一种低合金高强度钢浪溅区的点蚀机理和氢渗透行为研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41276087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0611.海洋工程与环境效应
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The project will focus on the elucidation of the mechanism of pitting corrosion, the origin of hydrogen and hydrogen permeation behaviour by the study of pitting corrosion development, hydrogen permeation characteristics during the corrosion of bare surfaces,under integrated and damaged anti-corrosion wrapping layers of a low alloy high strength steel in the splashed zone. The use and development of high strength steels have become a trend for the consideration of saving resources, reducing the weight of structures and the environment burden. The corrosion of iron and steel materials in splashed zone is the most serious among all the marine corrosion zones. So, the researchers have never given up the endeavor to get a better understanding of the splashed zone corrosion behaviour and the development of its protection techniques. Low alloy high strength steels has the potential danger of pitting, stress corrosion and hydrogen induced cracking in the splashed zone. But the corrosion of steels in marine environment is often idealized as homogeneous, although in fact it is not such. Relatively less research on the pitting corrosion in the splashed zone was done. Experiments showed that the corrosion phenomena in splashed zone and full immersion zone exhibit obvious differences and can not be explained by the accepted full immersion zone pitting corrosion theory. The theoretical problems for the splashed zone pitting corrosion need to be solved. The safe use of high strength steels in splashed zone requires the mastering of corrosion regularity and mechanisms. The research on hydrogen permeation behaviour during splashed zone corrosion process was not covered in the past works, while the hydrogen entry for high strength steel can not be ignored due to its possible sensitivity to hydrogen embrittlement. Wrapping technique was proved to be an effective method for the splashed zone corrosion protection. It requires for verification if the hydrogen penetration to high strength steel still exists under anti-corrosion wrapping layers. With the increase of service life, any kinds of corrosion protection will inevitably loss function or suffer partial destruction, especially for long-term exposure to harsh conditions and the maintenance is not ideal. In this respect, it is still necessary to do an in depth study on the splashed zone pitting regularity and mechanisms as well as hydrogen permeation under rust layer. The combination of pitting corrosion and hydrogen permeation behavior research in one project has the benefit of obtaining two kinds of results in one batch of experiment. This research will enrich the splashed zone pitting corrosion theory and open a new research area for hydrogen permeation. The outcomes of this research have vital significance not only for the development of corrosion science theory itself, but also for the prediction of the splashed zone corrosion and safety assessment of high strength steels, having broad application prospects.
本项目将着重研究低合金高强度钢在海洋浪花飞溅区的点蚀机理,通过对高强钢腐蚀发展过程中、包覆防腐保护条件下和包覆层局部破损后的氢渗透行为的研究,阐明氢的来源及氢渗透机制。资源节约、结构轻量化的要求使得高强钢的应用成为发展方向。浪花飞溅区是最苛刻的海洋腐蚀环境。低合金高强度钢在浪花飞溅区具有发生点蚀、应力腐蚀及氢致开裂的潜在危险。为了高强钢在海洋环境中的安全使用,需要我们掌握它在浪花飞溅区的腐蚀破坏规律和机制。海洋腐蚀研究很少涉及材料在浪花飞溅区的氢渗透行为,而氢渗透对于高强钢而言又是不可忽视的。包覆防腐技术是有效的浪花飞溅区腐蚀防护方法。但是,高强钢在包覆防腐保护条件下和包覆层局部破损后是否仍有氢向高强钢内渗透需进行实验验证。该研究将丰富和完善点蚀理论、拓展氢渗透研究的范围,不仅对腐蚀科学理论的发展有重要意义、对高强钢浪花飞溅区腐蚀发展预测和腐蚀安全评估也有重要价值,具有广阔的应用前景。

结项摘要

资源节约、结构轻量化的要求使得高强钢的应用成为发展方向。低合金高强度钢在苛刻的浪花飞溅区具有发生点蚀、应力腐蚀及氢致开裂的潜在危险。为了高强钢在海洋环境中的安全使用,需要掌握它在浪花飞溅区的点蚀和腐蚀过程中氢渗透的规律和机制。包覆防腐技术是有效的浪花飞溅区腐蚀防护方法,但高强钢在包覆防腐保护条件下和包覆层局部破损后是否仍有氢向高强钢内渗透需进行实验验证。.对低合金高强度钢AISI 4135钢表面锈层发生、发展过程进行了观察,研究了润湿特征,分析了不同阶段锈层的组成,用电化学方法研究了锈层底部的点蚀发展规律和机制。研究表明,浪溅区试样表面润湿程度大体上随潮位升高润湿程度加大,潮位降低润湿程度降低的整体趋势,但在同一时刻试样的润湿状态与潮位和试样的位置关系具有不确定性。试样的润湿程度随暴露天数的增加有增加的趋势。热处理工艺对试样的腐蚀行为没有显著影响。实海暴露实验初期温度越高,腐蚀速率越大,实海暴露两年后出现点蚀穿孔现象。循环阳极极化曲线测试表明点蚀在低温下更容易发生。温度和湿度的日际和年际变化以及环境的湿-干-湿循环对海洋飞溅区锈层的结构和性质都有影响。当AISI 4135钢暴露于飞溅区一年后,产生了能够从飞溅和冷凝水中吸收海水的裂缝和空洞,为电解质和氧提供了侵入内锈层、接触锈底层的通道。含有裂缝的外锈层中有电化学活性物质γ-FeOOH存在,使裂缝内腐蚀加速。暴露一年后,其内锈层中含有高浓度的氯化物,所产生的低pH环境可促进β-FeOOH的生成。β-FeOOH易被还原,能够促进飞溅区环境下的腐蚀过程。锈层覆盖下的钢表面环境在干湿循环的干燥过程中pH有最小值。在狭窄的阳极通道内,与钢表面接触的强酸性条件会导致腐蚀速率增大,加速裂缝和空洞处的局部腐蚀,同时也是导致阴极过程有氢产生并向内部渗透的原因。氢渗透的研究表明试样的热处理工艺对试样的氢渗透行为和氢渗透量会产生一定的影响,等温淬火试样和分级淬火试样的氢渗透量相对较小;低合金高强度钢在包覆防护条件下即使局部破损氢渗透量也显著减少,在试样未腐蚀前进行包覆防护,能起到更好的抑制作用;证实包覆防腐技术可同时对高强度钢的腐蚀和氢向其内部渗透有显著的抑制作用。.该研究丰富和完善了点蚀理论、拓展了氢渗透研究的范围,不仅对腐蚀科学理论的发展有重要意义、对高强钢浪花飞溅区腐蚀发展预测和腐蚀安全评估也有重要参考价值,具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(12)
专利数量(1)
Study on the Temperature Dependence of Pitting Behaviour of AISI 4135 Steel in Marine Splash Zone
AISI 4135钢在海洋飞溅区点蚀行为的温度依赖性研究
  • DOI:
    10.5796/electrochemistry.83.541
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Electrochemistry
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Huang Yanliang;Yadav, Amar Prasad;Qu Wenjuan;De Marco, Rol
  • 通讯作者:
    De Marco, Rol
AISI4135钢在浪溅区的润湿特征及规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国腐蚀与防护学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    郑珉;曲文娟;Amar Prasad Yadav;Rol;De Marco
  • 通讯作者:
    De Marco
Effect of Petrolatum Tape Cover on the Hydrogen Permeation of AISI4135 Steel under Marine Splash Zone Conditions
海洋飞溅区条件下凡士林胶带覆盖对 AISI4135 钢氢渗透的影响
  • DOI:
    10.1016/s1452-3981(23)17302-0
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemical Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Huang, Yanliang;Yu, Xiuming;Zheng, Min;Lu, Dongzhu
  • 通讯作者:
    Lu, Dongzhu
Effect of heat treatment on hydrogen permeation behaviour of AISI 4135 steel under splash zone conditions
飞溅区条件下热处理对AISI 4135钢氢渗透行为的影响
  • DOI:
    10.1179/1743278215y.0000000043
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Corrosion Engineering Science and Technology
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Yu, X.;Lu, D.;Zheng, M.;De Marco, R.
  • 通讯作者:
    De Marco, R.
Corrosion Performance of High Strength Low Alloy Steel AISI 4135 in the Marine Splash Zone
高强度低合金钢 AISI 4135 在海洋飞溅区的腐蚀性能
  • DOI:
    10.5796/electrochemistry.85.7
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Electrochemistry
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Yanliang Huang;Xiuming Yu;Qichao Zhang;Rol;Dd Marco
  • 通讯作者:
    Dd Marco

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  • 作者:
    段继周;侯保荣;黄彦良
  • 通讯作者:
    黄彦良

其他文献

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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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