海洋環(huán)境用燃機外部管路防腐措施的研究

0 引言

海洋環(huán)境用燃氣輪機由于所處環(huán)境比較惡劣,其外部管路及配套件經(jīng)常出現(xiàn)不同程度的銹蝕,銹蝕區(qū)域點蝕特征明顯,焊縫區(qū)域呈現(xiàn)較嚴重均勻腐蝕特征,雖未造成嚴重故障,但管體和焊縫區(qū)域的銹蝕存在管路漏油的風險。眾所周知，涂漆是一種方便有效的防護措施,但同時也存在漆層容易脫落、連接件密封處及螺紋連接處無法涂漆的問題，為解決上述銹蝕問題提出兩種方案:改進現(xiàn)有涂漆工藝；更換管路及配套件材料及改進加工工藝。

1 防腐措施的選取

1.1 表面防護處理

管路涂漆是一種方便有效的防腐措施,可提高管路的耐腐蝕性能，對壽命和可靠性有所提高，但管路存在漆層結(jié)合力不牢、漆面有銹斑的現(xiàn)象，不能達到完全防護效果。由于涂漆管路樣本較少，不排除漆層脫落與漆層過薄、噴涂工藝不穩(wěn)定因素有關。經(jīng)查腐蝕防護手冊，鋼鐵零件涂漆前，需進行吹砂、磷化等前處理，因此，為了提高管路防腐效果，提出以下措施改進涂漆工藝：涂漆前對管路進行吹砂、磷化等預處理；增加底漆涂覆；確保涂漆工藝穩(wěn)定。

1.2 外部結(jié)構(gòu)選材及加工工藝的改進

1.2.1 選材方案的制定

單擺沖擊劃痕法是使擺錘以一定的初速度刻劃試樣表面進行一系列由淺入深的沖擊劃痕試驗，整個刻劃過程經(jīng)歷彈性接觸、塑性變形、斷裂等過程。利用一維劃痕模型計算出單位長度涂層-基體界面破壞時所消耗的能量，對涂層-基體界面結(jié)合強度進行表征。Duan等[41]通過測量物理氣相沉積制備的硬質(zhì)TiN涂層開發(fā)了一種高精度測量沖擊能量消耗的單擺錘沖擊劃痕試驗，提出了評價涂層和基體之間的粘附性的新標準。

本研究在查閱大量相關文獻的基礎上，根據(jù)試驗的目的和計劃，著重探討大花序桉莖段外植體消毒及其芽誘導組織培養(yǎng)技術(shù)，采用正交設計或完全組合設計安排試驗，探討外源激素的添加效果，篩選最有利的內(nèi)外源激素的組合和比例，篩選出最優(yōu)技術(shù)參數(shù)組合，從外源激素的協(xié)調(diào)上建立大花序桉最優(yōu)組培快繁體系。

海洋環(huán)境用燃氣輪機外部管路的材料主要采用1Cr18Ni9Ti，屬于鉻-鎳型奧氏體不銹鋼，具有良好的綜合力學性能、工藝性能和焊接性能，廣泛應用于航空、航天等領域。該鋼具有優(yōu)良的抗氧化酸均勻腐蝕性能，但耐應力腐蝕性能和耐點蝕性能較差。1Cr18Ni9Ti不銹鋼管路通常情況下管身容易出現(xiàn)較嚴重銹蝕，銹蝕區(qū)域點蝕特征明顯,而焊縫區(qū)域呈現(xiàn)較嚴重均勻腐蝕特征主要由于焊縫區(qū)域成分與管路基體材料存在差異，在濕度和鹽度非常大的情況下易發(fā)生電化學腐蝕導致的。經(jīng)查閱大量資料發(fā)現(xiàn)，00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N具有良好的防腐性能。為了評估這兩種材料用于燃氣輪機外部管路上的防腐特性，對1Cr18Ni9Ti、00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N的各項性能指標進行對比分析，具體見表1所示。

對比分析可知，00Cr17Ni14Mo2與1Cr18Ni9Ti的各項性能指標相近，但00Cr17Ni14Mo2耐蝕性特別是耐點蝕性能優(yōu)于1Cr18Ni9Ti，更適用于海洋環(huán)境。此外，022Cr25Ni7Mo4N也具有優(yōu)良的性能，在抗腐蝕方面，特別是在介質(zhì)環(huán)境比較惡劣的條件下，抗點蝕、縫隙腐蝕、氯化物應力腐蝕能力更強，且抗腐蝕疲勞性能、耐晶間腐蝕能力均強于普通的奧氏體不銹鋼。

為進一步驗證00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N管路及配套件的防腐性能，根據(jù)管材及配套件的特性制定了選材方案，具體如下:根據(jù)外部管路的工作環(huán)境溫度，在不同溫度環(huán)境下選取不同的管材；為了便于焊接，管接頭材料通常與管材材料一致；當外套螺母與管接頭為同種材料時，螺紋間易發(fā)生粘結(jié)，故在外套螺母選材時一般選取硬度較大的高溫合金或鈦合金，見表6。

1.2.1.3 外加螺母

防沙治沙造林海，終將沙漠變綠洲，辛勤的付出得到了豐厚的回報。2013年，三十四團被評為“全國防沙治沙先進單位”，2016年，順利通過了國家治沙辦對防沙治沙“十二五”目標任務完成情況的驗收?！?/p>

為便于焊接，通常情況管接頭與管材材料一致，采用1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼。由于管接頭與管材采用焊接方式，管接頭最好選擇與管材基體相近、工作介質(zhì)相溶的材料，此外，為了提高管路防腐性能，管路需采取鈍化等工藝，根據(jù)鈍化的要求，必須同種材料才可以進行鈍化，基于上述兩種原因，管接頭選材方案如下：同管材基體一致，見上表2。

通過上述材料的對比分析,結(jié)合外部管路的工作環(huán)境,制定了管材的選取方案,見表2。

生：這個小村莊就是地球，人們?yōu)榱说玫礁蟮腻X財去砍樹，后來人們忽然覺悟才去種樹，讓小村莊重新美麗起來。

1.6并發(fā)癥:老年組合并胸腔積液者32例。呼吸衰竭者24例,肺性腦病10例,明顯高于中青年組(p<0.01)。

燃氣輪機管路外加螺母大部分采用1Cr17Ni2不銹鋼，零件表面未經(jīng)鈍化，也未采取涂、鍍層等防腐蝕措施。1Cr17Ni2屬于馬氏體-鐵素體不銹鋼，具有良好的耐蝕性和較高的強度，但由于海洋環(huán)境比較惡劣,1Cr17Ni2不銹鋼零件較易發(fā)生銹蝕，說明其耐腐蝕能力不足以滿足海洋的惡劣環(huán)境。

一是系統(tǒng)開發(fā)平臺統(tǒng)一化。統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺，能夠為自動化項目的全過程提供有效的支持，在降低項目完成周期的同時，還能夠顯著地降低項目成本。另外，在平臺開發(fā)過程中，以項目特點及用戶需求為導向的特征日益明顯，最終的運行平臺將由統(tǒng)一的運行代碼開發(fā)而來。

由于鈍化是提高材料防腐性能的一項有效手段，故外套螺母可以選用采取鈍化工藝的1Cr17Ni2不銹鋼，雖然00Cr17Ni14Mo2不銹鋼耐蝕性優(yōu)于1Cr17Ni2，但是其硬度及抗拉強度相對于1Cr17Ni2低很多，見表1，當外加螺母與管接頭為同種材料時，螺紋間易發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，需要采取防粘結(jié)措施，鑒于上述兩方面的原因，00Cr17Ni14Mo2不銹鋼不適用于外加螺母。而022Cr25Ni7Mo4N硬度較大，具有較高的耐腐蝕能力，優(yōu)于不銹鋼，且與相配螺紋不易粘結(jié)，在海水中不受腐蝕，故常溫下外加螺母可選取防腐性能更好的雙相不銹鋼，見表3所示。

1.2.1.4 螺栓

螺栓材料以1Cr11Ni2W2MoV、1Cr18Ni9Ti、GH2132、38CrA為主，但1Cr18Ni9Ti、38CrA的耐點蝕性較差。根據(jù)上述分析可知，螺栓的具體選材方案如下表4所示。

1.2.1.5 螺母

螺母材料以GH2132、38CrA為主，38CrA的防腐性能較差，故可將螺母材料改為1Cr17Ni2(鈍化)、雙相不銹鋼(鈍化)等，具體選材方案如下表5。

由于管路彎管時，大部分管路的彎管角度均小于120°，因此，采用數(shù)控彎管機進行彎管試驗，對不同規(guī)格的00Cr17Ni14Mo2管材進行彎管120°，管材彎曲處均未見裂紋，因此數(shù)控彎管機對不同規(guī)格的00Cr17Ni14Mo2管材均可以進行彎管，且在120°以內(nèi)進行彎管時，均能滿足彎管要求。

1.2.1.1 管材

1.2.2 加工工藝的改進

通常情況下管路焊接選用插入式氬弧焊,但為了提高管路防腐性能,對管路進行鈍化，因此采用對接式氬弧焊，故選取不同規(guī)格的管材、棒材進行焊接，以驗證焊接工藝的好壞。

2 試驗情況

2.1 方案制定

由于管路本身的材料、焊接形式及表面處理工藝發(fā)生變化，因此對不同材料管路的彎曲半徑、相鄰彎曲處切點間直線長度等要求進行驗證，同時對焊接工藝等進行摸索，并制定相應的試驗方案。根據(jù)燃機長期處于海洋環(huán)境中，且部分管路工作溫度較高的特點，同時結(jié)合GJB 150-2009《軍用設備環(huán)境試驗方法》的要求，從點腐蝕、鹽霧腐蝕、鹽霧熱暴露腐蝕等環(huán)境試驗方面制定不同的試驗方案。

2.2 方案驗證

2.2.1 彎管試驗

1.2.1.6 小結(jié)

青蛙跳著來到一堆臭烘烘的牛屎旁，看見屎殼郎就問：“屎殼郎先生，打擾您了，請問這里離隔壁的大森林有多遠呢？”

2.2.2 加工工藝

1.2.1.2 管接頭

根據(jù)試驗方案，部分試驗件需焊接后進行鈍化，由于鈍化屬于插入式焊接方式的禁止工藝，而對接焊在加工時采用不添加焊絲的自動旋弧焊方式，受熱均勻，受力對稱，焊后質(zhì)量好，滿足鈍化工藝的要求。經(jīng)多次試驗，最終采用裝配定位焊與自動焊相結(jié)合的方式驗證了00Cr17Ni14Mo2對接氬弧焊的可行性。

2.2.3 環(huán)境試驗

2.2.3.1 點腐蝕試驗

針對00Cr17Ni14Mo2、022Cr25Ni7Mo4N、1Cr18Ni9Ti管材進行了點腐蝕試驗。具體結(jié)果如下：同種管材鈍化狀態(tài)比未鈍化狀態(tài)抗點腐蝕明顯提高；抗點腐蝕性能由高到低為：022Cr25Ni7Mo4N、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni9Ti。

2.2.3.2 鹽霧試驗

根據(jù)GJB150.11A-2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第11部分：鹽霧試驗》的要求，本試驗主要適用于暴露于含鹽量高的大氣中的裝備，由于海洋環(huán)境用燃氣輪機非運行狀態(tài)下長期處于鹽霧環(huán)境中，且從管路銹蝕情況看得知存在電化學腐蝕，因此常溫下進行鹽霧試驗，見圖1。

在鐵路工程連續(xù)梁橋的施工控制中，自適應控制方法也是鐵路工程連續(xù)橋梁施工控制中的重要方法之一。該方法在現(xiàn)階段鐵路工程連續(xù)橋梁施工中的應用是最為普遍的，主要是對計算參數(shù)進行分析，將分析后的參數(shù)結(jié)果與實際參數(shù)加以對比，了解參數(shù)偏差。在此基礎上，對參數(shù)進行估計與修正，將修正和識別后的參數(shù)，應用到下階段的實時結(jié)構(gòu)分析與往復循環(huán)中。經(jīng)過多個鐵路工程連續(xù)橋梁的施工階段，得到的參數(shù)取值會最大限度地趨于合理，且軟件模擬計算結(jié)果也會與鐵路工程連續(xù)橋梁施工的實際情況相適應。一般來說，連續(xù)橋梁的自適應控制法多應用于大跨度結(jié)構(gòu)的連續(xù)橋梁施工中，且是在閉環(huán)控制方法基礎上展開的。

由此可知：00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N在鹽霧試驗環(huán)境下均具有良好的抗腐蝕性能，但是022Cr25Ni7Mo4N的抗腐蝕性能更強；鈍化是提高材料防腐性能的一種有效手段；經(jīng)鈍化后的00Cr17Ni14Mo2管材防腐效果較鈍化后的1Cr18Ni9Ti防腐效果稍好。

2.2.3.3 鹽霧-熱暴露試驗

3)針對航道通航能力的仿真研究。船舶交通流仿真是以離散事件仿真為基礎而逐漸興起的科學研究方法，當前，MATLAB[6]、ARENA[7]等軟件的熟練應用為這一研究提供技術(shù)支持。仿真研究的關鍵在于仿真模型的設計與實現(xiàn)，其中船舶、船舶交通流的生成是要解決的主要問題，當前采用蒙特卡洛方法[6]和元胞自動機方法[8]相結(jié)合的方式來解決該問題。仿真方法的目標實現(xiàn)在于仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析，通常根據(jù)仿真輸出參數(shù)對航道通航能力進行分析與評估。[6-9]

由于海洋環(huán)境用燃氣輪機正常工作時，部分管路工作溫度較高,故燃機在運行時處于鹽霧及熱暴露環(huán)境中,為模擬實際工作狀態(tài)，將鹽霧及熱暴露試驗相結(jié)合,根據(jù) 00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N的耐溫性不同，將鹽霧熱暴露試驗分為鹽霧+高溫熱暴露及鹽霧+低溫熱暴露，具體結(jié)果見圖2、圖3所示。

如果大學生創(chuàng)業(yè)者擁有一項或多項受保護的專利技術(shù)，風險投資家對其重視程度就會更高。領先或受保護的技術(shù)可以使初創(chuàng)企業(yè)跨入壁壘較高的行業(yè)優(yōu)勢區(qū)域，利用自身優(yōu)勢創(chuàng)造長期超額利潤。Dormi實現(xiàn)了銷售方面的整合，但缺乏相應的技術(shù)優(yōu)勢，因此難以跨入壟斷競爭市場。從經(jīng)濟角度分析，如果未來Dormi不能在設計或材料方面有突破性創(chuàng)新，容易被市場淘汰。

00Cr17Ni14Mo2

由此可知：抗鹽霧熱暴露腐蝕能力由強到弱：單件鈍化+鈍化膏≈焊后組件鈍化>管路未鈍化；00Cr17Ni14Mo2與022Cr25Ni7Mo4N在鹽霧熱暴露環(huán)境下具有良好的抗腐蝕性能；00Cr17Ni14Mo2管材抗鹽霧+高溫熱暴露腐蝕性能明顯降低。

3 結(jié)論

基于上述結(jié)果可知：022Cr25Ni7Mo4N不銹鋼的防腐效果最好,其次為00Cr17Ni14Mo2不銹鋼，1Cr18Ni9Ti最差。但由于國內(nèi)無法提供成熟022Cr25Ni7Mo4N管材及棒料,暫時無法選取該材料，后續(xù)可對022Cr25Ni7Mo4N管材的加工成型等方面進行研究。由此可知，根據(jù)目前國內(nèi)生產(chǎn)加工的水平，燃機外部管路選材時可優(yōu)先選取00Cr17Ni14Mo2，同時對其進行鈍化；對于焊接組件，可在焊縫處涂鈍化膏；為了進一步提高防腐性能，可以增加涂漆工藝。

[1]《中國航空材料手冊》編輯委員會.《中國航空材料手冊》[M].中國標準出版社.2001.

[2] GJB150.11A—2009,《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第11部分：鹽霧試驗》[S].2009.