A Working Party Report on Guidelines on Materials Requirements for Carbona nd Low Aloy Steels for H2 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Maney Pub

作者:

出品人:

页数:53

译者:

出版时间:1996-1

价格:USD 30.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780901716958

丛书系列:

图书标签:

• H2S腐蚀
• 油气生产
• 碳钢
• 低合金钢
• 材料选择
• 材料要求
• 腐蚀控制
• 工作组报告
• 规范指南
• 材料工程

《海洋工程结构与材料：腐蚀与防护技术进展》 概述 本书深入探讨了海洋工程结构在复杂环境中所面临的严峻挑战，特别是海水腐蚀对材料性能的严重影响。随着海洋油气资源的开发力度不断加大，以及海上风电、海底管道等新兴海洋工程项目的蓬勃发展，海洋结构物的设计、建造和维护面临着前所未有的技术要求。其中，材料的可靠性与耐久性是工程安全和经济效益的基石。本书聚焦于海洋工程领域，系统阐述了各种海洋环境中材料面临的腐蚀机理，并着重介绍了当前最前沿的腐蚀防护技术和材料选择策略。 内容详述 第一部分：海洋环境腐蚀机理与影响 本部分首先对海洋环境的独特腐蚀特性进行了全面的剖析。与陆地环境相比，海洋环境具有以下几个显著特点： 高盐度： 海水中高浓度的氯离子（Cl⁻）是导致金属腐蚀最主要的驱动因素之一。氯离子能够破坏金属表面的钝化膜，加速局部腐蚀，如点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂。 溶解氧： 海水中的溶解氧是电化学腐蚀的重要氧化剂。氧的浓度随深度、水流速度和温度的变化而变化，直接影响腐蚀速率。 pH值波动： 海水的pH值通常在7.5-8.4之间，但受生物活动、污染物排放等因素影响，可能出现局部pH值的变化，从而加剧某些腐蚀过程。 温度变化： 海水温度的季节性和地域性变化会影响腐蚀反应动力学，从而改变腐蚀速率。 生物附着（生物污损）： 海洋中的微生物、藻类和海洋生物的附着会形成生物膜，这些生物膜不仅影响流体动力学性能，还会改变材料表面的微环境，诱导或加速腐蚀，尤其是在缺氧条件下形成的微生物诱导腐蚀（MIC）。 海浪、潮流和洋流： 这些动力学因素会引起冲刷腐蚀，即流体的动能剥蚀掉金属表面的保护层，暴露新鲜金属表面，加速腐蚀。 极地环境的特殊腐蚀： 在极地海域，低温、冰层挤压、以及独特的化学成分（如融雪水中的低盐度变化）对材料提出了更严峻的挑战。 在此基础上，本书详细分析了不同类型海洋工程结构所面临的主要腐蚀问题： 海上油气平台： 平台结构（桩腿、甲板、连接件）、海底管道、水下设备等长期暴露在海浪飞溅区、潮差区、全浸区以及高压深海环境中，承受着来自海水、海洋生物、以及在油气生产过程中可能接触到的H₂S（硫化氢）、CO₂（二氧化碳）等腐蚀性介质的复合腐蚀。特别是H₂S的存在，会显著增加钢材发生氢致开裂（HIC）、硫化物应力开裂（SSC）的风险，对材料的安全性和寿命构成严重威胁。 海底管道： 海底管道连接海上平台与陆地，需要承受高压、低温、以及海底沉积物和海泥的复杂环境。腐蚀可能发生在管道外部（海水腐蚀）和内部（输送介质的腐蚀）。外部腐蚀防护尤为关键，包括涂层、阴极保护等。 海上风力发电基础： 风力发电机基础结构（单桩、导管架、重力式基础）同样面临海洋环境的严酷考验，腐蚀不仅影响结构整体稳定性，还会危及发电效率。 港口与码头设施： 桩基、护岸、系泊构件等长期处于潮湿、盐雾和水下环境中，易发生混凝土钢筋锈蚀、钢结构腐蚀等。 海洋观测与科研设备： 水下探测器、浮标、传感器等小型设备在长期工作过程中，需要具备优异的抗腐蚀性能和环境适应性。 第二部分：海洋工程材料及其腐蚀行为 本书对应用于海洋工程的各类主要材料进行了系统梳理，并深入分析了它们在海洋环境下的腐蚀特性。 碳钢与低合金钢： 作为最广泛使用的结构材料，碳钢和低合金钢在海洋环境下的腐蚀问题尤为突出。本书详细介绍了不同牌号碳钢和低合金钢的成分、微观组织对其腐蚀性能的影响。特别是在H₂S和CO₂存在的环境下，这类钢材的氢致开裂（HIC）、硫化物应力开裂（SSC）等敏感性得到了重点阐述。对这些材料在特定工况下的抗腐蚀性能进行了评估和对比。 不锈钢： 不同等级的不锈钢（如奥氏体不锈钢、双相不锈钢、超级不锈钢）在海洋环境下的耐腐蚀性能各异。本书讨论了它们在不同海洋区域（包括高盐度、低氧、甚至含H₂S区域）的耐点蚀当量数（PREN）等性能指标，以及其在实际应用中的优势与局限性。 铝合金： 铝合金因其轻质和良好的耐腐蚀性，常用于海洋工程的非承重结构或特定部件。本书分析了铝合金在海水中的腐蚀行为，包括晶间腐蚀和点蚀等，并介绍了合金成分和表面处理对其性能的影响。 铜合金： 铜合金因其优异的抗生物附着性能和一定的耐腐蚀性，在海洋工程中用于热交换器、管道等。本书探讨了其在海水中的电化学腐蚀过程。 钛合金： 钛合金凭借其卓越的耐腐蚀性，尤其是在氯化物环境中，被视为高性能海洋工程材料。本书介绍了钛合金在海水中的稳定性和潜在的腐蚀失效模式。 复合材料： 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）等非金属复合材料在海洋工程中的应用日益广泛，它们具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点。本书讨论了复合材料在海水中的长期性能，包括吸湿、水解、紫外线老化等影响。 混凝土及其增强材料： 混凝土结构在海洋环境中容易受到氯离子侵蚀导致钢筋锈蚀。本书介绍了混凝土的耐久性问题，以及聚合物混凝土、纤维增强混凝土等新型混凝土材料在海洋工程中的应用。 第三部分：海洋工程结构腐蚀防护技术 本部分系统介绍了当前海洋工程领域广泛应用的腐蚀防护技术，旨在提高材料的服役寿命和结构的安全性。 涂层防护技术： 重防腐涂料： 详细介绍了海洋环境下常用的重防腐涂料体系，包括环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、富锌底漆、环氧云铁中涂、聚硅氧烷面漆等，并分析了不同涂层体系对基材的保护机理。 耐磨蚀涂料： 针对海底管道、船体等易受冲刷的部位，介绍了耐磨蚀涂料的应用。 功能性涂层： 探讨了具有特殊功能的涂层，如抗生物污损涂层、导电涂层、以及用于改善流体动力学性能的低摩擦涂层。 表面处理技术： 强调了涂层施工前表面处理（如喷砂、抛丸）的重要性，以及其对涂层附着力和防腐性能的影响。 阴极保护技术： 牺牲阳极法： 详细阐述了牺牲阳极（如锌合金、铝合金）的工作原理、材料选择、设计计算方法及其在平台、管道、船舶等结构上的应用。 外加电流法（ICCP）： 介绍了外加电流法的原理、组件（惰性阳极、电源）、设计要点以及其在大型结构和特殊环境下的优势。 组合保护： 讨论了涂层与阴极保护结合的协同效应，这是海洋工程结构最常用的综合防护策略。 材料选择与设计优化： 高耐腐蚀合金的应用： 探讨了在关键部位或特殊环境下，选用不锈钢、镍基合金、钛合金等高性能合金的可行性与经济性。 异种金属连接的腐蚀防护： 分析了异种金属连接处可能发生的电偶腐蚀问题，并提出了相应的防护措施，如隔离、特殊设计或使用合适的保护剂。 结构设计中的腐蚀考虑： 强调了在结构设计阶段就应充分考虑腐蚀因素，如避免缝隙、易积水设计、便于维护和检查等。 监测与诊断技术： 腐蚀监测系统： 介绍了在线腐蚀监测技术，如电阻探头、极化电阻探头、电化学噪声技术等，用于实时评估材料的腐蚀状态。 无损检测（NDT）： 阐述了超声波、射线、涡流等无损检测技术在评估结构完整性和腐蚀损伤方面的应用。 腐蚀产物分析： 分析腐蚀产物的成分和形态，有助于判断腐蚀类型和机理。 生物防治技术： 抗生物污损材料： 介绍新型抗生物污损涂层和材料。 生物膜控制： 探讨控制生物膜生长和其对腐蚀影响的策略。 第四部分：特定环境下的腐蚀与防护案例分析 本书最后部分通过多个实际案例，生动地展示了海洋工程结构在不同复杂环境下的腐蚀问题及有效的防护解决方案。 深海高压管道的腐蚀与防护： 案例分析了在高压、低温、缺氧环境下，钢质海底管道的腐蚀挑战，以及综合采用厚重防腐涂层、阴极保护和管内防腐措施的成功经验。 含H₂S环境油气平台结构件的材料选择与防护： 针对油气生产中存在的H₂S介质，重点分析了高强度钢材在硫化物应力开裂（SSC）和氢致开裂（HIC）方面的敏感性，以及推荐选用低硫、低碳当量、调质处理或采用特殊合金材料，并结合严格的涂层和阴极保护措施，确保结构安全。 海上风机基础的防腐策略： 案例研究了海上风机基础在海浪飞溅区、潮差区、全浸区的多重腐蚀环境下的防护设计，包括采用高耐候性涂层、牺牲阳极和钢筋混凝土的防腐措施。 极地海洋工程结构的材料与腐蚀： 探讨了在低温、冰冻、盐雾等极端环境下，材料的低温韧性、抗冰冻磨损能力以及特殊的腐蚀防护需求。 结论 《海洋工程结构与材料：腐蚀与防护技术进展》是一本集理论性、实践性、前沿性于一体的专业著作。它不仅为海洋工程领域的科研人员、工程师提供了全面的理论指导和技术参考，也为解决海洋工程结构面临的严峻腐蚀挑战提供了可行的解决方案。本书的出版，将有助于提高海洋工程结构的可靠性和耐久性，保障海洋资源的持续开发利用，推动海洋工程事业的安全、高效发展。

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