高熵合金磨损性能及海洋腐蚀行为研究进展

摘要:海洋工程设施及装备受到海浪的冲刷磨损,以及微生物和海水中溶解物的腐蚀,使用年限大大缩短。高熵合金突破了传统合金设计理念,其独特的多元素固溶体结构展现出优异的磨损性能、力学性能和耐腐蚀性,在海洋工程中具有巨大的应用潜力。本文综述了高熵合金的磨损性能及其在海洋环境中腐蚀行为的最新研究进展。首先介绍了高熵合金的基本特性,讨论了磨损性能及提高磨损性能的方法。随后分析了高熵合金在海洋环境中的腐蚀行为,简要讨论了合金元素对耐腐蚀性能的影响,特别关注了微生物腐蚀现象,介绍了海洋微生物对合金腐蚀的机理。最后,总结了当前高熵合金研究中存在的问题,提出了高熵合金在海洋工程中未来应用的发展方向。

海上浮式光伏结构及其水动力问题研究展望

摘要:淡水水体的浮式光伏发电技术弥补了传统陆基光伏的部分缺陷,在近十年的时间里得到快速发展,与此同时,将浮式光伏技术应用于海洋环境成为了各国学者面临的重要命题。海上环境不同于陆地,在同等光照条件下,海面开阔,日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率更高,发电量可以得到显著提升,但是如何保证海上光伏在极端自然环境下的生存是该项目未来能否实施的最大挑战。首先概述了浮式光伏系统的发展历程,分析了各类浮式结构的形式、特点及其对海洋环境的适用性;然后针对不同结构形式和不同锚泊形式的海上浮式光伏结构,重点围绕其在遭受波浪和风荷载情况下可能遇到的水动力问题和结构强度问题,从设计可行性的角度分析了国内外学者针对相关结构的一些研究成果;最后提出海上浮式光伏系统未来可能的发展方向。

深海探测技术进展及未来发展趋势

摘要:深海探测是开发海洋资源、研究地球演化和保护地球生态系统的关键技术。综述了2019—2025 年深海探测技术的主要进展,包括潜水器、传感器、通信、能源等领域,展望未来5~10 年的发展趋势。介绍了深海探测的重要性和面临的挑战,以及深海潜水器、传感器与观测、采样与分析、通信与导航、能源,以及大数据与人工智能等多方面技术的现状。分析表明,智能化、长续航和原位实验技术将成为核心方向,但高压环境适应性、能源供应和数据传输仍是主要瓶颈。探讨了智能化与自主化、长续航与能源创新、成本革命等未来发展趋势。期望对推动深海探测技术的可持续发展起到一定的指导作用。

海洋环境中金属材料微生物腐蚀研究进展

摘要:海洋环境中由微生物导致的金属腐蚀一直是研究和关注的焦点。海洋环境中微生物种类繁多,各微生物之间的相互作用对腐蚀的影响程度不同。混合微生物的腐蚀机制往往与单一微生物腐蚀存在差异,仅用单一微生物的腐蚀过程很难全面说明实际发生的腐蚀情况。深入研究不同微生物之间对金属材料的协同腐蚀作用已成为海洋微生物腐蚀领域的重要方向。本文全面总结了在海洋环境中典型的硫酸盐还原菌(SRB)、硝酸盐还原菌(NRB)、以及铁氧化菌(IOB)等几种微生物腐蚀机制以及它们对金属材料腐蚀的研究进展。综合评述了SRB与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的协同或拮抗效应,并且全面归纳了IOB、NRB等与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的不同影响。最后,提出了海洋环境下金属材料微生物腐蚀未来研究的方向和建议,旨在为该领域的研究工作提供新的启发和方向,认识微生物腐蚀的本质,从而开发出更有效的防腐措施。

半潜式起重生活平台在海上风电的应用

摘要:为扩大参与深水海上风电项目建设的施工船舶选型范围,引入某半潜式起重生活平台深度参与某深水海上风电场项目施工,并为该平台完成钢管桩沉桩施工、导管架安装、导管架灌浆和风场并网调试支持船,以及通过锚泊系统控制油耗设计了一整套方案。结果表明,半潜式起重生活平台不仅比常规大型浮吊船的功能和作用更高效、更全面,也可以通过控制油耗创造更多利润。尝试为行业内参与海上风电基础施工的船舶选型提供参考意义。

深水大容量吸力筒导管架风机基础设计

摘要:为适应海上风电事业逐步向深远海、大容量机组发展的趋势,研发适用于更复杂海洋环境条件的风机基础势在必行。吸力筒导管架式基础因其施工方便、承载能力高、地层适用性广泛等优点,在海上风电基础设计中备受关注。以某大容量海上风机为研究对象,基于常用海工设计软件对结构进行一体化的整体受力特性研究;采用ANSYS 软件对过渡段及筒体进行局部强度的计算分析。计算结果表明吸力筒导管架基础满足各项控制指标,具备良好的承载能力与稳定性。研究成果可为后续的深水远海固定式基础设计提供参考。

机器学习在海上风电设备腐蚀分析中的应用

摘要:探讨和验证机器学习技术在海上风电设备腐蚀分析中的实际应用潜力。鉴于海上风电设备在恶劣环境下经常面临的腐蚀问题,利用先进的数据分析技术提高对腐蚀过程的理解,从而促进风电设备维护策略的优化。通过机器学习技术分析大量的环境和腐蚀数据,研究着重于评估各种机器学习模型在预测腐蚀行为方面的准确性和可靠性。研究结果表明,机器学习模型在预测和分析海上风电设备的腐蚀方面表现出较高的精确度和可靠性,特别是在提高预测结果的透明度和可解释性方面取得了显著进展。研究表明,机器学习技术在海上风电设备腐蚀分析中具有重要的实际应用潜力。

海洋能利用技术发展现状与关键技术难题

摘要:[目的] 为加快推进能源结构绿色低碳转型,[方法] 针对海洋能利用技术领域内的热点问题,对海洋能利用技术的发展历程和技术特点进行评述,并对我国海洋能利用技术的关键技术难题进行总结。[结果] 分析表明:高成本、低效率以及复杂的载荷系统、恶劣的海洋环境是制约海洋能利用技术商业化发展的关键因素,大型化、规模化、深远海化、智能化及与其他海洋产业融合发展是未来海洋能发展的重要趋势。[结论] 研究成果可为海洋能利用技术的发展提供一定参考。

海上浮式风电装备防腐技术

摘要:为满足海上浮式风电装备25 年的防腐需求,根据海上环境特点和海上浮式风电装备的结构特点,将其腐蚀环境分为大气区、飞溅区、全浸区、内部区和压载舱区等5 大区域。在此基础上,参考防腐相关标准,对腐蚀分区环境内不同基材的防腐配套体系进行研究,提出对应的防腐涂层配套体系,并通过腐蚀加速试验验证涂层体系的可靠性。研究提出的海上浮式风电装备叶片、机舱、塔筒、浮式平台的防腐涂层体系可为海上浮式风电装备的防腐体系构建及优化奠定基础。

仿生纳米通道膜用于海洋渗透能转化研究进展

摘要:海洋渗透能因其无碳排放和环境友好的特点而备受关注. 反向电渗析技术(RED)是实现海洋渗透能转化的有效方法, 而膜作为RED的核心, 其性能在这一过程中起着至关重要的作用, 决定了海洋渗透能捕获效率. 近年来, 仿生纳米通道膜的研究取得了显著进展, 这些膜模拟了生物体内离子通道的结构和功能, 与传统离子交换膜相比, 展示了优异的离子选择性和传导性能. 本文系统综述了仿生纳米离子通道膜的制备技术及其在海洋渗透能转化中的应用现状与前景. 同时, 本文还总结了仿生纳米通道膜在实际应用中面临的主要挑战, 并展望了其未来的发展方向.