钢管在海洋环境中腐蚀后抗冲击性能研究
发布时间：2021-09-05 19:48
钢管结构是海洋平台的主要结构形式,伴随着使用年限的增加,平台中,尤其是处于浪花飞溅区钢管的腐蚀日益加重,同时浪花飞溅区也是海洋平台中受外来荷载撞击威胁较大的部位。当钢管结构发生严重的腐蚀后,结构承载力、稳定性和受力形式等均发生较大减弱和改变,在冲击荷载作用下,更容易发生整体失效、倒塌等后果,所以对腐蚀后钢管结构的抗冲击性能研究是有重大工程意义的。本文对腐蚀后钢管试件在冲击荷载作用下的力学性能进行研究,主要内容包括以下几点:（1）开发了一种海洋环境模拟设备,本设备实现了潮汐、海浪和温度的自动化运行。设计了在模拟海洋环境中进行电加速腐蚀试验方案,对6根钢管试件进行了不同时间的腐蚀试验,并采用高精度3D扫描仪对腐蚀后钢管进行深度测量。结果表明,腐蚀区形貌与腐蚀速率变化趋势均与自然腐蚀相似,模拟腐蚀试验取得较好的结果。（2）进行了腐蚀后钢管的落锤冲击试验。试验获得的了试件的破坏形态、冲击力时程曲线、位移时程曲线和应力时程曲线等。结果表明:有限的局部腐蚀对试件整体破坏形态影响较小,腐蚀缺陷的存在使得钢管上表面提前屈服并减弱了弹性恢复能力,通过分析应力时程曲线推断出腐蚀区存在严重的应力集中现象。（...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２蓝鲸２号海洋平台?图１，３导管式海洋平台??
?中，由于这类海洋平台的结构特性，受撞击后会产生非常严重的事故。??图１．４美国Ｓｏｕｔｈ?Ｐａｓｓ?Ｂｌｏｃｋ?６０号平台爆炸事故?图１．５渤海４号海洋平台海冰撞击事故??海洋平台是非常昂贵的生产设备，通常来说海洋平台的设计寿命为１５－２５年［５］，??然而在海洋平台服役期满后，其所在海域还有很大的开采价值，若可以继续使用，则??可以节省大量的资金。据统计，我国约有３０％的老旧海洋平台经过加固处理后可以??再稳定工作５－１０年，可以节省近数十亿资金［４］。对于老旧平台来说，冲击和腐蚀后??的损伤是必须同时面对的潜在危险。目前，对钢材的腐蚀后材料性质的研宄和钢管结??构的抗冲击性能研宄已取得不少成果，但对于腐蚀和冲击同时存在时结构和构件的??力学性能的研宄却鲜有。针对这一情况，本文将开展钢管在海洋环境下腐蚀后抗冲击??性能的研宄
存在大量厌氧微生物和腐蚀性气体??各个腐蚀区的海洋环境差异较大，钢材在不同区域的腐蚀速率也有很大的差别??（如图１．６）。??海洋防区??浪花飞滅区?高潮位??海＿区…—?■位??海水錄区????＿，淠线??海底泥土区??腐蚀速度??图１．６海洋环境腐蚀速度示意图［１３］??
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速腐蚀试验在锚杆耐久性研究中的应用进展[J]. 李聪,朱杰兵,卢波,郭培达,刘汴,汪斌,蒋昱州,刘小红. 人民长江. 2017(14)
[2]腐蚀损伤对Q345钢材力学性能的影响[J]. 张驰,张春涛,王汝恒. 西南科技大学学报. 2017(02)
[3]点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法[J]. 叶继红,申会谦,薛素铎. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[4]430不锈钢室内加速腐蚀与大气暴露的相关性研究[J]. 丁冬冬,凤仪,黄晓晨,豆亚坤,汤海,钱刚. 表面技术. 2016(07)
[5]锈蚀后钢材弹性模量与屈服强度的计算模型[J]. 徐善华,任松波. 机械工程材料. 2015(10)
[6]盐雾试验技术综述[J]. 陈鹏. 电子产品可靠性与环境试验. 2014(06)
[7]人工环境中模拟海洋潮汐作用的试验装置[J]. 付传清,金贤玉,金南国. 实验室研究与探索. 2014(04)
[8]海洋环境腐蚀模拟试验装置的优化设计与研制[J]. 王受和,江鲁,王俊,黄海军,张晓东,陈川. 环境技术. 2014(01)
[9]锈蚀槽钢受弯承载力试验研究[J]. 徐善华,任松波,崔焕平,王友德. 实验力学. 2014(04)
[10]海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术[J]. 侯保荣. 中国材料进展. 2014(01)
博士论文
[1]低合金高强度钢浪花飞溅区点蚀行为及机理研究[D]. 余秀明.中国科学院研究生院(海洋研究所) 2016
硕士论文
[1]低速冲击荷载下低碳钢的损伤本构模型研究[D]. 蒋亚丽.烟台大学 2017
[2]沿海钢栈桥构件的腐蚀状态评价与防护技术[D]. 杜超然.哈尔滨工业大学 2016
[3]酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土柱偏心受压试验与理论研究[D]. 朱琪.华东交通大学 2016
[4]典型金属材料海洋环境大气暴露试验与实海加速腐蚀试验相关性研究[D]. 龚田太郎.广东海洋大学 2015
[5]钢筋通电加速锈蚀方法与锈蚀效率的研究及其应用[D]. 冯伟鹏.深圳大学 2015
[6]圆钢管侧向冲击性能研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2013
[7]Q235碳钢在大港土壤中电解及电偶加速腐蚀试验研究[D]. 杜鹤.北京科技大学 2008
[8]氯盐腐蚀环境的人工模拟试验方法[D]. 卢振永.浙江大学 2007
本文编号：3385977
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２蓝鲸２号海洋平台?图１，３导管式海洋平台??
?中，由于这类海洋平台的结构特性，受撞击后会产生非常严重的事故。??图１．４美国Ｓｏｕｔｈ?Ｐａｓｓ?Ｂｌｏｃｋ?６０号平台爆炸事故?图１．５渤海４号海洋平台海冰撞击事故??海洋平台是非常昂贵的生产设备，通常来说海洋平台的设计寿命为１５－２５年［５］，??然而在海洋平台服役期满后，其所在海域还有很大的开采价值，若可以继续使用，则??可以节省大量的资金。据统计，我国约有３０％的老旧海洋平台经过加固处理后可以??再稳定工作５－１０年，可以节省近数十亿资金［４］。对于老旧平台来说，冲击和腐蚀后??的损伤是必须同时面对的潜在危险。目前，对钢材的腐蚀后材料性质的研宄和钢管结??构的抗冲击性能研宄已取得不少成果，但对于腐蚀和冲击同时存在时结构和构件的??力学性能的研宄却鲜有。针对这一情况，本文将开展钢管在海洋环境下腐蚀后抗冲击??性能的研宄
存在大量厌氧微生物和腐蚀性气体??各个腐蚀区的海洋环境差异较大，钢材在不同区域的腐蚀速率也有很大的差别??（如图１．６）。??海洋防区??浪花飞滅区?高潮位??海＿区…—?■位??海水錄区????＿，淠线??海底泥土区??腐蚀速度??图１．６海洋环境腐蚀速度示意图［１３］??
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速腐蚀试验在锚杆耐久性研究中的应用进展[J]. 李聪,朱杰兵,卢波,郭培达,刘汴,汪斌,蒋昱州,刘小红. 人民长江. 2017(14)
[2]腐蚀损伤对Q345钢材力学性能的影响[J]. 张驰,张春涛,王汝恒. 西南科技大学学报. 2017(02)
[3]点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法[J]. 叶继红,申会谦,薛素铎. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[4]430不锈钢室内加速腐蚀与大气暴露的相关性研究[J]. 丁冬冬,凤仪,黄晓晨,豆亚坤,汤海,钱刚. 表面技术. 2016(07)
[5]锈蚀后钢材弹性模量与屈服强度的计算模型[J]. 徐善华,任松波. 机械工程材料. 2015(10)
[6]盐雾试验技术综述[J]. 陈鹏. 电子产品可靠性与环境试验. 2014(06)
[7]人工环境中模拟海洋潮汐作用的试验装置[J]. 付传清,金贤玉,金南国. 实验室研究与探索. 2014(04)
[8]海洋环境腐蚀模拟试验装置的优化设计与研制[J]. 王受和,江鲁,王俊,黄海军,张晓东,陈川. 环境技术. 2014(01)
[9]锈蚀槽钢受弯承载力试验研究[J]. 徐善华,任松波,崔焕平,王友德. 实验力学. 2014(04)
[10]海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术[J]. 侯保荣. 中国材料进展. 2014(01)
博士论文
[1]低合金高强度钢浪花飞溅区点蚀行为及机理研究[D]. 余秀明.中国科学院研究生院(海洋研究所) 2016
硕士论文
[1]低速冲击荷载下低碳钢的损伤本构模型研究[D]. 蒋亚丽.烟台大学 2017
[2]沿海钢栈桥构件的腐蚀状态评价与防护技术[D]. 杜超然.哈尔滨工业大学 2016
[3]酸雨腐蚀后方钢管再生混凝土柱偏心受压试验与理论研究[D]. 朱琪.华东交通大学 2016
[4]典型金属材料海洋环境大气暴露试验与实海加速腐蚀试验相关性研究[D]. 龚田太郎.广东海洋大学 2015
[5]钢筋通电加速锈蚀方法与锈蚀效率的研究及其应用[D]. 冯伟鹏.深圳大学 2015
[6]圆钢管侧向冲击性能研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2013
[7]Q235碳钢在大港土壤中电解及电偶加速腐蚀试验研究[D]. 杜鹤.北京科技大学 2008
[8]氯盐腐蚀环境的人工模拟试验方法[D]. 卢振永.浙江大学 2007
本文编号：3385977
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