海洋防腐涂层的设计构筑与防腐机制

摘要:船舶与海洋工程装备在湿度、温度、盐度、风浪和辐射等海洋环境的多因素交互作用下,极易发生腐蚀,导致其结构性能急剧退化、服役周期大幅缩短和运维成本显著增加。高性能防腐涂层作为抵御海洋侵蚀的重要防线,对于保障装备作业的安全性和可靠性起到了重要作用。本研究围绕船舶与海洋工程装备的高效防腐需求,结合海洋环境的腐蚀特性与机理,重点论述了有机和无机两类防腐涂层的制备技术与防腐机制,以及智能防腐涂层的设计原理与构筑方法,为船舶与海洋工程装备的腐蚀防护技术提供理论依据和技术支撑,并进一步展望了海洋防腐涂层材料在多功能应用、数据驱动设计和智能监测技术等方面的发展前景。

基于专利分析的海上风电机组用紧固件防腐技术

摘要:[目的]为清晰地呈现出海上风电机组用紧固件防腐技术的发展态势,识别关键技术趋势和创新方向。[方法]采用专利检索分析方法,从全球专利数据库中检索紧固件防腐技术相关的专利文献,分析了紧固件防腐技术的申请态势、申请人及申请人类型、技术构成、技术功效、技术路线等,并从改变紧固件基体性能、聚合物防腐涂料、合金镀层防腐材料、镀层制备工艺、复层防腐、阴极保护和包覆防腐等方面揭示紧固件防腐技术方法。[结果]结果表明,海上风电机组用紧固件防腐技术正处于快速发展阶段,长效且优异的环保型防腐、少维护或免维护新型防腐技术将是今后紧固件防腐的战略部署及专利布局的热点。[结论]研究结果可为高强紧固件防腐产业发展和研究提供科学的决策参考。

吸力桩基础在海洋工程中的应用及其关键技术

摘要:[目的]吸力桩基础在海洋工程中得到越来越广泛的应用,但在新的应用场景下也带来了设计和施工方面新的挑战,为了进一步明确这些关键问题和技术,确保吸力桩设计和施工过程的安全高效,[方法]通过系统梳理吸力桩基础从海洋油气工程和海上新能源工程中的发展历程以及典型应用案例,分析总结吸力桩基础的安装流程及核心装备体系,对比吸力桩基础在传统管汇领域的设计方法和在海上风电领域的设计方法。[结果]结果表明,目前海上风电领域吸力桩设计和施工技术在破坏机理、设计方法和施工风险方面都有特殊方面,指出了目前吸力桩在大型海洋风机基础领域应用的设计和施工方面的问题及挑战。[结论]研究结果为后续吸力桩技术的发展和应用提供参考。

漂浮式海上风电装备施工技术难点

摘要:[目的]风机多为固定式基础型式,随着近海风电资源开发日趋饱和,海上风电急需向深远海发展,现有的固定式基础不再具备经济性。为此,[方法]分析浮式风电各环节施工技术,对比不同系泊系统基础类型优劣势和适用条件,提出基础施工重难点及控制措施;提出锚链水下连接和敷设施工工装设计思路;分析浮体平台干拖和湿拖适用条件;提出浮体平台码头系泊采用高位系缆建议;对比不同锚链回接方式并结合船机需求,[结果]提出经济可行的回接方法,[结论]为浮式风电施工降本增效提供借鉴。

海底电缆关键力学行为与状态监测技术研究综述

摘要:[目的] 为探究复杂海洋环境下海底电缆的力学机理、失效模式及状态监测方法,提升其长期运行的安全性与可靠性,[方法] 从海底电缆多物理场耦合机理、疲劳寿命分析及分布式光纤监测技术等3个方面系统梳理了海底电缆的研究进展、主要方法、关键挑战与未来方向。[结果] 结果表明:多物理场分析受到多层螺旋结构、材料非线性和多场耦合等因素制约,使理论建模和高效计算面临挑战;海底电缆的疲劳损伤呈现跨尺度、机理复杂的特征,现有以经验为主的寿命预测仍存在不确定性;分布式光纤监测对内部结构真实状态的反演能力有限,难以全面识别潜在失效模式。上述问题是限制海底电缆设计、寿命预测和状态监测精度的关键技术难点,未来需在高效耦合建模、疲劳计算优化与状态精准反演等方面取得突破。[结论] 研究成果可为海底电缆的设计优化、状态评估与智能运维提供理论参考与技术支撑。

海洋环境风电基础腐蚀疲劳挑战与寿命预测综述

摘要:[目的]海上风机基础在腐蚀环境与交变应力协同作用下有腐蚀疲劳失效的风险。[方法]综述了腐蚀疲劳裂纹扩展机理、防腐方案、腐蚀疲劳挑战及寿命预测的研究进展。[结果]在海洋环境腐蚀疲劳的影响因素中,腐蚀产物是裂纹扩展的主要原因。在腐蚀环境中及超高周疲劳(VHCF)和超高周腐蚀疲劳(VHC-CF)条件下,腐蚀导致的表面缺陷(如点蚀坑)和内部缺陷(如孔隙、未熔合等)会成为裂纹的萌生点。点蚀坑形状与疲劳强度的关系:相比于半椭圆形坑,V形坑会导致更严重的疲劳强度退化,尤其是长宽比小的坑。采用先热处理后滚压螺纹(HTR)工艺制作的螺栓的疲劳性能较佳,适合在海上风电项目中推广。[结论]为确保海上风电基础安全,需继续开展技术创新及腐蚀疲劳研究。

海上风电腐蚀防护与监测技术综述

摘要:针对海上风电恶劣环境导致的腐蚀风险,综述了海上风电基础、塔筒、机舱及内部设备的腐蚀机理、腐蚀案例、防腐技术和腐蚀监测;分析了海洋环境最常见、危害最大的腐蚀类型、腐蚀机理、影响因素、腐蚀案例、防腐技术,以及海上风电结构腐蚀监测与预测,包括钢桩基础远程监检测、浪花飞溅区腐蚀监检测、海上发电机结构及轴承电化学腐蚀监测、关键装备的腐蚀监测与预警管理系统;综述了构建腐蚀监测系统,及时感知环境腐蚀因子和设备腐蚀状态,实时检测局部腐蚀,评价阴极保护效果和钢桩使用寿命,预测模型及维护策略的发展状况。得出:应构建海上风电防腐技术与监测、预测技术相结合的创新框架,推动海上风电防腐技术从“被动修复” 向“主动防护”的转变。后续创新研究:改进关键部位腐蚀控制技术、完善腐蚀数据库和腐蚀监测网络及智能诊断系统、全寿命周期腐蚀管理策略。

海上风电用42CrMo轴承钢的电化学行为

摘要: 采用开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化测试等手段研究了42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并研究了温度和腐蚀时间对其电化学过程的影响规律。结果表明:42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学过程以活化溶解为主;且随着温度的升高和浸泡时间的延长,42CrMo钢的电化学活性显著增加,其电荷转移电阻Rct显著降低,自腐蚀电流密度Jcorr 则显著提高,表明其耐蚀性下降。腐蚀形貌分析发现,42CrMo轴承钢的表面以局部腐蚀为主,伴随着点蚀坑的特征。

我国海洋装备产业链高质量发展战略研究

摘要:海洋装备产业链环节众多、长且复杂,是保障海洋经济安全的重要内容。我国海洋装备产业链市场、订单“两头在外”,关键核心技术和配套设备较多依赖进口,一旦受到国际格局影响可能面临“断链”风险,因而海洋装备的自主可控与创新发展对保障产业链安全、促进高质量发展意义重大。本文提出了海洋装备产业链图谱的研究构思,遴选出海洋运载装备、海洋油气装备两类重点领域,梳理了相关产业的国际总体格局、国内基本现状,厘清了我国海洋装备产业链上主要环节的发展形势和面临的挑战,论证了我国海洋装备产业链发展的思路与目标,海洋运载装备、海洋油气装备产业链上主要环节的突破方向。在我国海洋装备产业链上,原材料、总装建造属于优势环节,研发设计、配套属于劣势环节,尤其是高端船舶、深水油气开发装备的自主保障能力不足;建议采取由政策扶持扩大海洋装备内需、锚定高端海洋装备创新研发优势方向、加强国际合作带动“外循环”等方式,推动海洋装备产业链高质量发展。

输氢海底管道强度设计准则研究

摘要:本文研究了输氢海底管道的强度设计、断裂韧度和氢致疲劳裂纹扩展速率模型准则,并对模型进行了敏感性研究。为输送氢气海底管道工程设计提供指导。