沿海环境中保温层下不锈钢管的开裂原因

摘要:沿海炼厂中保温层下的不锈钢管道表面出现裂纹,通过化学成分分析、断口形貌观察、硬度测试等,并结合其服役环境对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:管道裂纹起源于外表面,穿晶裂纹呈树枝状由外向内扩展;保温层下氯离子聚集引起了奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂,并提出了相应的预防措施。

海工用高氮钢螺栓的制备及其组织性能分析

摘要:海工用螺栓长时间浸泡在海水中,要求其强度高、屈强比低、耐蚀性好。设计制备了一种低成本节镍型的高氮钢螺栓,通过组织观察、XRD检测、力学性能试验、化学浸泡腐蚀试验和动电位极化曲线测试,并与海工常用的316不锈钢螺栓进行对比分析。研究结果表明,本试验螺栓微观组织为奥氏体组织,且组织中含有大量孪晶并伴有少量第二相氮化物析出;试验螺栓抗拉强度为877MPa、屈服强度为690MPa、断后伸长量为7.3mm、屈强比为0.79,该螺栓在抗拉强度不低于316螺栓的条件下,屈强比为其的84%,断后伸长量是其的2.16倍,力学性能明显优于316不锈钢螺栓,满足奥氏体不锈钢螺栓80等级要求。在质量分数为6%的FeCl3溶液中浸泡15d的腐蚀试验表明,试验螺栓腐蚀失重率为0.051%,是316不锈钢螺栓腐蚀失重率0.132%的38.6%;动电位极化曲线结果显示,试验螺栓相较于316不锈钢螺栓自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更小,耐局部腐蚀性能更优异。综上,试验高氮钢螺栓成本低,力学性能和耐点蚀、耐局部腐蚀性能均优于316不锈钢螺栓,研究结果为海洋工程用高强螺栓新材料提供了理论依据和数据支撑。

海洋平台用Ni-Cr-Mo-B超厚钢板的截面效应

摘要:采用OM、SEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,研究了工业生产的117 mm厚Ni-Cr-Mo-B超厚钢板在厚度方向上微观组织的变化及其对力学性能的影响。结果表明,从表层到芯部,超厚板的屈服强度逐渐降低,表层和芯部的屈服强度分别为798 和718 MPa;延伸率变化不大,为20.0%~22.0%;然而超厚板的-60 ℃冲击功变化较大,其中表层、1/8T (T 代表板厚)和芯部的冲击功分别为35、160 和20 J,使得整个厚度方向上的冲击功变化曲线呈现“M”型。从表层到芯部,超厚板的板条宽度(198.7~500.6 nm)、界面碳化物尺寸(130.6~226.6 nm)和晶内碳化物尺寸(45.8~106.2 nm)均逐渐增加,芯部还存在一定的块状区,板条的细晶强化和碳化物的析出强化效果均减小,使得屈服强度从表层到芯部逐渐降低。从表层到芯部,有效晶粒尺寸先减小后增加,表层(2.2 μm)和芯部(2.7 μm)的有效晶粒尺寸较大,对解理裂纹扩展的阻碍作用较弱,使得表层和芯部的冲击功较低;而1/8T 位置具有较小的有效晶粒尺寸(1.7 μm),对解理裂纹的阻碍作用较强,从而获得较高的冲击功。

海工装备机器人智能化焊接关键问题及技术研究

摘要:焊接是海工装备制造中的重要环节,也是决定其质量的关键工序之一。我国在主流船型、高技术船舶、海洋工程装备等领域科技创新取得了重大突破,但与世界海工装备制造强国相比仍有较大差距,机器人智能化焊接是海工装备制造业发展的趋势。重点介绍了海工装备机器人智能化焊接亟需解决的几个主要问题,探讨了海工装备机器人智能焊接新工艺新方法、离线自主编程、三维扫描目标匹配、焊接寻位、焊缝实时跟踪、熔池监控和焊接过程管控技术等关键技术。

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。

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。

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。

国内外海底接驳技术现状与关键

摘要:海底接驳是将多个设备在水下连接,实现对电能和信息交互的集中管理,是研制深海勘探装备、构建海底观测网的核心技术之一。美国、日本、加拿大等海底接驳技术起步较早,逐步发展了负高压单级直流输电、大功率电能转换、水下湿插拔、大型光纤通信组网等技术,采用模块化设计、多级接驳盒互连的结构方式,已在多个海域建成了大型的海底观测网。近十年,随着国内开始布局近海海洋观测系统,接驳盒设计制造、负高压输电、远程通信与控制等技术发展迅速。以科学节点形式的水下接驳系统,已在多个海域成功应用。但目前,还没有形成大型的观测网,部分深水关键部件,例如水下湿插拔连接器、光电复合缆等,还主要依赖进口。在引进吸收国外先进技术的同时,研发高性能的控制器、大功率的转换模块、水下连接器以及光电复电缆将是未来接驳系统一个非常重要的方向。