Page 55 - 理化检验-物理分册2021年第四期
P. 55

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202104010

                               腐蚀疲劳试验系统的开发及应用








                                 邢承亮,孙晓冉,安治国,赵中昱,宋   月,孙江欢,白丽娟



                                        ( 河钢集团钢研总院 理化检测中心,石家庄 050000 )
                    摘   要: 海洋工程用钢服役时一直受到环境腐蚀和疲劳载荷的耦合作用, 而传统的腐蚀、 疲劳单
                 项评估已不能满足检测需求, 因此开发了一套腐蚀疲劳试验系统来测试材料在腐蚀环境下的疲劳
                 寿命, 并使用该系统对海洋工程用 S690QL 高强钢板在腐蚀环境下的疲劳寿命进行了测试。结果
                 表明: 该系统可以对试验温度、 流速、 腐蚀介质 p H 值等参数精准控制, 并可以实现材料在腐蚀与疲
                 劳耦合作用下的性能评估。在相同的循环应力下, 材料受到模拟海水腐蚀和疲劳载荷耦合作用的
                 疲劳寿命大大低于在空气中室温下的疲劳寿命。

                    关键词: 腐蚀疲劳试验系统;耦合作用;环境腐蚀;疲劳载荷;疲劳寿命




                    中图分类号: TG115    文献标志码: A    文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 04-0039-04

                       Develo p mentandA pp licationofCorrosionFati g ueTestS y stem

                     XINGChen g lian g SUNXiaoran , ANZhi g uo , ZHAOZhon gy u , SONGYue , SUNJian g huan , BAILi j uan
                                  ,

                      ( Ph y sicalandChemicalTestCenter , HBISGrou pResearchInstitute , Shi j iazhuan g050000 , China )


                     Abstract : Marineen g ineerin gsteelhasbeensub j ectedtothecou p lin geffectofenvironmentalcorrosionand

                fati g ueload , butthetraditionalsin g leassessmentofcorrosionandfati g uecannotmeetthetestdemand.Therefore ,

                asetofcorrosionfati g uetests y stem wasdevelo p edtotestthefati g uelifeofmaterialsincorrosionenvironment , and

                thefati g uelifeofS690QLhi g hstren g thsteel p lateusedinmarineen g ineerin gwastestedincorrosionenvironment

                withthes y stem.Theresultsshowthatthes y stemcanaccuratel y controlthetesttem p erature , flowrate , p Hvalue

                ofcorrosive medium andotherp arameters , andcanrealizethep erformanceevaluationof materialsunderthe

                cou p lin geffectofcorrosionandfati g ue.Underthesamec y clicstress , thefati g uelifeofthe materialunderthe

                cou p lin geffectofsimulatedseawatercorrosionandfati g ueloadwasmuchlowerthanthatinairatroomtem p eratre.


                     Ke y words : corrosionfati g uetests y stem ; cou p lin g effect ; environmentalcorrosion ; fati g ueload ; fati g uelife
               我国海洋油气资源储量巨大但探明率远低于世                            自然灾害带来的疲劳载荷作用, 这种环境腐蚀与疲劳
            界平均水平, 主要原因是海洋装备材料研发及应用的                           载荷的耦合作用会造成装备主承力结构提前被破坏
            落后  [ 1 ] 。近年来, 随着我国海洋工业的不断发展, 尤                   甚至断裂    [ 6-8 ] , 严重影响了装备的可靠安全服役         [ 9-11 ] 。
            其是在国家发展海洋战略的背景下, 海洋平台建设迎                           因此, 研发一套腐蚀环境系统与疲劳试验机结合的装
            来了新的高速发展时期。国内钢厂充分利用机遇, 进                           置来测试材料在腐蚀环境与疲劳载荷耦合作用下的
            行了海洋工程用钢的研发、 认证及生产应用                  [ 2 ] 。海洋    腐蚀疲劳寿命显得极为重要。为此, 笔者研发了一套
            平台装备得到了不断发展, 这也使得装备服役环境由                           上述试验装置, 可根据需求对腐蚀介质的 p H 、 温度、
            沿海向岛礁甚至深海进一步拓展,“ 高温、 高湿、 高盐                        流速及疲劳载荷波形、 加载频率、 受力状态等试验条

            雾、 强太阳辐射” 的“ 三高一强”严酷海洋环境对装备                        件进行个性化设计, 且该装置能有效评估材料在环境
            的材料及结构造成了严重的腐蚀和破坏                  [ 3-5 ] 。与此同    腐蚀与疲劳载荷耦合作用下的性能变化。
            时, 装备自身会受到海浪、 海啸、 强风暴、 海底地震等
                                                              1  腐蚀疲劳试验系统的设计
                收稿日期: 2020-06-15
                作者简介: 邢承亮( 1987- ), 男, 工程师, 主要从事金属材料研发        1.1  腐蚀容池
                                                                   腐蚀容池材料采用耐腐蚀性好、 力学性能高、 透
            及力学性能研究工作, 834119960@ qq .com
                                                                                                         3 9
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