洪梁毅杜艳霞中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

利用CDGES软件建立了高压交流电缆对海底管道交流干扰计算模型,通过模拟计算考察了交流电缆与管道并行间距、并行长度、电缆电压等级等因素对管道交流干扰参数的影响规律,通过分析计算数据得到了海缆与管道在不同电压等级和并行长度下... 详细信息

利用CDGES软件建立了高压交流电缆对海底管道交流干扰计算模型,通过模拟计算考察了交流电缆与管道并行间距、并行长度、电缆电压等级等因素对管道交流干扰参数的影响规律,通过分析计算数据得到了海缆与管道在不同电压等级和并行长度下可避免交流腐蚀发生的安全距离,可为海底管道交流干扰的评估以及海管与电缆的路由选择提供一定参考。

关键词：交流干扰数值模拟海底电缆海底管道干扰规律