鋼鐵材料腐蝕科學(xué)研究和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

時(shí)間:2022-05-24 08:54:03

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鋼鐵材料腐蝕科學(xué)研究和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

1項(xiàng)目研究成果簡(jiǎn)介

1.1鋼鐵材料大氣環(huán)境腐蝕研究的試驗(yàn)基地

我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、自然環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的國(guó)家,南北區(qū)域分別在七個(gè)不同的氣候帶上,共有工業(yè)、沙漠、城市、農(nóng)村、熱帶雨林、高原及海洋七種特點(diǎn)鮮明的大氣環(huán)境。不同的大氣環(huán)境給鋼鐵材料造成的腐蝕率也不同,少則相差數(shù)倍,多則相差數(shù)十倍。基于此,大氣環(huán)境條件下的鋼鐵腐蝕數(shù)據(jù)的積累以及腐蝕規(guī)律的研究,必須經(jīng)過科研人員的長(zhǎng)期努力和反復(fù)試驗(yàn)。建設(shè)大氣腐蝕試驗(yàn)站,需要綜合考慮我國(guó)的南北氣候差異、在不同海拔高度下的大氣環(huán)境情況、沙漠戈壁與熱帶雨林等特殊環(huán)境的氣候特點(diǎn)、工業(yè)污染、農(nóng)村、城市、海洋等特點(diǎn)各異的氣候類型。2004年,我國(guó)建立的大氣腐蝕試驗(yàn)站共有14個(gè),而且相對(duì)完善,已經(jīng)被當(dāng)作國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站的有9個(gè)。它們已經(jīng)是鋼鐵材料大氣環(huán)境腐蝕研究的試驗(yàn)基地,為我國(guó)的國(guó)防單位、大型鋼鐵企業(yè)、企事業(yè)單位以及重要的工程建設(shè)項(xiàng)目提供足夠的鋼鐵材在大氣環(huán)境條件下的耐蝕性能研究數(shù)據(jù)。2002年、2003年兩年,我國(guó)分別進(jìn)行了1339片鋼鐵試樣的補(bǔ)充投式工作,其中包括不銹鋼、低合金鋼、耐候鋼、碳鋼、純凈鋼等十種黑色金屬。2006年,我國(guó)科技部科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目中實(shí)施了新一輪的鋼鐵材料投式工作,共計(jì)試樣3460片,包括三十種涂鍍層制品和十九種黑色金屬。投式材料的數(shù)據(jù)上報(bào)格式不僅制定了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而且還有完善的數(shù)據(jù)上報(bào)、匯總、入庫(kù)管理?xiàng)l例,這是國(guó)內(nèi)第一次實(shí)現(xiàn)集科學(xué)化、規(guī)范化、數(shù)字化于一體的管理,總共完成的環(huán)境數(shù)據(jù)、歷史腐蝕數(shù)據(jù)的整編、數(shù)字化共計(jì)四十萬(wàn)個(gè)以上,新一輪投式試樣的腐蝕圖譜、環(huán)境數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)的采集與數(shù)字化完成度為100%。在國(guó)內(nèi)成立了首個(gè)自然環(huán)境材料腐蝕試樣庫(kù),將具有研究?jī)r(jià)值的腐蝕試樣保存于此,集中回收黑色金屬材料試樣并拍下照片,總共積累的腐蝕形貌圖片數(shù)據(jù)超過一萬(wàn)張,包括照片與文字在內(nèi)總共8.3GB容量,把照片系統(tǒng)化之后,制作成鋼鐵材料大氣腐蝕圖譜集。

1.2建立鋼鐵材料及制品大氣腐蝕試驗(yàn)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)體系

制定了鋼鐵材料大氣環(huán)境腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,為建設(shè)鋼鐵材料大氣腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了良好的開端,已經(jīng)構(gòu)建起國(guó)內(nèi)最完善的鋼鐵材料環(huán)境腐蝕野外科學(xué)觀測(cè)研究站網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系,參與制定、修訂的國(guó)軍標(biāo)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)超過三十項(xiàng):兵器工業(yè)59所報(bào)批的有關(guān)《軍用裝備自然環(huán)境試驗(yàn)方法》國(guó)軍標(biāo)共有十七項(xiàng);武漢材料保護(hù)研究所、鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所等單位參與制定、修訂了十五項(xiàng)有關(guān)《金屬覆蓋層》、《金屬和合金的腐蝕》等標(biāo)準(zhǔn)條例。

1.3熱軋帶鋼產(chǎn)品與鋼鐵材料大氣腐蝕行為規(guī)律的試驗(yàn)研究

根據(jù)耐候鋼、碳鋼等諸多鋼鐵材料在中國(guó)具有代表性的大氣環(huán)境中的長(zhǎng)時(shí)間、廣范圍、大規(guī)模地暴露腐蝕的試驗(yàn)研究,更加證實(shí)了低合金鋼、碳鋼在中國(guó)典型的大氣環(huán)境中發(fā)生腐蝕的冪函數(shù)規(guī)律。第一次獲得我國(guó)西部干旱地區(qū)、中部工業(yè)區(qū)、東部沿海區(qū)域等大氣環(huán)境中耐候鋼、碳鋼大氣腐蝕發(fā)展的冪函數(shù)變化規(guī)律模型里的常數(shù)值范圍。在研究耐候鋼、碳鋼暴露在自然環(huán)境中的腐蝕規(guī)律與實(shí)驗(yàn)的前提下,實(shí)驗(yàn)室又進(jìn)行了微量腐蝕氣體發(fā)生裝置的研究,研究結(jié)果顯示,溫濕度、CO2、SO2的濃度對(duì)耐候鋼、碳鋼腐蝕影響規(guī)律依然具有冪函數(shù)規(guī)律,可利用早期冪函數(shù)規(guī)律模型里的常數(shù)來表示大氣腐蝕的未來發(fā)展趨勢(shì)。板帶質(zhì)量水平的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)是熱軋帶鋼的耐蝕性以及它的表面質(zhì)量,尤其是對(duì)汽車用鋼而言更加重要,試驗(yàn)項(xiàng)目針對(duì)產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中,熱軋帶鋼存在的銹蝕問題進(jìn)行研究,總共開展了十種不同的熱軋帶鋼產(chǎn)品及去除氧化皮的試樣分別在北京、江津、青島大氣環(huán)境下的腐蝕試驗(yàn)研究,研究所用的試樣來自六個(gè)國(guó)內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)。項(xiàng)目中包含了國(guó)內(nèi)、國(guó)外的熱軋大綱產(chǎn)品在中國(guó)典型的大氣環(huán)境下的腐蝕數(shù)據(jù),并與熱軋帶鋼的電化學(xué)測(cè)試、組織結(jié)構(gòu)分析與室內(nèi)加速試驗(yàn)等諸多研究方法相結(jié)合,所提供的熱軋帶鋼產(chǎn)品銹蝕原因及其生產(chǎn)工藝的改進(jìn)依據(jù)均具有可靠性與科學(xué)性。

1.4完成了中國(guó)最完善的鋼鐵材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)共享及應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)

國(guó)內(nèi)十四個(gè)大氣腐蝕試驗(yàn)站環(huán)境數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)匯報(bào)格式的規(guī)范化、腐蝕測(cè)試數(shù)據(jù)的數(shù)字化全部實(shí)現(xiàn),由此構(gòu)建起中國(guó)最完善的鋼鐵材料自然環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。項(xiàng)目自主設(shè)計(jì)并研發(fā)了集鋼鐵材料環(huán)境腐蝕特點(diǎn)的管理計(jì)算、審核、數(shù)據(jù)上報(bào)于一體的系統(tǒng),通過該系統(tǒng),各個(gè)試驗(yàn)站根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯總上報(bào)。網(wǎng)站數(shù)據(jù)管理部門通過計(jì)算機(jī)對(duì)匯總數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、客觀性和完整性進(jìn)行審核。經(jīng)過形式審查的匯總數(shù)據(jù)在入庫(kù)之前又會(huì)上交給技術(shù)專家再次審核,最終審核無誤的數(shù)據(jù)會(huì)被儲(chǔ)存于中心數(shù)據(jù)庫(kù)。應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和鋼鐵材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)共享來處理、分析原始數(shù)據(jù),建設(shè)共享服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),為鋼鐵材料的生產(chǎn)、應(yīng)用部門、國(guó)家的重點(diǎn)項(xiàng)目研究、工程建設(shè)提供鋼鐵材料環(huán)境腐蝕數(shù)據(jù)服務(wù)。

2項(xiàng)目的推廣

在我國(guó)重點(diǎn)項(xiàng)目工程建設(shè)的施工工藝、防護(hù)材料、施工規(guī)范、質(zhì)量監(jiān)管等諸多項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用,已經(jīng)獲得三峽地區(qū)鋼鐵材料在大氣環(huán)境中的腐蝕數(shù)據(jù)及其規(guī)律。在永久船閘、臨時(shí)船閘、安全門、大壩永久船閘主體段錨桿、壓力鋼管、檢修門、安全門等三峽建設(shè)工程中用到的設(shè)施設(shè)備中獲得了廣泛推廣。平臺(tái)項(xiàng)目的研究成果主要體現(xiàn)在京珠高速公路武漢軍山長(zhǎng)江大橋、巫山長(zhǎng)江大橋、中鐵大橋勘探設(shè)計(jì)院有限公司設(shè)計(jì)的廈門公鐵大橋、舟山連島工程、中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)的青島海灣大橋以及杭州灣大橋等跨海公路橋建設(shè)工程中廣泛應(yīng)用。在我國(guó)的國(guó)防建設(shè)方面同樣提供了數(shù)據(jù)共享服務(wù),為成都飛機(jī)工業(yè)公司、中國(guó)人民解放軍空軍裝備研究院航空設(shè)備研究所、北京航空材料研究院、西安飛機(jī)工業(yè)有限公司等諸多國(guó)防單位提供了鋼鐵材料環(huán)境腐蝕行為預(yù)測(cè)功能、數(shù)據(jù)共享、評(píng)價(jià)功能以及防護(hù)咨詢決策系統(tǒng)。

3結(jié)語(yǔ)

鋼鐵材料大氣腐蝕科學(xué)研究與數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是一項(xiàng)艱苦卓越的工作,需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的研究。歷經(jīng)二十年,我國(guó)已建設(shè)并完善的大氣腐蝕站網(wǎng)共有十四個(gè),均由國(guó)家級(jí)野外科學(xué)研究試驗(yàn)站組成。經(jīng)過堅(jiān)持不懈地進(jìn)行鋼鐵材料曝曬試驗(yàn),積累了在中國(guó)典型大氣環(huán)境下的鋼鐵材料及制品的大氣腐蝕數(shù)據(jù),同時(shí)開展了一系列有關(guān)熱軋帶鋼產(chǎn)品、鋼鐵材料在大氣環(huán)境中腐蝕規(guī)律的研究,為我國(guó)鋼鐵材料腐蝕科學(xué)的進(jìn)步起到了積極的推動(dòng)作用。

作者:王鑫 趙文廣 單位:1.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2.包鋼(集團(tuán))公司建設(shè)部

【參考文獻(xiàn)】

【1】高澤海,林旭彬,陳秋岸,等.熱帶大氣環(huán)境下鋼鐵材料腐蝕數(shù)據(jù)的分析[J].環(huán)境技術(shù),2015,33(5):22-24.

【2】張波,王曉乾,董彩常,等.青島海洋大氣中橋梁結(jié)構(gòu)鋼的腐蝕模型對(duì)比研究[J].公路交通科技,2013,30(1):69-73.