海洋系泊链钢磨蚀损伤规律研究
本文关键词:海洋系泊链钢磨蚀损伤规律研究 出处:《大连理工大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:近年来,随着海洋工程需求的不断增加,对锚链结构强度的要求越来越高。锚链在服役期间,必然会遭受腐蚀与磨损的联合作用,且二者之间相互促进。然而,现阶段学者对锚链腐蚀和磨损的耦合作用研究依然未形成统一的认识,难以准确评估锚链在服役期内的强度安全。 本文的前期工作中提出了锚链在服役期间内的腐蚀磨损累积损伤的数值评估方法,该方法同时考虑了锚链在海水复杂环境中的环体腐蚀和链环间接触面的磨损。但前期工作中对该方法所需的海洋系泊链钢材料属性参数的选取并不准确,且并未进行相应试验来对该评估方法的正确性和可靠性加以验证。 基于上述研究目标,首先以22MnCrNIMO低碳低合金钢作为试验材料,对其进行硬度试验、人工海水腐蚀试验以及腐蚀磨损试验等多个试验研究。试验结果表明锚链系泊链钢的宏观硬度大约为300HV;在人工海水中的腐蚀速率为0.12mm/year;磨损量会随着载荷和磨程的增加而逐步增加,且增加趋势趋于线性。 其次,通过对试验结果的研究分析,确定了评估方法所需参数,并从多个方面对评估方法进行了优化和完善。本文对不同载荷、转速和时间下锚链系泊链钢的磨损性能进行分析后确定该种钢材料的磨损系数后为2.657×10-3。此外,从计算间隔和磨损表面间隙两方面也对该评估方法进行了改进。这些改进不仅增强了磨蚀计算的稳定性,也大大缩短了计算时间,提高了计算效率。 最后,将改进后的评估方法计算结果与试验结果进行对比验证来确定该评估方法的准确性与可靠性。验证结果显示:仿真值总体上略大于试验值,但随着载荷和磨程的增加,二者之间的差异会逐渐减小。在试验和计算误差内,试验值与仿真值吻合十分良好,从而证明了本项目提出的锚链腐蚀损失累积评估方法的正确性与可靠性。
[Abstract]:In recent years, with the increasing demand for marine engineering, the demand for the strength of the anchor chain structure is higher and higher. During the service period, the anchor chain will inevitably be subjected to the combination of corrosion and wear, and the two mutually promote each other. At present, scholars have not formed a unified understanding of the coupling effect of corrosion and wear of anchor chains, and it is difficult to accurately evaluate the strength safety of anchor chains during the service period. In the previous work of this paper, a numerical evaluation method for corrosion and wear cumulative damage of anchor chain during service is proposed. This method also takes into account the ring corrosion of the anchor chain in the complex seawater environment and the wear of the contact surface between the chains. However, in the previous work, it is not accurate to select the parameters of the steel material of the marine mooring chain required by the method. The correctness and reliability of the evaluation method have not been verified by corresponding experiments. Based on the above research goal, the hardness test of 22MnCrNIMO low carbon low alloy steel was carried out. The experimental results show that the macroscopic hardness of anchor chain mooring chain steel is about 300 HVT. The corrosion rate in artificial seawater was 0.12mm / year; The wear rate increases gradually with the increase of load and grinding range, and the increasing trend tends to be linear. Secondly, through the research and analysis of the test results, the required parameters of the evaluation method are determined, and the evaluation method is optimized and improved from many aspects. The wear coefficient of this kind of steel is 2.657 脳 10 ~ (-3) after analyzing the wear performance of anchor chain mooring chain steel at rotational speed and time. In addition, the wear coefficient of this kind of steel is 2.657 脳 10 ~ (-3). The evaluation method is also improved in terms of the calculation interval and the wear surface clearance. These improvements not only enhance the stability of the erosion calculation but also shorten the calculation time and improve the calculation efficiency. Finally, the accuracy and reliability of the evaluation method are confirmed by comparing the calculated results with the experimental results. The results show that the simulation value is slightly larger than the experimental value. However, with the increase of load and grinding range, the difference between them will gradually decrease. In the error of test and calculation, the experimental value and the simulation value are in good agreement. Thus, the correctness and reliability of the cumulative assessment method for the corrosion loss of anchor chain proposed by this project are proved.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U664.42
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,本文编号:1424890
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