海洋环境用燃机外部管路防腐措施的研究

0 引言

海洋环境用燃气轮机由于所处环境比较恶劣,其外部管路及配套件经常出现不同程度的锈蚀,锈蚀区域点蚀特征明显,焊缝区域呈现较严重均匀腐蚀特征,虽未造成严重故障,但管体和焊缝区域的锈蚀存在管路漏油的风险。众所周知，涂漆是一种方便有效的防护措施,但同时也存在漆层容易脱落、连接件密封处及螺纹连接处无法涂漆的问题，为解决上述锈蚀问题提出两种方案:改进现有涂漆工艺；更换管路及配套件材料及改进加工工艺。

1 防腐措施的选取

1.1 表面防护处理

管路涂漆是一种方便有效的防腐措施,可提高管路的耐腐蚀性能，对寿命和可靠性有所提高，但管路存在漆层结合力不牢、漆面有锈斑的现象，不能达到完全防护效果。由于涂漆管路样本较少，不排除漆层脱落与漆层过薄、喷涂工艺不稳定因素有关。经查腐蚀防护手册，钢铁零件涂漆前，需进行吹砂、磷化等前处理，因此，为了提高管路防腐效果，提出以下措施改进涂漆工艺：涂漆前对管路进行吹砂、磷化等预处理；增加底漆涂覆；确保涂漆工艺稳定。

1.2 外部结构选材及加工工艺的改进

1.2.1 选材方案的制定

单摆冲击划痕法是使摆锤以一定的初速度刻划试样表面进行一系列由浅入深的冲击划痕试验，整个刻划过程经历弹性接触、塑性变形、断裂等过程。利用一维划痕模型计算出单位长度涂层-基体界面破坏时所消耗的能量，对涂层-基体界面结合强度进行表征。Duan等[41]通过测量物理气相沉积制备的硬质TiN涂层开发了一种高精度测量冲击能量消耗的单摆锤冲击划痕试验，提出了评价涂层和基体之间的粘附性的新标准。

本研究在查阅大量相关文献的基础上，根据试验的目的和计划，着重探讨大花序桉茎段外植体消毒及其芽诱导组织培养技术，采用正交设计或完全组合设计安排试验，探讨外源激素的添加效果，筛选最有利的内外源激素的组合和比例，筛选出最优技术参数组合，从外源激素的协调上建立大花序桉最优组培快繁体系。

海洋环境用燃气轮机外部管路的材料主要采用1Cr18Ni9Ti，属于铬-镍型奥氏体不锈钢，具有良好的综合力学性能、工艺性能和焊接性能，广泛应用于航空、航天等领域。该钢具有优良的抗氧化酸均匀腐蚀性能，但耐应力腐蚀性能和耐点蚀性能较差。1Cr18Ni9Ti不锈钢管路通常情况下管身容易出现较严重锈蚀，锈蚀区域点蚀特征明显,而焊缝区域呈现较严重均匀腐蚀特征主要由于焊缝区域成分与管路基体材料存在差异，在湿度和盐度非常大的情况下易发生电化学腐蚀导致的。经查阅大量资料发现，00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N具有良好的防腐性能。为了评估这两种材料用于燃气轮机外部管路上的防腐特性，对1Cr18Ni9Ti、00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N的各项性能指标进行对比分析，具体见表1所示。

对比分析可知，00Cr17Ni14Mo2与1Cr18Ni9Ti的各项性能指标相近，但00Cr17Ni14Mo2耐蚀性特别是耐点蚀性能优于1Cr18Ni9Ti，更适用于海洋环境。此外，022Cr25Ni7Mo4N也具有优良的性能，在抗腐蚀方面，特别是在介质环境比较恶劣的条件下，抗点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀能力更强，且抗腐蚀疲劳性能、耐晶间腐蚀能力均强于普通的奥氏体不锈钢。

为进一步验证00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N管路及配套件的防腐性能，根据管材及配套件的特性制定了选材方案，具体如下:根据外部管路的工作环境温度，在不同温度环境下选取不同的管材；为了便于焊接，管接头材料通常与管材材料一致；当外套螺母与管接头为同种材料时，螺纹间易发生粘结，故在外套螺母选材时一般选取硬度较大的高温合金或钛合金，见表6。

1.2.1.3 外加螺母

防沙治沙造林海，终将沙漠变绿洲，辛勤的付出得到了丰厚的回报。2013年，三十四团被评为“全国防沙治沙先进单位”，2016年，顺利通过了国家治沙办对防沙治沙“十二五”目标任务完成情况的验收。□

为便于焊接，通常情况管接头与管材材料一致，采用1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢。由于管接头与管材采用焊接方式，管接头最好选择与管材基体相近、工作介质相溶的材料，此外，为了提高管路防腐性能，管路需采取钝化等工艺，根据钝化的要求，必须同种材料才可以进行钝化，基于上述两种原因，管接头选材方案如下：同管材基体一致，见上表2。

通过上述材料的对比分析,结合外部管路的工作环境,制定了管材的选取方案,见表2。

生：这个小村庄就是地球，人们为了得到更大的钱财去砍树，后来人们忽然觉悟才去种树，让小村庄重新美丽起来。

1.6并发症:老年组合并胸腔积液者32例。呼吸衰竭者24例,肺性脑病10例,明显高于中青年组(p<0.01)。

燃气轮机管路外加螺母大部分采用1Cr17Ni2不锈钢，零件表面未经钝化，也未采取涂、镀层等防腐蚀措施。1Cr17Ni2属于马氏体-铁素体不锈钢，具有良好的耐蚀性和较高的强度，但由于海洋环境比较恶劣,1Cr17Ni2不锈钢零件较易发生锈蚀，说明其耐腐蚀能力不足以满足海洋的恶劣环境。

一是系统开发平台统一化。统一的系统开发平台，能够为自动化项目的全过程提供有效的支持，在降低项目完成周期的同时，还能够显著地降低项目成本。另外，在平台开发过程中，以项目特点及用户需求为导向的特征日益明显，最终的运行平台将由统一的运行代码开发而来。

由于钝化是提高材料防腐性能的一项有效手段，故外套螺母可以选用采取钝化工艺的1Cr17Ni2不锈钢，虽然00Cr17Ni14Mo2不锈钢耐蚀性优于1Cr17Ni2，但是其硬度及抗拉强度相对于1Cr17Ni2低很多，见表1，当外加螺母与管接头为同种材料时，螺纹间易发生粘结现象，需要采取防粘结措施，鉴于上述两方面的原因，00Cr17Ni14Mo2不锈钢不适用于外加螺母。而022Cr25Ni7Mo4N硬度较大，具有较高的耐腐蚀能力，优于不锈钢，且与相配螺纹不易粘结，在海水中不受腐蚀，故常温下外加螺母可选取防腐性能更好的双相不锈钢，见表3所示。

1.2.1.4 螺栓

螺栓材料以1Cr11Ni2W2MoV、1Cr18Ni9Ti、GH2132、38CrA为主，但1Cr18Ni9Ti、38CrA的耐点蚀性较差。根据上述分析可知，螺栓的具体选材方案如下表4所示。

1.2.1.5 螺母

螺母材料以GH2132、38CrA为主，38CrA的防腐性能较差，故可将螺母材料改为1Cr17Ni2(钝化)、双相不锈钢(钝化)等，具体选材方案如下表5。

由于管路弯管时，大部分管路的弯管角度均小于120°，因此，采用数控弯管机进行弯管试验，对不同规格的00Cr17Ni14Mo2管材进行弯管120°，管材弯曲处均未见裂纹，因此数控弯管机对不同规格的00Cr17Ni14Mo2管材均可以进行弯管，且在120°以内进行弯管时，均能满足弯管要求。

1.2.1.1 管材

1.2.2 加工工艺的改进

通常情况下管路焊接选用插入式氩弧焊,但为了提高管路防腐性能,对管路进行钝化，因此采用对接式氩弧焊，故选取不同规格的管材、棒材进行焊接，以验证焊接工艺的好坏。

2 试验情况

2.1 方案制定

由于管路本身的材料、焊接形式及表面处理工艺发生变化，因此对不同材料管路的弯曲半径、相邻弯曲处切点间直线长度等要求进行验证，同时对焊接工艺等进行摸索，并制定相应的试验方案。根据燃机长期处于海洋环境中，且部分管路工作温度较高的特点，同时结合GJB 150-2009《军用设备环境试验方法》的要求，从点腐蚀、盐雾腐蚀、盐雾热暴露腐蚀等环境试验方面制定不同的试验方案。

2.2 方案验证

2.2.1 弯管试验

1.2.1.6 小结

青蛙跳着来到一堆臭烘烘的牛屎旁，看见屎壳郎就问：“屎壳郎先生，打扰您了，请问这里离隔壁的大森林有多远呢？”

2.2.2 加工工艺

1.2.1.2 管接头

根据试验方案，部分试验件需焊接后进行钝化，由于钝化属于插入式焊接方式的禁止工艺，而对接焊在加工时采用不添加焊丝的自动旋弧焊方式，受热均匀，受力对称，焊后质量好，满足钝化工艺的要求。经多次试验，最终采用装配定位焊与自动焊相结合的方式验证了00Cr17Ni14Mo2对接氩弧焊的可行性。

2.2.3 环境试验

2.2.3.1 点腐蚀试验

针对00Cr17Ni14Mo2、022Cr25Ni7Mo4N、1Cr18Ni9Ti管材进行了点腐蚀试验。具体结果如下：同种管材钝化状态比未钝化状态抗点腐蚀明显提高；抗点腐蚀性能由高到低为：022Cr25Ni7Mo4N、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni9Ti。

2.2.3.2 盐雾试验

根据GJB150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》的要求，本试验主要适用于暴露于含盐量高的大气中的装备，由于海洋环境用燃气轮机非运行状态下长期处于盐雾环境中，且从管路锈蚀情况看得知存在电化学腐蚀，因此常温下进行盐雾试验，见图1。

在铁路工程连续梁桥的施工控制中，自适应控制方法也是铁路工程连续桥梁施工控制中的重要方法之一。该方法在现阶段铁路工程连续桥梁施工中的应用是最为普遍的，主要是对计算参数进行分析，将分析后的参数结果与实际参数加以对比，了解参数偏差。在此基础上，对参数进行估计与修正，将修正和识别后的参数，应用到下阶段的实时结构分析与往复循环中。经过多个铁路工程连续桥梁的施工阶段，得到的参数取值会最大限度地趋于合理，且软件模拟计算结果也会与铁路工程连续桥梁施工的实际情况相适应。一般来说，连续桥梁的自适应控制法多应用于大跨度结构的连续桥梁施工中，且是在闭环控制方法基础上展开的。

由此可知：00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N在盐雾试验环境下均具有良好的抗腐蚀性能，但是022Cr25Ni7Mo4N的抗腐蚀性能更强；钝化是提高材料防腐性能的一种有效手段；经钝化后的00Cr17Ni14Mo2管材防腐效果较钝化后的1Cr18Ni9Ti防腐效果稍好。

2.2.3.3 盐雾-热暴露试验

3)针对航道通航能力的仿真研究。船舶交通流仿真是以离散事件仿真为基础而逐渐兴起的科学研究方法，当前，MATLAB[6]、ARENA[7]等软件的熟练应用为这一研究提供技术支持。仿真研究的关键在于仿真模型的设计与实现，其中船舶、船舶交通流的生成是要解决的主要问题，当前采用蒙特卡洛方法[6]和元胞自动机方法[8]相结合的方式来解决该问题。仿真方法的目标实现在于仿真结果的输出及结果分析，通常根据仿真输出参数对航道通航能力进行分析与评估。[6-9]

由于海洋环境用燃气轮机正常工作时，部分管路工作温度较高,故燃机在运行时处于盐雾及热暴露环境中,为模拟实际工作状态，将盐雾及热暴露试验相结合,根据 00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N的耐温性不同，将盐雾热暴露试验分为盐雾+高温热暴露及盐雾+低温热暴露，具体结果见图2、图3所示。

如果大学生创业者拥有一项或多项受保护的专利技术，风险投资家对其重视程度就会更高。领先或受保护的技术可以使初创企业跨入壁垒较高的行业优势区域，利用自身优势创造长期超额利润。Dormi实现了销售方面的整合，但缺乏相应的技术优势，因此难以跨入垄断竞争市场。从经济角度分析，如果未来Dormi不能在设计或材料方面有突破性创新，容易被市场淘汰。

00Cr17Ni14Mo2

由此可知：抗盐雾热暴露腐蚀能力由强到弱：单件钝化+钝化膏≈焊后组件钝化>管路未钝化；00Cr17Ni14Mo2与022Cr25Ni7Mo4N在盐雾热暴露环境下具有良好的抗腐蚀性能；00Cr17Ni14Mo2管材抗盐雾+高温热暴露腐蚀性能明显降低。

3 结论

基于上述结果可知：022Cr25Ni7Mo4N不锈钢的防腐效果最好,其次为00Cr17Ni14Mo2不锈钢，1Cr18Ni9Ti最差。但由于国内无法提供成熟022Cr25Ni7Mo4N管材及棒料,暂时无法选取该材料，后续可对022Cr25Ni7Mo4N管材的加工成型等方面进行研究。由此可知，根据目前国内生产加工的水平，燃机外部管路选材时可优先选取00Cr17Ni14Mo2，同时对其进行钝化；对于焊接组件，可在焊缝处涂钝化膏；为了进一步提高防腐性能，可以增加涂漆工艺。

[1]《中国航空材料手册》编辑委员会.《中国航空材料手册》[M].中国标准出版社.2001.

[2] GJB150.11A—2009,《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》[S].2009.