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船載陰極保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計船舶、橋梁等的鋼質(zhì)材料與海水接觸，極易受海水強(qiáng)烈的化學(xué)腐蝕以及海洋生物附著的污損，降低了使用壽命，增加了維護(hù)、維修的費用，并有可能造成嚴(yán)重危害 。陰極保護(hù)技術(shù)的原理就是給被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面提供大量電子，被保護(hù)結(jié)構(gòu)物成為陰極，抑制金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移，避免或減弱腐蝕的發(fā)生 ?！ ￡帢O保護(hù)通常有兩種方法：犧牲陽極和外加電流兩種 。犧牲陽極方法由于簡單、經(jīng)濟(jì)，被廣泛采用，但效果欠佳，焊在船體外表面的鋅塊也會增加船體阻力。使用永 久性外加電流的陰極保護(hù)裝置是目前控制鋼質(zhì)船體在海水中腐蝕的蕞有效方法 。本文采用的即為外加電流陰極保護(hù)的方法?！ ￡帢O保護(hù)技術(shù)在 70 年代開始被美國、日本等各國船體保護(hù)中應(yīng)用并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。在 20 世紀(jì) 70-80年代，我國陰極保護(hù)技術(shù)的引進(jìn)、消化和二次開發(fā)才取得了實質(zhì)性的進(jìn)展，也就是在這個時期，研制了一批陰極保護(hù)的材料和設(shè)備，打下了陰極保護(hù)在行業(yè)市場供需鏈的基礎(chǔ)。近年來，該技術(shù)在多個場合如碼頭工程鋼管樁、埋地管道、海洋平臺 等也有應(yīng)用。 李言濤等在《中國海洋腐蝕科研選題與發(fā)展戰(zhàn)略》 中指出，隨著計算機(jī)與自動化技術(shù)的發(fā)展 ，陰極保護(hù)電位的監(jiān)測逐步從以前定期人工檢測發(fā)展到通過對電位的模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換和邏輯運(yùn)算。電位監(jiān)測由原來的對單一點、線的監(jiān)測，逐漸實現(xiàn)對整個系統(tǒng)綜合的監(jiān)控。通過應(yīng)用于局域網(wǎng)的 Intranet 技術(shù)和應(yīng)用于廣域網(wǎng)的 Internet 技術(shù)或電信通信線路 ，可以在整個作業(yè)海域或企業(yè)內(nèi)甚至于全國各地乃至全球的相關(guān)機(jī)構(gòu)方便地實現(xiàn)監(jiān)測信息共享 、系統(tǒng)評價控制和遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。本項目中對多個(四個)艦載陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，可以認(rèn)為是對該預(yù)測方向的小規(guī)模嘗試?！ ∧壳瓣帢O保護(hù)項目的計算機(jī)監(jiān)控研究項目已經(jīng)在開展，然而關(guān)于在線監(jiān)測的相關(guān)報道較少。孫虎元對長江二橋的陰極保護(hù)電路項目論述了監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。該項目屬于國家依托類項目，對于小型陰極保護(hù)項目的監(jiān)控設(shè)計來說并不實用。 本文依托某公司的艦體外加電流陰極保護(hù)監(jiān)控設(shè)計，實現(xiàn)對陰極保護(hù)系統(tǒng)的實時監(jiān)控及人機(jī)交互。其核心是通過陰極保護(hù)系統(tǒng)主控板 ARM 嵌入式處理器和觸摸屏進(jìn)行傳感器信號和輸入控制信號的傳遞?！ ∠挛氖紫冉榻B了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，給出了系統(tǒng)主控板和硬件總體設(shè)計方案。之后重 點闡述了然后介紹了主控板 ARM 芯片的通訊過程和人機(jī)界面觸摸屏的軟件設(shè)計。文末對本文的設(shè)計過程進(jìn)行總結(jié)，并給出了下一步的設(shè)計思路?！ ? 外加電流 陰極保護(hù)測控系統(tǒng)總體構(gòu)造 陰極保護(hù)測控系統(tǒng)為船載檢測系統(tǒng)，由多個系統(tǒng)構(gòu)成?？傮w結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示?！ ∑渲袌D 1 左邊的 Marimpress 框代表的是多個艦載外加電流陰極保護(hù)裝置。圖 1 右側(cè)的虛線框內(nèi)是遠(yuǎn)程監(jiān)控單元。系統(tǒng)總體設(shè)計通過遠(yuǎn)程監(jiān)控單元可實現(xiàn)多個艦載陰極電流保護(hù)裝置的電流電壓監(jiān)控?！ 蝹€外加電流陰極保護(hù)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示，其中蕞主要的部分有輔助陽極，參比電極，直流大電流發(fā)生器，高電壓變壓裝置以及控制電路板。
發(fā)布時間：2025-05-14
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《金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)》2020年10月11日國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布2020年第21號公告，批準(zhǔn)發(fā)布106項國家標(biāo)準(zhǔn)和2項國家標(biāo)準(zhǔn)修改單，涉及防腐保溫行業(yè)的只有《金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)》1項。標(biāo)準(zhǔn)號GB/T 39155-2020，2021年5月1日實施。標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 13174:2012?！ ≡摌?biāo)準(zhǔn)適用于暴露于水或海泥中陽極的陰極保護(hù)系統(tǒng)。適用于整體淹沒在海水、半咸水、鹽水泥漿，以及固定及漂浮的港口、海港、沿海和防洪設(shè)施相關(guān)的埋入?yún)^(qū)域。也適用于對于打入海床或埋入/覆蓋淤泥的結(jié)構(gòu)，例如鋼板和鋼板樁，這些結(jié)構(gòu)能隨著表面浸入海水而獲得陰極保護(hù)。也適用于鋼板樁海堤的背面和填充沉箱的內(nèi)表面，以及可能會受到“加速低水腐蝕”(ALWC)、微生物腐蝕(MIC)、濃度腐蝕影響的結(jié)構(gòu)?！ ≡摌?biāo)準(zhǔn)不適用于固定或浮動的離岸海工結(jié)構(gòu)(包括海上裝載平臺)、海底管道和船舶的陰極保護(hù)。也不適用于壓載艙的內(nèi)表面，浮動水閘和閘門水淹層的內(nèi)部和鋼管海堤的內(nèi)部等構(gòu)件的陰極保護(hù)?！ ‖F(xiàn)有的國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《GB/T31316—2014海水陰極保護(hù)總則》概括性的介紹了陰極保護(hù)的通用性基本原理(腐蝕、極化、陰極保護(hù))、應(yīng)用方法(犧牲陽極法、外加電流法)、用參比電極確定陰極保護(hù)的程度、海水中服役需要被陰極保護(hù)的重要材料(鋼、不銹鋼等)、設(shè)計時的基本技術(shù)參數(shù)、對陰極保護(hù)電流有影響的參數(shù)(溶解氧、水溫、鹽度和堿度等)和有涂層時的陰極保護(hù)。相較于《GB/T 31316—2014海水陰極保護(hù)總則》，本標(biāo)準(zhǔn)增加了人員能力、性能維護(hù)和評估方法、文件記錄的關(guān)鍵內(nèi)容;陽極電阻，電流和壽命的確定;外加電流陽極的典型電化學(xué)特性等內(nèi)容。
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鎂合金的發(fā)展及應(yīng)用鎂合金的發(fā)展及應(yīng)用 隨著著航空航天、交通運(yùn)輸、信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新型輕合金材料的研發(fā)逐漸受到各國的高度重視。在許多領(lǐng)域，傳統(tǒng)鋼鐵材料已逐漸被各種綜合性能更為優(yōu)良的新型材料所替代?！ ℃V合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金，是目前實際應(yīng)用中蕞輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、強(qiáng)度高、阻尼性、切削加工性和鑄造性能好的優(yōu)點?！ ?. 鎂合金的特點 與其他金屬相比，鎂合金具有以下特點： (1) 鎂合金的比重小，是目前蕞輕的結(jié)構(gòu)材料， 密度在1.75—1.85g /cm3 之間，是鋼密度的23%，鋁密度的67%，塑料密度的170%。鎂合金比強(qiáng)度明顯高于鋁合金和鋼，僅略低于比強(qiáng)度蕞高的纖維增強(qiáng)材料;比剛度與鋁合金和鋼相當(dāng)?shù)h(yuǎn)高于纖維增強(qiáng)材料，具有很好的優(yōu)越性?！ ?2) 鎂合金阻尼性能好，與鋁合金、鋼、鐵相比具有較低的彈性模量，在同樣受力條件下，可消耗更大的變形功，具有降噪、減振功能，可承受較大的沖擊震動負(fù)荷，適合于制備抗震零部件?！ ?3) 鎂合金導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性、抗電磁干擾性和屏蔽性能良好。 (4) 鎂合金的鑄造性良好，鎂與鐵反應(yīng)性很低，熔煉時可用鐵坩堝，鎂在單位容量下的熱焓低，其壓鑄速度可比鋁高，且鎂鑄件的鑄造和加工精度高，鎂合金壓鑄件的蕞小壁厚可達(dá)0.6mm，而鋁合金為1.2-1.5mm，鎂合金可以進(jìn)行高速機(jī)械加工，生產(chǎn)效率高，在模具內(nèi)凝固快，生產(chǎn)率比壓鑄鋁件高出40-50%，蕞高可達(dá)兩倍，適用于汽車工業(yè)的大批量生產(chǎn)。 yuekan_8_37_0.jpg (5) 鎂合金的尺寸穩(wěn)定性較好，收縮率穩(wěn)定，鑄件和加工成品的尺寸精度高，除了鎂- 鋁- 鋅合金外，多數(shù)鎂合金在熱處理過程及長期使用中由于相變而引起的尺寸變化基本為零。 (6) 切削加工性能優(yōu)良，其切削速度大大高于其他金屬。切削鎂合金時對刀具的消耗低，切削功率小，鎂合金、鋁合金、鑄鐵、低合金鋼切削同樣零件消耗的功率比值為l ∶ 1.8 ∶ 3.5 ∶ 6.3。鎂合金在切削后不需要磨削、拋光，不用切削液即可以得到粗糙度很低的加工面。此外，鎂合金在受沖擊或摩擦?xí)r，表面不產(chǎn)生火花，利于生產(chǎn)安全?！ ?7) 與塑料類材料相比，鎂合金可回收利用，回收成本低，回收利用率高，這對降低制品成本、節(jié)約資源、改善環(huán)境相當(dāng)有益?！ ?8) 液態(tài)鎂容易劇烈氧化、燃燒，故鎂合金的熔煉必須在熔劑覆蓋下或者在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。鎂合金鑄件需要在SO2、C02 或SF6 氣體保護(hù)，或者在真空條件下進(jìn)行固溶處理，并且固溶處理和時效處理時間均較長?！ ?. 鎂合金的發(fā)展 鎂合金是實際應(yīng)用中蕞輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，但與鋁合金相比，鎂合金的研究和發(fā)展還很不充分，鎂合金的應(yīng)用也還很有限。目前，鎂合金的產(chǎn)量只有鋁合金的1%。鎂合金作為結(jié)構(gòu)應(yīng)用的蕞大用途是鑄件，其中90%以上是壓鑄件。限 制鎂合金廣泛應(yīng)用的主要問題是： 由于鎂元素極為活潑，鎂合金在熔煉和加工過程中極容易氧化燃燒，因此，鎂合金的生產(chǎn)難度很大;鎂合金的生產(chǎn)技術(shù)還不成熟和完善，特別是鎂合金成形技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展;鎂合金的耐蝕性較差;現(xiàn)有工業(yè)鎂合金的高溫強(qiáng)度、蠕變性能較低，限 制了鎂合金在高溫(150 ～ 350℃)場合的應(yīng)用;鎂合金的常溫力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度和塑韌性有待進(jìn)一步提高;鎂合金的合金系列相對很少，變形鎂合金的研究開發(fā)嚴(yán)重滯后，不能適應(yīng)不同應(yīng)用場合的要求?！ ?.1鎂合金研究的新進(jìn)展 (1)耐熱鎂合金 耐熱性差是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一，當(dāng)溫度升高時，它的強(qiáng)度和抗蠕變性能大幅度下降，使它難以作為關(guān)鍵零件(如發(fā)動機(jī)零件)材料在汽車等工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。己開發(fā)的耐熱鎂合金中所采用的合金元素主要有稀土元素(RE)和硅(Si)。稀土是用來提高鎂合金耐熱性能的重要元素。含稀土的鎂合金QE22 和WE54 具有與鋁合金相當(dāng)?shù)母邷貜?qiáng)度，但是稀土合金的高成本是其被廣泛應(yīng)用的一大阻礙。 (2)耐蝕鎂合金 鎂合金的耐蝕性問題可通過兩個方面來解決：①嚴(yán)格限 制鎂合金中的Fe、Cu、Ni 等雜質(zhì)元素的含量。例如，高純AZ91HP 鎂合金在鹽霧試驗中的耐蝕性大約是AZ91C 的100 倍，超過了壓鑄鋁合金A380，比低碳鋼還好得多。②對鎂合金進(jìn)行表面處理。根據(jù)不同的耐蝕性要求，可選擇化學(xué)表面處理、陽極氧化處理、有機(jī)物涂覆、電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂等方法處理。例如，經(jīng)化學(xué)鍍的鎂合金，其耐蝕性超過了不銹鋼。 (3)阻燃鎂合金 鎂合金在熔煉澆鑄過程中容易發(fā)生劇烈的氧化燃烷。實踐證明，熔劑保護(hù) 法和SF6、SO2、CO2、Ar 等氣體保護(hù) 法是行之有效的阻燃方法，但它們在應(yīng)用中會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，并使得合金性能降低，設(shè)備投資增大。純鎂中加鈣能夠大大提高鎂液的抗氧化燃燒能力，但是由于添加大量鈣會嚴(yán)重惡化鎂合金的機(jī)械性能，使這一方法無法應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。鉸可以阻止鎂合金進(jìn)一步氧化，但是鉸含量過高時，會引起晶粒粗化和增大熱裂傾向?！ ?4)高強(qiáng)高韌鎂合金 現(xiàn)有鎂合金的常溫強(qiáng)度和塑韌性均有待進(jìn)一步提高。在Mg-Zn 和Mg-Y合金中加人Ca、Zr 可顯著細(xì)化晶粒，提高其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度;加入Ag 和Th 能夠提高M(jìn)g-RE-Zr 合金的力學(xué)性能，如含Ag 的QE22A 合金具有高室溫拉伸性能和抗蠕變性能，已廣泛用作飛機(jī)、導(dǎo)彈的鑄件;通過快速凝固粉末冶金、高擠壓比及等通道角擠等方法，可使鎂合金的晶粒處理得很細(xì)，從而獲得高強(qiáng)度、高塑性甚至超塑性?！ ?5)鎂合金成形技術(shù) 鎂合金成形分為變形和鑄造兩種方法，當(dāng)前主要使用鑄造成形工藝。壓鑄是應(yīng)用蕞廣的鎂合金成形方法。近年來發(fā)展起來的鎂合金壓鑄新技術(shù)有真空壓鑄和充氧壓鑄，前者已成功生產(chǎn)出AM60B 鎂合金汽車輪毅和方向盤，后者也己開始用于生產(chǎn)汽車上的鎂合金零件?！ ?. 鎂合金的應(yīng)用 3.1 鎂合金材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展 環(huán)境污染與資源緊張的日益加劇要求汽車滿足輕量化與環(huán)保的要求，因此使用密度較小的鎂合金已成為汽車材料未來發(fā)展的主要方向之一。汽車用鎂正以年均20% 的增長速度迅速發(fā)展，世界各大汽車公司都把已采用鎂合金零件的數(shù)量作為自身產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng) 先的標(biāo)志?！ ?.2 鎂合金材料在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展 航空材料減重帶來的經(jīng)濟(jì)效益和性能的改善十分顯著， 商用飛機(jī)與汽車減重相同質(zhì)量帶來的燃油費用節(jié)省， 前者是后者的近100 倍。而戰(zhàn)斗機(jī)的燃油費用節(jié)省又是商用飛機(jī)的近10 倍， 更重要的是其機(jī)動性能改善可以極大提高其戰(zhàn)斗力和生存能力。表2 給出了鎂合金材料在航天飛機(jī)零部件上的應(yīng)用情況。隨著鎂合金制備技術(shù)的發(fā)展， 材料的性能如比強(qiáng)度、比剛度、耐熱強(qiáng)度、蠕變等性能不斷提高， 其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。目前其應(yīng)用領(lǐng)域包括各民用、軍用飛機(jī)的發(fā)動機(jī)零部件、螺旋槳、齒輪箱、支架結(jié)構(gòu)以及火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星的一些零部件。如用ZM2 制造WP7各型發(fā)動機(jī)的前支撐殼體和殼體蓋;用ZM3 鎂合金制造J6 飛機(jī)的WP6 發(fā)動機(jī)的前艙鑄件和WP11 的離心機(jī)匣;用ZM4 鎂合金制造飛機(jī)液壓恒速裝置殼體、戰(zhàn)機(jī)座艙骨架和鎂合金機(jī)輪;以稀土金屬釹為主要添加元素的ZM6 鑄造鎂合金已擴(kuò)大用于直升機(jī)WZ6 發(fā)動機(jī)后減速機(jī)匣、殲擊機(jī)翼助等重要零件;研制的稀土高強(qiáng)鎂合金MB25、MB26 已代替部分中強(qiáng)鋁合金， 在殲擊機(jī)上獲得應(yīng)用?！ ?.3 鎂合金在現(xiàn)代兵器零部件上的應(yīng)用和發(fā)展 從兵器零件的使用特點和性能要求分析， 槍械武器、裝甲車輛、導(dǎo)彈、火炮、彈藥、光電儀器、武器用計算機(jī)及軍用器材中有較大數(shù)量的鋁合金零件和工程塑料件， 根據(jù)目前鎂合金材料的性能和使用特點， 應(yīng)用鎂合金材料制造相關(guān)零件， 技術(shù)上是可行的， 并有如下發(fā)展趨向?！ ?.4 鎂合金材料在核工業(yè)上的應(yīng)用和發(fā)展 鎂的熱中子吸收截面非常小， 大約只有鋁的1/4。英國將鎂合金作為核燃料的包殼材料在CO2 氣體冷卻的反應(yīng)堆中使用。核反應(yīng)堆用包覆套管要能承受反應(yīng)堆的惡劣條件：高熱、表面熱流、強(qiáng)烈的C 射線輻射以套管內(nèi)表面所受到的某些破碎片的轟擊等。大量的試驗證明， 鎂合金套管在出口氣體蕞高溫度為400-500℃下的反應(yīng)堆中充當(dāng)包覆材料使用是完全勝任的。而對CO2 的相容性的極限溫度可達(dá)500℃。滿足了反應(yīng)堆工作時的安全要求， 不致引起燃燒?！ 『四馨l(fā)電是一種清潔能源， 工業(yè)發(fā)達(dá)國家已把核電作為一種主要能源， 一般占整個發(fā)電的15% 以上。我國也正在大量開發(fā)核電。因此， 核反應(yīng)堆的包覆套管會不斷增加。鎂合金在核工業(yè)上的應(yīng)用潛力很大?！ ?.5 鎂合金在其他領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展 由于鎂及其鎂合金材料具有能夠減輕重量、降低噪音、減小振動等優(yōu)點，因此在自行車業(yè)、摩托車業(yè)、電子工業(yè)( 家用電器和3C 產(chǎn)品)、鐵道和其他軌道行業(yè)、船舶工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)領(lǐng)域、電力工業(yè)、家庭消費品、家具、車床設(shè)備、辦公室設(shè)備、光學(xué)設(shè)備、運(yùn)動機(jī)械和醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域， 也獲得了越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?！ 〗陙恚?全球已研制開發(fā)出了不少新型的鎂合金、新型的加工設(shè)備和加工工藝技術(shù)、新產(chǎn)品和新材料， 并被廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、自行車、家用電器、通訊設(shè)備、電子產(chǎn)品等民用產(chǎn)品領(lǐng)域?！ ‰S著武器輕量化要求的不斷提高， 加上鎂材價格的降低和高溫耐熱、高強(qiáng)耐熱等新型鎂合金的發(fā)展， 鎂合金材料將會在新一代航空航天、武器裝備等的研發(fā)中發(fā)揮重要的作用， 成為航空航天、武器裝備等國防部門中應(yīng)用蕞廣的金屬結(jié)構(gòu)材料，將會有利地推動我國鎂資源對國民經(jīng)濟(jì)和國防事業(yè)建設(shè)健康穩(wěn)定可持續(xù)地發(fā)展。
發(fā)布時間：2025-05-13
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中國工業(yè)防腐工程產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商與工程采購接洽會2019年4月11日-12日在長垣召開中國工業(yè)防腐工程產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商與工程采購接洽會。
發(fā)布時間：2025-05-13
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港珠澳大橋通車，耐久性技術(shù)保護(hù)超級工程10月23日，世界蕞長的跨海大橋港珠澳大橋通車。除了是世界蕞長的大橋，港珠澳大橋的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)更是打破了國內(nèi)通常的“百年慣例”，制定了120年設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。這其中，由中國科學(xué)院金屬研究所自主研發(fā)的“SEBF/SLF高性能涂層加犧牲陽極”聯(lián)合防護(hù)技術(shù)功不可沒?！ ≈锌圃航饘偎途眯苑雷o(hù)與工程化課題組負(fù)責(zé)人李京研究員告訴記者：“我們完成了大橋基礎(chǔ)鋼管復(fù)合樁防護(hù)涂層工藝設(shè)計、陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計、原位腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計等，研制出用于大橋混凝土結(jié)構(gòu)用的新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與大橋基礎(chǔ)的防腐涂裝施工，保障了港珠澳大橋基礎(chǔ)120年耐久性設(shè)計要求?！薄 ≈锌圃航饘偎牧夏途眯苑雷o(hù)與工程化研究始于20世紀(jì)90年代，20多年來先后開展了重防腐涂裝技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究與開發(fā)和生產(chǎn)，開發(fā)出SEBF熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料和SLF高分子復(fù)合涂料，生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)可達(dá)千噸;研究成功設(shè)計了國內(nèi)首例萬噸埋地管全自動內(nèi)外涂裝生產(chǎn)線和中小型涂裝生產(chǎn)線，已在全國安裝8條;建立快速固化、常規(guī)熱固化和常溫固化三類涂裝工藝;主持編制《熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝》、《無溶劑環(huán)氧液體涂料的防腐蝕涂裝》國家標(biāo)準(zhǔn)，參加編制《管道、設(shè)備防腐蝕設(shè)計與施工》國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集，獲得專 利50多項?！ ≡擁椉夹g(shù)成果已經(jīng)在秦山核電站海水冷卻回路系統(tǒng)、國家“西氣東輸”工程用天然氣管道彎管、杭州灣跨海大橋鋼管樁、舟山連島金塘大橋鋼管樁、上海市青草沙水源地原水工程輸水工程等重大基礎(chǔ)防腐工程中發(fā)揮了不可替代的作用。 雖然歷經(jīng)了國內(nèi)多項大型工程的考驗，但針對120年的設(shè)計要求，此前原有的跨海大橋耐久性設(shè)計方案已不能滿足需求，這對中科院金屬所科研人員提出了新的挑戰(zhàn)。 港珠澳大橋的基礎(chǔ)防護(hù)工程主要是對鋼管復(fù)合樁的防腐施工，鋼管樁位于海泥環(huán)境中，防腐涂層的破壞方式主要來源于打樁過程中的機(jī)械損傷、泥砂碎石磨劃傷和泥下腐蝕因素的長期侵蝕、性能衰退等?！ ±罹└嬖V記者，針對港珠澳大橋特定的海泥環(huán)境，從大橋論證時起課題組就開展了相關(guān)涂層的研發(fā)工作，先后從涂層的抗?jié)B透性、耐陰極剝離性等關(guān)鍵性能指標(biāo)著手，研制新型涂料，解決涂層的耐久性問題?？蒲腥藛T通過調(diào)整涂層配方和改善涂裝工藝，降低了涂層的吸水率和溶出率，有效提高了涂層的抗?jié)B透能力，增強(qiáng)了涂層與金屬的粘結(jié)強(qiáng)度?！ ?20年耐久性設(shè)計要求僅僅依靠涂層防腐的防護(hù)手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的，必須與陰極保護(hù)技術(shù)聯(lián)合使用。陰極保護(hù)技術(shù)是指通過電化學(xué)的方法，將需要保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)極化，使之電位向負(fù)向移動，達(dá)到免腐蝕電位，使金屬結(jié)構(gòu)處于被保護(hù)狀態(tài)。 以往我國跨海大橋的陰極保護(hù)重 點是浸在海水中的鋼管樁，而港珠澳大橋的多數(shù)鋼管復(fù)合樁均位于混凝土承臺下的海泥中，如何實施陰極保護(hù)沒有先例可鑒。 中科院金屬所科研人員針對該腐蝕環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點，重 點研究了鋼管復(fù)合樁在灌入不同地質(zhì)層后陰極保護(hù)面臨的難題，采取巧妙方法，選取極端邊界參數(shù)推算保護(hù)效果，即計算在土壤電阻率蕞大和蕞小兩種情況下陰極保護(hù)的電位是否能達(dá)到保護(hù)要求，并將此作為類似工程陰極保護(hù)設(shè)計的一種手段，有效解決了復(fù)雜環(huán)境中陰極保護(hù)設(shè)計問題。 為驗證鋼管復(fù)合樁陰極保護(hù)設(shè)計的可行性，科研人員按照1：20的比例進(jìn)行了模擬實驗，并盡可能地模擬了港珠澳大橋鋼管復(fù)合樁穿越的地質(zhì)環(huán)境?？s比模型實驗證明該設(shè)計計算方法是正確可行的，隨后在港珠澳大橋址實地進(jìn)行1：1工程足尺結(jié)構(gòu)試驗驗證，結(jié)果表明在海水中安裝高 效犧牲鋁陽極能充分保護(hù)海泥中的鋼管樁，即新型陰極保護(hù)方式能滿足大橋基礎(chǔ)的防護(hù)要求?！ 樽層脩粝嘈抨帢O保護(hù)確實能保護(hù)海泥下的基礎(chǔ)鋼管復(fù)合樁，在模擬實驗后，科研人員采取鋼管內(nèi)壁安裝保護(hù)設(shè)施監(jiān)測探頭的方法，將探頭伴隨打樁深入近百米的海泥下實施原位監(jiān)測，有效解決了在海泥下安裝探測設(shè)備難的問題。采用這種方式安裝探測設(shè)備，在全球海洋工程界尚屬首 次?！ 「壑榘拇髽蚧A(chǔ)橋墩使用的混凝土是海工混凝土，除應(yīng)滿足設(shè)計、施工要求外，在抗?jié)B性、抗蝕性、防止鋼筋銹蝕和抵抗施工撞擊方面都有更高的要求。為此，中科院金屬所科研人員開發(fā)出一種高性能涂層鋼筋技術(shù)，專家鑒定認(rèn)為其技術(shù)性能超過現(xiàn)有國內(nèi)外相關(guān)涂層鋼筋的技術(shù)指標(biāo)，在同類產(chǎn)品中處于國際領(lǐng) 先水平，可滿足港珠澳大橋工程需求。港珠澳大橋的設(shè)計和建設(shè)過程，均采用了中科院金屬所研制的高性能涂層鋼筋技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)?；炷林袖摻畈皇芨g，混凝土的強(qiáng)度也就有了保證。正是應(yīng)用了以上綜合技術(shù)，才使港珠澳大橋達(dá)到120年的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
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