考虑端部效应的钢筋锈蚀自发漏磁检测试验与仿真

自发漏磁检测技术可以对钢筋锈蚀缺陷进行诊断,但是当锈蚀区域距离钢筋端部较接近时,该区域漏磁信号会受到端部退磁场信号的影响。针对端部效应较明显的钢筋进行加速锈蚀试验,采集钢筋空间自发漏磁信号,通过试验和COMSOL仿真分析,提出了基于切向磁感应强度梯度峰值间距的钢筋锈蚀宽度判别方法,构建了考虑端部效应的钢筋锈蚀度评价指标。结果表明:当提离高度为6 cm时锈蚀宽度判别方法的最小相对误差为4%,平均相对误差为27.9%;通过有限元仿真分析验证,该方法同样适用于锈蚀区域不对称时锈蚀宽度的判断;该钢筋锈蚀度评价指标能有效的排除磁参数差异造成的端部效应影响,且该指标数值出现异常下降时,表示钢筋的锈蚀程度已经处于严重阶段。     

基于静力特性的分段锈蚀梁损伤识别研究

锈蚀钢筋混凝土结构损伤的检测和评估是进行维修、加固改造的前提,如何有效的进行损伤检测是迫切需要解决的问题。本文采用外加电流加速锈蚀的方式,获得6根不同区段锈蚀的钢筋混凝土梁;通过静载试验对锈蚀后的钢筋混凝土梁和未锈蚀梁进行受弯性能试验的研究,探讨钢筋锈蚀对梁的承载力、刚度、跨中纯弯段混凝土表面的纵向应变、裂缝特征、破坏机理的影响,从而识别出结构损伤的发生和程度。     

模型及参数不确定下钢筋锈蚀率动态演进分析

为合理预测钢筋锈蚀状况,综合考虑均匀锈蚀、局部锈蚀及其影响因素的不确定性,提出钢筋锈蚀率动态演进分析方法。该方法以Bayes理论为基础,利用桥梁检测数据,来实现锈蚀率物理模型选择及其参数的更新;结合一座既有实桥,分析锈蚀率的时变规律,并对理论结果进行实验验证。研究结果表明:模型的不确定性对预测结果的影响不容忽视;基于检测数据的信息更新可使预测结果更接近实际,检测数据越多、更新频率越高,对提高预测准确度越有利;在桥梁管理过程中,应注重检测数据积累和养护管理系统的完善。     

基于THz-TDS技术的钢板锈蚀厚度的无损检测

针对现有无损检测技术对钢板材料早期锈蚀厚度难以实现精确检测的问题,基于非接触无损的太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术,利用太赫兹（THz）波对非极性材料的透射性及对极性金属材料的反射性,测定了锈蚀产物的光学参数信息和钢板的锈蚀层厚度. 试验结果表明,在有效频率0.2~1.6 THz范围内,锈蚀产物的折射率近似为2.8. 反射THz信号的第一相对幅值与样品的锈蚀时间呈对数函数关系,且与锈蚀时间的倒数呈线性关系. 试验结果还表明,钢板样品锈蚀层厚度随锈蚀时间的增加呈线性递增关系,且利用THz技术测定的厚度值准确率达到90%以上. 从而证明了非接触式THz-TDS技术对钢板锈蚀厚度检测的可行性和精确性.     

混凝土钢筋在不同锈蚀状态下的力学性能退化规律

通过一系列模拟加速锈蚀钢筋正交实验及相应的物理检测和电化学检测手段,系统地研究了混凝土钢筋在不同腐蚀环境条件下的锈蚀速率。实验结果表明,螺纹钢比光圆钢筋耐蚀性更差,在相同腐蚀环境下其抗拉强度及上下屈服强度,以及延伸率的下降程度均比圆钢筋显著。其中,伸长率的变化最为明显;在没有氯离子的环境下,钢筋前期基本以均匀锈蚀为主,后期才发展为局部锈蚀,这时的力学性能指标也呈现出与锈蚀情况对应的正相关性;在严重含氯离子的环境下,初期就表现出不均匀锈蚀状况,这时的力学性能指标与锈蚀情况不再具有线性关系,而出现急速下降的趋势。失重率检测结果印证了腐蚀程度与力学性能的相关性。研究结论为今后钢筋混凝土构件全寿命设计的理论研究奠定了一个实验预研工作基础。     

钢闸门锈蚀速率的贝叶斯更新方法

为减少钢闸门锈蚀检测数据的失真性和锈蚀速率的不确定性,使水工金属结构安全评价结论更合理、更接近实际情况,采用贝叶斯理论对被评价工程的锈蚀速率进行更新。结果表明:贝叶斯理论更新方法能显著减小检测数据的失真性和锈蚀速率的不确定性。通过对多年工作中积累的钢闸门锈蚀检测历史数据资料进行统计分析,得到我国普通碳素钢在淡水中的锈蚀速率均值为0.044mm/a,且主要分布在0.016~0.055mm/a之间。     

长期服役结构中钢筋的纵向随机锈蚀分布特征

钢筋在服役结构中的自然锈蚀与试验室人工加速锈蚀存在差异.为研究实际服役工程中钢筋的自然锈蚀特征，从服役50余年的钢筋混凝土桥面板中获取一批钢筋试件，通过三维激光扫描得到精确的锈蚀钢筋剩余表面信息，以锈后剩余截面积直观表征钢筋沿纵向的锈损情况，探究锈蚀程度、钢筋长度对锈蚀纵向不均匀性的影响，经统计分析进行钢筋纵向随机锈蚀的概率分布特征研究，提出相应的概率分布模型.研究结果表明：自然锈蚀钢筋具有多种典型锈蚀形态，锈蚀区域及锈蚀程度沿钢筋纵向随机分布；最大截面积损失率、剩余截面积方差随平均锈蚀率的增大而增大，即平均锈蚀程度越大则锈蚀越不均匀；钢筋长度对纵向锈蚀不均匀性有明显影响，在钢筋来源及平均锈蚀率相同的情况下，随钢筋长度的增大锈蚀不均匀性增大.钢筋的纵向随机锈蚀具有明显的统计规律，多峰正态分布模型可精确描述不同锈蚀程度钢筋的剩余截面积概率分布；Weibull分布及单峰正态分布模型对实测截面积数据拟合优度略低，但其形式简单便于运用，适用于平均锈蚀率低于10%的钢筋.     

隧道衬砌锈蚀钢筋的热效应及红外检测方法

隧道衬砌受腐蚀环境、材料劣化以及地下水的影响,衬砌钢筋锈蚀将成为衬砌后期服役的主要病害之一,钢筋锈蚀以及产生的顺筋裂缝直接威胁衬砌的耐久性和安全性,为此,及时检测钢筋锈蚀程度十分重要。目前的检测方法以接触式测量为主,效率低,为探究非接触快速检测的可行性,采用室内试验和数值分析相结合的方法,深入研究了浅层钢筋锈蚀的热传导规律,分析了主动热激励条件下钢筋锈蚀程度和混凝土保护层厚度对衬砌表面温度场的影响规律。结果表明:主动热激励条件下锈蚀产物表面分布区在热像图中表现为高温区;钢筋锈蚀率为4.36%～23.16%时,衬砌表面温差为2.3℃～4.4℃;试件表面温差随钢筋锈蚀程度的增加而增大,呈现三次函数的关系;而混凝土保护层厚度与表面温差呈明显的负相关性,保护层厚度越大,温差越小。夏季时由于衬砌内外温差导致的热传导效应将在钢筋锈蚀位置的衬砌表面产生,通过红外热像仪检测衬砌表面的温度分布,结合衬砌表观特征,可以综合判定钢筋的锈蚀程度,为钢筋锈蚀的快速检测提供了新的方法和技术手段。     

基于深度学习的水下钢结构锈蚀识别与评价

锈蚀是影响输水工程中水下钢结构能否稳定运行的重要因素．由于水下环境复杂，常规方法难以在通水情况下实现对水下钢结构锈蚀情况进行有效的检测与评价．本文基于深度学习，提出了一种利用水下机器人采集的视频图像，自动检测水下钢结构锈蚀并进行锈蚀等级评价的方法．首先，采用构建的卷积神经网络(CNN)模型对预处理后的水下钢结构锈蚀图像进行锈蚀识别；然后，利用颜色直方图对锈蚀区域进行语义分割，通过计算的锈蚀率来评价锈蚀等级．实例结果表明：水下钢结构锈蚀识别的准确率可达95.5%，实现了锈蚀程度评价．本文方法可为通水情况下输水工程水下钢结构的锈蚀快速识别及健康诊断提供新的途径．     

锈蚀钢筋混凝土偏心受压柱承载力试验研究

试验研究了低锈蚀率钢筋对偏心受压构件承载力的影响.将4根钢筋混凝土柱置于湿盐砂中外通直流电加速锈蚀,锈蚀完毕后与3根未锈蚀柱进行偏心受压试验,试验在5 000 kN长柱试验机上进行.另外对锈蚀钢筋进行了拉伸试验.结果表明,偏心距较小时,锈蚀柱截面应变仍符合平截面假定;偏心距相同时锈蚀柱的承载力及刚度比完好柱明显降低.锈蚀钢筋的名义屈服强度、名义极限强度随锈蚀率呈线性降低;随钢筋锈蚀率增大,钢筋的延性降低更快.     

连续管全寿命安全评定与管理策略研究

连续管是"万能作业机"的"神经线",连续管的安全运行关乎整个施工过程,连续管服役寿命是安全运行的重要指标之一.目前对连续管作业时全寿命安全评定研究较少,探索性地利用生存分析方法研究了连续管6个影响因素,20组分变量,采用Kaplan-Meier分析方法对连续管疲劳寿命的单因素生存时间进行描述,并结合连续管服役有效时间采...     

硫磺回收冷凝冷却器腐蚀原因分析及防腐对策

对某炼厂硫磺回收装置中冷凝冷却器的腐蚀状况进行了分析 ,其腐蚀原因包括应力腐蚀、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、露点腐蚀、酸腐蚀、硫化腐蚀等。由此应采取相应的防腐对策 ,例如 :改进换热管与管板的连接结构 ,进行不锈钢焊后处理 ,进行合理的防腐设计 ,选用耐蚀性能好的材料 ,进行工艺防腐     

电力系统接地装置腐蚀特性及其诊断技术

接地装置是保证电力设备安全稳定运行和人身安全的重要基础。国内接地装置以碳钢等易腐蚀金属材料为主，随着投运时间增加，难以避免腐蚀断裂等问题，容易引发接地装置腐蚀导致的过电压、跳闸等事故。因此，研究接地装置腐蚀特性及其诊断技术能够有效避免接地装置腐蚀导致的电力事故，具有重大意义。文中从接地装置腐蚀特性的角度出发，介绍了碳钢接地材料的腐蚀机理、常用接地材料的腐蚀特性、土壤的腐蚀特性、电流对接地装置腐蚀的影响；分析了接地装置腐蚀防护措施的特点，对比了电化学腐蚀诊断方法、电网络分析诊断方法、电磁场分析诊断方法3类典型接地装置腐蚀诊断方法的优缺点；根据接地装置的实际腐蚀情况，总结了现有研究面临的挑战。建议下一步研究重点围绕解决不同接地材料之间的腐蚀研究、新型耐腐蚀接地材料研究、接地装置实际腐蚀程度量化、接地装置潜在腐蚀故障诊断、接地引下线腐蚀故障快速诊断等关键问题展开，为准确诊断接地装置的实际腐蚀程度、避免接地腐蚀故障导致的电力事故奠定基础。     

攀钢二期焦炉煤气管道腐蚀渗漏及对策

针对攀钢焦炉煤气管道(AB段)的腐蚀渗漏进行原因分析,认为腐蚀渗漏是因为温差(阴阳面)效应和防腐处理不当造成,根据工况条件选择相应措施,取得一定效果。     

综合多指标因素的钢闸门构件腐蚀评估

腐蚀是钢闸门在役安全运行的主要影响因素,准确评估钢闸门的腐蚀性状对确保其安全可靠运行具有重要意义.通过引入灾度模糊评估等级识别技术,使用降半梯形分布函数进行腐蚀性状识别,有效综合了各种复杂的确定或不确定影响因素,并按照最大隶属度原则对钢闸门腐蚀性状进行了等级量化评估.工程应用结果表明,等级量化识别方法可以较好地解决腐蚀评估过程的模糊性和不确定问题,确保钢闸门的安全可靠运行.     

乌石化常减压蒸馏装置腐蚀调查及分析

对乌鲁木齐石油化工公司常减压蒸馏装置进行了腐蚀调查,调查结果显示,原油中的含硫量、含酸量等的上升,产生了一系列的低温、高温硫的腐蚀和环烷酸腐蚀问题,造成设备及工艺防腐的难度加大,影响炼油装置长周期安全运行;介绍了常减压蒸馏装置的重点腐蚀部位、腐蚀现象,分析了高温硫、环烷酸的腐蚀机理、影响因素,并提出了加强工艺防腐蚀、加强腐蚀监检测和材质升级等建议.     

S2-浓度对含盐污水中10#碳钢腐蚀性能的影响

 目前中国的炼油厂换热器多采用碳钢材质,换热器是石化设备中失效最快、损失最严重的设备之一,尤其是水相换热器的腐蚀更为严重。水相介质中通常含有一定量的S^2-、Cl^-、Ca²⁺和Mg²⁺,关于碳钢在含硫介质中的腐蚀行为,国内多数研究方向是应力情况下硫化物引起的应力腐蚀开裂问题,无应力状态下碳钢在含硫介质中的腐蚀行为研究得比较少。本文针对兰州石化某常减压装置换热器管束（主要材质10^#碳钢）在使用过程中的腐蚀问题,采用高温高压釜实验和电化学测试方法,研究壳程介质中S^2-浓度对10^#碳钢在含盐污水中腐蚀行为的影响,利用宏观照片和X 射线衍射仪XRD 表征腐蚀产物的形貌和相结构组成。实验结果表明,在测试区间内,随着腐蚀介质中S^2-含量的增加,试样表面生成的FeS 使得碳钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,当介质中S^2-含量升高到250 mg/L 时,碳钢换热器管束的腐蚀程度由严重腐蚀转变为中度腐蚀,XRD 分析结果显示腐蚀产物为Fe₃O₄、CaCO₃和FeS;同时,当腐蚀介质中S^2-含量小于100 mg/L 时,由于介质中侵蚀性Cl^-存在,溶液中的Cl^-更容易穿过疏松的腐蚀产物膜层到达膜与基体界面处腐蚀基体,使得碳钢表面出现明显的点蚀现象,且介质中S^2-含量越低,试样抗点蚀性能越差。     

大口径输油管道腐蚀及防腐层失效分析

对“庆—哈”输油管线管体进行腐蚀漏磁检测,管线腐蚀属于氧去极化腐蚀,主要形式为局部腐蚀。测试了管线经过地段土壤的土壤电阻率和管地电位等,土壤属于强腐蚀类。管线焊口部位的裂纹及残余应力及管道在穿、跨越附近侧下方土壤的氧浓差电池是引起穿孔的主要部位,而防腐层破损加上杂散电流作用是引起防腐层开裂主要原因。     

尿素生产中的腐蚀及防护

论述了尿素腐蚀机理,尿素设备腐蚀的主要形式及原因,提出了相应的生产操作和设备选材的防护对策。     

新型LS－101高温缓蚀剂的研制与工业应用

本文研制出一种适用于常减压装置高温运行部位的LS－101高温缓蚀剂，实验室测试结果表明，该药剂的缓蚀率达到97％以上。工业应用结果表明，LS－101有良好的高温缓蚀性能，对抑制常减压装置的高温部位腐蚀具有很好的效果。