空间密闭生保系统的发展及展望

建立密闭生保系统是航天科技和人类探索太空发展的必然,也是近年来航天科技研究的热点。本文综述了空间密闭生保系统的发展历程,介绍了物理化学再生式生保系统和受控生态生保系统的结构和研究现状。提出了密闭生保系统的存在问题和发展方向,认为基于微生物和高等植物的生态结构是密闭生保系统的研究方向和必然趋势。     

微重力下气液分离特性的数值模拟

微重力下离心式气液分离技术以分离环境不受重力条件的影响而广泛应用于航天器流体技术、环境控制与生命保障系统等领域.本文对微重力工况下离心式气液分离特性进行了数值模拟研究,通过正交实验法分析在转速、入口速度、含气量、黏度、温度综合作用时,各因素影响的主次关系.结果表明,转速、含气量、温度、黏度对分离效率的影响比较明显,且随转速、含气量、温度的增加,分离效率逐渐增加,而随黏度的增加分离效率逐渐降低,入口速度对分离效率的影响较小,这与美国地面实验的趋势大致相同,分离效率在92％～94％范围内.研究结果可为我国空间站环控生保技术采用蒸汽压缩蒸馏方法进行尿液分离的进一步研究提供基础数据.     

材料的微生物腐蚀研究与进展

从打破钝态层的稳定性,增加了Cl-的攻击性,代谢产物对钝化膜的侵蚀作用,多种细菌共同作用四个方面对重要的应用材料不锈钢的微生物腐蚀机理进行了分析,并从阴极保护,控制营养条件,采用杀菌剂、保护层四个方面分析了微生物腐蚀控制措施对微生物腐蚀的未来研究和发展趋势作了展望指出要对微生物腐蚀机理有一个全面的了解,应建立一个微生物、环境、材料三者之间的关系,不锈钢的微生物腐蚀有待研究.积累各种材料对微生物腐蚀抵抗能力的数据参数开发鉴定、监控、预测微生物腐蚀的技术,研究包括抗菌材料在内的抗菌技术是两个重用的应用方向     

空间高等植物培养观察装置及其空间飞行实验

利用绿色高等植物的光合作用获得植物性生物产物是空间受控生态生命系统中的重要一环,开展空间环境条件下高等植物生长发育研究对于解决人类在太空的自给自足问题意义重大。文中介绍了为我国“实践八号”卫星留轨舱微重力平台研制的空间高等植物培养观察装置及其空间飞行实验。在空间飞行实验中,开展了在密闭条件下对高等绿色开花植物青菜从种子萌发、幼苗生长到开花授粉各个阶段的培养和实时图像观察,利用图像数据了解空间微重力对高等植物从营养生长到生殖生长的过渡规律,以及对开花,受（或授）粉等重要生理过程的影响。     

材料的微生物腐蚀研究与进展

从打破钝态层的稳定性,增加了CI^-的攻击性,代谢产物对钝化膜的侵蚀作用,多种细菌共同作用四个方面对重要的应用材料不锈钢的微生物腐蚀机理进行了分析,并从阴极保护,控制营养条件,采用杀菌剂、保护层四个方面分析了微生物腐蚀控制措施,对微生物腐蚀的未来研究和发展趋势作了展望。指出要对微生物腐蚀机理有一个全面的了解,应建立一个微生物、环境、材料三者之间的关系,不锈钢的微生物腐蚀有待研究。积累各种材料对微生物腐蚀抵抗能力的数据参数。开发鉴定、监控、预测微生物腐蚀的技术,研究包括抗菌材料在内的抗菌技术是两个重用的应用方向。     

污水环境下混凝土的腐蚀分析及防治

分析了污水环境对混凝土腐蚀的原因及其作用机理,认为污水对混凝土的腐蚀是多种因素的共同作用,不仅有厌氧微生物、好氧微生物、真菌对混凝土的腐蚀,同时还包括酸腐蚀、硫酸盐腐蚀,以及物理作用腐蚀等;指出了现行污水环境下混凝土防腐蚀措施的不足,提出了通过改善混凝土材料性能以提高污水环境下混凝土构筑物抗腐蚀能力的途径和措施.     

火烧油层采出井管柱腐蚀机理与防护

火烧油层注采系统面临的腐蚀问题一直影响着火驱项目的正常运行。由于火驱注采系统的管材、气体、液体和温度等环境存在明显差别,所以对于火驱腐蚀问题需要根据问题产生的根源加以区别对待。实验基于对火驱采出系统主要气液环境,研究了N80、J95等油田常用钢材在不同温压环境下腐蚀现象,发现在50℃、3 MPa时的液相条件下,采出井腐蚀最严重。在总结分析火驱采出系统内腐蚀产生的原因基础上,研究了液相环境中改性牺牲阳极保护下的腐蚀进行了评价,通过对比分析发现,改性材料有牺牲阳极和成膜保护的双重保护作用,在不同温度区间都能起到减缓腐蚀的作用。     

文昌航天发射场室内外可培养微生物的分离与鉴定

空间站中的微生物可能会威胁到宇航员的健康和设备的可靠性,影响空间站的长期在轨运行。航天器的AIT厂房（总装、集成、测试）、运输和发射环境是中国空间站主要的地面微生物污染源,采用自然沉降法收集了文昌发射场AIT厂房、加注厂房、员工宿舍、发射塔半封闭厂坪、发射塔通风井、环境试验站6个区域的空气微生物样本,并运用传统的培养法和Sanger测序法对菌株进行了分离鉴定。通过对生物样品的分离纯化,共获得了35株细菌和57株真菌。菌株的基因序列分析表明优势细菌属有芽孢杆菌属（Bacillus）和假单胞菌属（Pseudomonas）,优势真菌属有弯孢属（Curvularia）、曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）。部分优势菌对空间站内部的系统和设备有潜在的微生物腐蚀危害。     

锆合金腐蚀与防护研究进展

锆合金以其优异的核性能和生物相容性被广泛应用于民用发电反应堆、核动力航空母舰、核潜艇、空间飞行器的结构材料以及医用材料，在苛刻环境下服役的锆合金同样面临腐蚀失效的风险。由于材料本身服役环境的特殊性，使得锆合金腐蚀研究的模拟测试难度加大，诸多疑问难以得到有效解答。锆合金的腐蚀形式包括均匀腐蚀、疖状腐蚀、应力腐蚀以及微生物腐蚀，其腐蚀也受材料成分、热处理工艺、表面粗糙度、氧化膜成分、溶液的pH值、辐照、热流水化学环境以及温度等因素的影响，防护措施包括涂层和缓蚀剂等方式。为进一步改善锆合金的耐蚀性能，未来可从以下几方面展开研究：1)锆合金基体中固溶元素的浓度；2)第二相元素类型、晶粒尺寸及分布；3)氧化膜的生长机制；4)细菌附着方式和生物被膜生长行为等。     

薄壁钢管的腐蚀与防护——镀锌

腐蚀现象存在于国民经济各个部门,也存在于人们日常生活之中,据有关部门统计每年因腐蚀而不能使用的金属制品,相当于金属年产量的1/3左右,因此这是一个普遍性的严重问题。薄壁钢管及管路系统是喷灌输水管道,长期在野外使用,接触到大气、水、土壤等腐蚀介质,使用条件较差,容易引起腐蚀,特别是薄壁钢管由于壁薄,一旦发生腐蚀,就很快造成钢管报废,因此薄壁钢管的腐蚀与防护更引起人们的关注,这是薄壁钢管能否发展的关键。本文主要对腐蚀机理、钢管在自然条件下的腐蚀、薄壁钢管的防护、镀层厚度和使用寿命等有关问题进行探讨。     

变电站接地装置的腐蚀机理及防腐措施研究

本文针对变电站接地装置的腐蚀问题,简单介绍了接地装置易发生腐蚀的部位和原因,分析了在土壤中发生化学腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀和杂散电流腐蚀的腐蚀机理,并对影响腐蚀速率的主要因素及相互关系作了说明。在此基础上,提出了如下防腐技术措施：采用耐蚀材料和金属镀层;使用导电防腐涂料;实施阴极保护;采用高效膨润土降阻防腐剂,以适应多种土壤腐蚀环境。     

CO2/H2S对油气田常用钢材腐蚀规律及防腐技术研究进展

CO2和H2S腐蚀是石油天然气工业中常见的腐蚀类型之一,它们溶于水后,pH值呈现弱酸性,对管道设备等会产生腐蚀,但当两种气体同时存在时,对钢材的腐蚀呈现复杂多样性。针对两种气体同时存在时腐蚀的多变性,本文总结归纳了在CO2和H2S共存条件下的腐蚀机理、影响因素及缓蚀行为,旨在为油田防腐及选材提供参考依据,更好的延长管道使用寿命。     

考虑腐蚀的环空带压井生产套管安全评价

对于含腐蚀性流体（CO2、H2S 等）高温高压高产气井,一旦油套环空出现环空带压现象,封隔器以上生产套管
将暴露在腐蚀环境中。受腐蚀、环空带压的相互作用,生产套管的服役寿命面临巨大挑战。研究了最大允许环空带压
值的计算方法,结合实验室套管材质腐蚀速率测试数据,开展了考虑腐蚀缺陷的套管安全服役寿命评估。同时,研究
了环空带压、环空带压与腐蚀相互叠加工况下套管的安全服役寿命。通过服役寿命设计,评估给定开采周期油套管剩
余强度及安全状况,在有限的开采周期内,既要保证井筒本质安全,又降低开采成本。对于高温高压含腐蚀性气体的
气井,一旦油层套管采用碳钢材质,则需要关注环空保护液的腐蚀测试,优选环空保护液体系,强化环空保护液的安全
监管,避免由于套管的过度腐蚀而遗留安全隐患。     

材料腐蚀领域本体下的腐蚀特征元数据模型研究

材料类型繁多,材料腐蚀过程与环境因素关联紧密,不同时期材料腐蚀特征采用的记录方式不同,将导致记录数据标准不一致,使得各数据交换与共享产生困难;元数据是描述原始数据的独立数据,使用元数据来表述材料腐蚀基本特征及组成方式就显得尤为重要;本体是共享概念模型的明确形式化规范说明,通过构建材料腐蚀领域本体,将本体引入材料腐蚀特征元数据的建模过程中,为表述材料腐蚀特征信息以及处理各系统之间的异构问题提供了相应的理论基础.     

油田CO2驱油气井防腐工艺优化

对油田CO2腐蚀机理及特征进行了分析。针对CO2注采油井的井下工况,对比分析了不同防腐工艺的优缺点,并从经济性和防腐效果两方面,设计并优选了不同的防腐工艺组合。研究结果表明：对于腐蚀环境恶劣、油藏注CO2开发周期长的井区,建议采用耐腐蚀合金油管;对于腐蚀环境程度不特别恶劣、油藏注CO2开发周期短的井区,使用普通碳钢油管加注缓蚀剂是较好的选择,也是目前我国大多数油田采用的CO2防腐措施。     

工程装备的腐蚀与防护对策

叙述了工程装备在不同工作环境中的腐蚀失效形式，详细分析了其大气腐蚀、水介质腐蚀、土壤腐蚀等腐蚀形式产生的原因、腐蚀机理及行为，并从工程装备的选材和结构设计、电化学保护、施加高效防腐涂层等方面入手，制定了相应的防腐技术对策，从而达到提高工程装备使用寿命和可靠性的目的。     

南海海水腐蚀站站位变迁对腐蚀及生物污损的影响初探

为研究实海试验站建设存在的问题,结合南海榆林试验站50多年的运行情况和新建南海三亚试验站近几年的试验,对污损群落的组成变化及对金属腐蚀的影响进行初步梳理和讨论。对海港试验站及海港试验3点初步体会如下:(1)海洋腐蚀受污损生物左右,污损生物种类和数量对不同金属的腐蚀产生较大影响;(2)海洋腐蚀试验站不仅要考虑海域(黄海、东海、南海等),同时要考虑到与污损生物有关的水体环境分类影响。在同一海区,又可因污损生物因素分为港湾型、近岸型、河口型。榆林港属于港湾型,新建的三亚站属于近岸型,榆林站的腐蚀实验结果和新站的完全不同;(3)新建海洋腐蚀试验站要进行该站海域的污损生物调查和评估,生物因素和物理、化学因素同等重要。因此,在进行实海试验时,除标明海区,还需要标明生物分类区。     

高压输电线路铁塔电化学腐蚀特性研究

通过对高压输电线路铁塔主架角钢在不同pH值、环境温度及所受应力下的Tafel曲线测定,研究了镀锌的Q215钢材料的腐蚀特性.结果发现:随着温度升高,试样的自腐蚀电位降低,易腐蚀.在同一温度,随着pH值升高,腐蚀速度先减缓后加快,pH=3.2时腐蚀速度最慢,抗蚀性最好.在酸雨环境中,铁塔腐蚀速度受温度影响最大,随温度升高腐蚀速度加快,同时随着应力增大腐蚀速度增高.     

微重力环境及地基的高温熔体润湿特性

经典材料表面与界面的一些实验现象被重力效应覆盖,影响人们对材料本质物理特性的深入了解.因此,微重力对熔体的润湿行为和固/液界面反应的作用机理研究具有重要的意义.本文综合前人对高温熔体特别是高温锡基合金的润湿行为及与基板间的界面反应特性的研究,通过与微重力条件下相关研究及实验结果对比,总结了卫星微重力环境及地基环境下的高温熔体润湿特性,为以后的空间实验及分析提供理论参考.