基于交流阻抗技术的涂层性能评价方法

[目的]船舶表面使用涂层涂覆是常见的船舶防腐方法,涂层防腐性能的好坏直接反映船舶表面的腐蚀程度。尽管涂层涂覆作为船舶上有效的防腐技术已经应用了几十年,但始终缺少对涂层防腐性能进行快速有效检测的方法。[方法]通过建立合理的涂层体系等效电路模型,采用交流阻抗检测技术对试验涂层进行盐雾老化和紫外老化涂层性能试验,并利用Matlab数据处理软件对试验结果进行计算分析。[结果]从而得出涂层体系中各等效元件的参数来评估涂层的性能,并制定涂层老化失效电化学评定标准。[结论]盐雾老化和紫外老化涂层性能实验结果表明,基于交流阻抗技术及相应的电化学评价参数能够快速准确地对涂层性能进行综合评价。     

压强调控的太赫兹反射器的设计

基于一维光子晶体air/(AB)~N/air(其中A为GaAs,B为SiO_2)的结构设计了简单的太赫兹反射器,并用传输矩阵法对该结构的反射特性进行了TE与TM两种模式电磁波的理论推导与数值模拟仿真研究.利用结构中只有GaAs的介电常数能被外部压强进行调节,通过理论计算与数值仿真,分别对GaAs的厚度、TE与TM两种模式电磁波的入射角和外部压强等参数进行了其反射特性研究.理论计算与数值模拟仿真的结果表明,基于一维光子晶体air/(AB)~N/air的结构能制备成外部压强调控的大角度和全向性的太赫兹反射器.     

船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测研究

建立船舶操纵运动数学模型,计算确定相邻的岸线线段和船舶轮廓线线段之间的凹凸关系,提出船舶操纵运动仿真中船舶碰岸检测算法,并对检测到的碰岸情况进行时间步长调整。编制了计算程序,对于船舶轮廓线端点位于岸线内侧和岸线端点位于船舶内部两种船舶碰岸情况进行了碰岸检测仿真试验,试验结果良好,很好地避免了在船舶操纵运动仿真中出现船舶冲上码头或者岸滩的现象。     

炼铁厂炉前110/25t起重机结构疲劳强度评估

文章描述了某钢铁公司炼铁厂1BF炉南出铁场110/25t桥式起重机结构损伤现状,通过对该起重机进行结构强度试验、疲劳强度试验、有限元计算、无损检测等设备安全评估工作,并依据试验和计算结果,分析了该起重机的结构安全性能。     

船舶电网系统三维点云数据聚类提取分析算法

船舶电网系统结构直接对船舶电力系统运行的稳定性和可靠性产生影响,船舶航行过程中经常出现供电不足等问题,严重威胁船舶航行安全。为解决上述问题,采用三维点云数据聚类算法对船舶电网运行状态和可靠性进行评估计算,并结合可靠性评估计算结果对船舶配电系统结构进行优化设计,将船舶电网系统中的电缆设计为环状结构辐射网,以便保障电力系统运行效果。为了对船舶电网系统三维点云数据聚类提取分析算法的准确性进行检测设计了仿真实验,实验结果证实,三维点云数据聚类提取分析算法可更好的提高船舶电力系统的运行效果,保障船舶航行安全     

船舶碰撞仿真分析中的单元尺寸与失效应变关系研究

随着船舶向大型化发展势头迅猛,船舶碰撞所带来的灾难性后果也显著增大。为评估船舶结构的耐撞能力,国内外研究人员分别从试验和数值模拟2个方面开展研究工作。针对船舶碰撞场景的仿真模拟中,经常采用常应变失效准则来定义单元是否失效。然而失效应变取值强烈依赖于单元尺寸大小,因此,开展失效应变与单元网格尺寸关系研究对船舶结构的耐撞性能准确评估意义重大。本文通过对光板及加筋板的耐撞性能的试验研究,并应用非线性有限元软件LS-DYNA对试验结果进行仿真模拟,探讨了光板及加筋板的单元尺寸和失效应变之间的关系。结果表明:光板和加筋板的单元尺寸与失效应变关系曲线明显不同,因此采用常应变失效准则时应区别对待,不能混用。研究结论对船舶结构碰撞有限元仿真具有一定的指导意义。     

船舶碰撞仿真分析中的单元尺寸与失效应变关系研究

随着船舶向大型化发展势头迅猛,船舶碰撞所带来的灾难性后果也显著增大.为评估船舶结构的耐撞能力,国内外研究人员分别从试验和数值模拟2个方面开展研究工作.针对船舶碰撞场景的仿真模拟中,经常采用常应变失效准则来定义单元是否失效.然而失效应变取值强烈依赖于单元尺寸大小,因此,开展失效应变与单元网格尺寸关系研究对船舶结构的耐撞性能准确评估意义重大.本文通过对光板及加筋板的耐撞性能的试验研究,并应用非线性有限元软件LS-DYNA对试验结果进行仿真模拟,探讨了光板及加筋板的单元尺寸和失效应变之间的关系.结果表明:光板和加筋板的单元尺寸与失效应变关系曲线明显不同,因此采用常应变失效准则时应区别对待,不能混用.研究结论对船舶结构碰撞有限元仿真具有一定的指导意义.     

船舶内装板耐火分隔结构设计与性能研究

设计一种以气凝胶和铝蜂窝材料为主的船舶内装板结构。介绍了船舶內装板耐火分隔定义及设计方法。根据耐火分隔标准试验,设计以电加热板模拟加热炉温升的耐火分隔小尺寸样件模拟试验。根据小样模拟试验原理,建立耐火分隔有限元模型,结果表明,仿真和试验结果较为接近,仿真计算方法可以为耐火分隔结构优化提供手段。通过仿真分析计算,得到船舶内装板中气凝胶的最小厚度为5mm,內装板结构整体重量较50mm厚复合岩棉板轻25%。研究方法可以为新型耐火分隔结构的设计提供参考。     

基于风险的船体结构无损检测功能的分级

基于船舶结构传统的经验基础上的检测方法不但带来较高的费用,而且还会产生不必要的检测.针对上述问题,本文提出了基于风险的船舶结构无损检测功能分级方法,采用检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率度量检测功能,并修正了错误识别概率的取值范围.根据风险值对无损检测功能进行了分级,研究了风险值随检测概率、错误识别概率和裂纹出现概率的变化规律,并分析了风险值对检测费用、维修费用及失效费用的敏感性.在此基础上,将基于风险的船舶结构无损检测功能分级方法应用于优化检测策略,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

船舶碰撞仿真失效准则比较

失效准则作为判定结构失效的依据,对船舶碰撞仿真分析的准确性有着重要影响。基于3种典型舷侧结构缩尺模型的准静态耐撞性试验,采用等效塑性应变准则、主应变—厚度应变准则以及RTCL(Rice-TraceyCockcroft-Latham)准则对模型试验进行数值模拟,比较各准则对裂纹产生的模拟效果,讨论3种准则计算的极限撞深和吸能值与试验的误差。研究结果表明,3种准则均能取得满足工程需要的仿真精度,但相对于等效塑性应变准则和主应变—厚度应变准则,引入应力三轴度的RTCL准则能更准确地模拟不同结构的裂纹产生过程。     

海洋钢结构防腐涂料及其在天津港的应用

论述了海洋防腐的重要意义、腐蚀机理和腐蚀特征,以及近年来海洋钢结构防腐涂料的研究进展,并介绍了几种防腐涂料在天津港的应用情况。认为海洋防腐涂料应向更长效、更环保、更便于涂装的方向发展。     

海洋工程用铝合金表面微弧氧化膜的耐腐蚀性能

为了制备性能良好的微弧氧化膜层，以提高海洋平台用2Al2铝合金的耐磨性和耐腐蚀性。本实验采用微弧氧化技术，将不同浓度的MoS2颗粒（0 g/L、1 g/L、2 g/L、4 g/L、6 g/L和8 g/L）添加到电解液中，在2Al2铝合金表面制备微弧氧化膜层。通过扫描电子显微镜和光学显微镜对复合镀层的微观形貌、组织结构进行分析；采用摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验等实验方法分析了镀层的耐磨性和耐腐蚀性能。实验结果表明，随着纳米MoS2颗粒含量的增加，陶瓷层表面微孔尺寸减小，微孔数量增加，并且孔洞的分布更加均匀，致密度得到了很大的提高，且膜层厚度随着纳米MoS2颗粒含量的增加先增后减；添加纳米MoS2颗粒后，使得膜层摩擦系数降低，并且基本稳定在0.45左右；当纳米MoS2颗粒含量为4g/L时，陶瓷层的耐腐蚀性能最好。     

无溶剂超厚膜环氧涂层海洋腐蚀模拟试验研究

超厚膜重防腐涂料具有优异的防腐性能以及环境友好的特点,是海洋环境防腐涂料的重要发展方向。文中介绍了一种新型的无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料,测试了涂层的物理性能,并采用海洋腐蚀模拟试验装置对该涂料以及常用的三种重防腐涂料在海水浪花飞溅区、潮差区和全浸区的耐久性进行了对比研究。结果表明:该涂料具有优异的物理性能,VOC含量极低,是环境友好型无溶剂涂料;模拟试验表明浪花飞溅区是海洋腐蚀最严酷的区域,各涂料在该区域腐蚀最严重,超厚膜环氧重防腐涂料的防腐效果最优,是环氧沥青涂料的理想替代品。     

海洋防污纳米材料技术研究进展

论述了美国、欧洲等国家和地区开展防污纳米材料技术的研发工作,包括防污机理,仿生材料,纳米金属氧化物,纳米草及应用场所,对我国今后进行研究有现实意义。     

NaOH含量对AZ91D镁合金微弧氧化膜层微观结构和耐蚀性的影响

在由15 g/L Na2SiO3、12 g/L NaAlO2、3 g/L Na2B4O7、5 mL/L C3H8O3、5 g/L C6H5Na3O7及1~4 g/L NaOH组成的硅铝复合电解液中,利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金基体上制备了一系列陶瓷膜层.利用扫描电镜、膜层测厚仪分别研究了陶瓷膜层的微观结构及厚度;采用全浸泡实验和交流阻抗实验测试了膜层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明：随着NaOH含量的增加,微弧氧化过程中的起弧电压和终止电压均呈线性下降;膜层的耐蚀性随着NaOH含量的增加先提高后降低,膜厚的变化趋势与其耐蚀性的变化趋势基本一致;NaOH含量的变化主要影响膜层内部致密层的耐蚀性能;当NaOH含量为2 g/L时,膜层最厚,膜层较致密,因而具有较好的耐蚀性能.     

基于转盘测阻法的天然乳胶涂层减阻特性研究

利用转盘测阻法对天然乳胶涂层的减阻特性进行探究,确定雷诺数和柔性系数对涂层减阻效果的影响。利用喷涂法将天然乳胶和氨水混合溶液喷涂于转盘上,制成一种柔性涂层,并通过密度测定、硬度测定、力学性能测试和动态热力学分析等试验方法对涂层的物理性能与基本力学性能进行测定。试验结果显示,天然乳胶涂层密度为950 kg/m³,与水的密度接近,并且该涂层具有弹性模量低、撕裂强度大,断裂伸长率大的优点。采用转盘测阻法对涂层阻力进行测试,结果显示,当涂层厚度为0.2 mm、转速为100 r/min时达到最大减阻率15%,因此可断定天然乳胶涂层具有良好的物理机械性能,其减阻效果与水流状态及自身柔性存在一定关系,在特定情况下可实现良好的减阻效果。     

Investigation and analysis of high temperature corrosion and degradation of marine boiler combustion swirler

The present paper investigated and analyzed swirler material consisting of mild steel which was subjected to service for the period of one year in a 30 MW marine boiler. Due to the presence of high temperatures in the furnace coupled with the corrosive marine environment swirler material showed accelerated degradation and material wastage. An investigation into the feasibility of manufacturing the existing swirler with an alternate material or coating the swirler material with a thermal barrier coating was undertaken. Based on their properties and performance, SS 304 and SS 316 were proposed as the replacement materials for the swirler. The other alternative of coating the existing swirlers with a form thermal barrier coating to observe for any improvement in their performance at elevated temperatures was also tested. Stellite, which is a Ni-Co based coating, was carried out on the MS samples and the same were exposed to same temperatures mentioned above. The performance of the available options was evaluated with respect to the grain structure of the material, the hardness value of the materials and deterioration at elevated temperatures. Investigation showed the proposed materials/coatings like SS 304, SS 316 and Stellite coating revealed that SS 316 is the material best suited for high temperature application.     

船用锅炉燃烧旋流器高温腐蚀和退化研究（英文）

The present paper investigated and analyzed swirler material consisting of mild steel which was subjected to service for the period of one year in a 30 MW marine boiler. Due to the presence of high temperatures in the furnace coupled with the corrosive marine environment swirler material showed accelerated degradation and material wastage. An investigation into the feasibility of manufacturing the existing swirler with an alternate material or coating the swirler material with a thermal barrier coating was undertaken. Based on their properties and performance, SS 304 and SS 316 were proposed as the replacement materials for the swirler. The other alternative of coating the existing swirlers with a form thermal barrier coating to observe for any improvement in their performance at elevated temperatures was also tested. Stellite, which is a Ni-Co based coating, was carried out on the MS samples and the same were exposed to same temperatures mentioned above. The performance of the available options was evaluated with respect to the grain structure of the material, the hardness value of the materials and deterioration at elevated temperatures. Investigation showed the proposed materials/ coatings like SS 304, SS 316 and Stellite coating revealed that SS 316 is the material best suited for high temperature application.     

用热喷涂层防止锰铜合金螺旋桨腐蚀的研究

对锰铜合金螺旋桨表现热涂涂层的性能进行了试验，并对采用热喷涂涂层防止螺旋桨腐蚀的可行性进行了研究。试验结果表明：采用高速氧燃料喷涂技术形成的Ｃｕ９５超涂层人有优良的耐空蚀，耐海水腐蚀性能，可作为锰铜系合金螺旋桨表面的防腐涂层。     

不同填料对粉末涂料性能的影响

填料对粉末涂料产品的性能有很大影响。本文主要讨论了沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃微珠、纳米氧化硅这四种填料,对涂层的抗冲击性、耐水煮性、耐海水浸泡性、耐自然暴晒性的影响。