海洋工程的材料失效与防护PDF电子书下载

第1章 绪言 1

1.1 海洋工程的范围 1

1.2 海洋工程的发展与需求 2

1.2.1 海洋是巨大的资源宝库 2

1.2.2 海洋工程的发展状况 4

1.3 海洋工程材料防护和延寿的作用与意义 8

1.3.1 海洋工程中材料与结构的损伤及其危害 8

1.3.2 海洋工程材料防护和延寿的意义 9

参考文献 11

第2章 海洋工程环境 14

2.1 海洋工程环境载荷及其影响 14

2.1 1 海风 14

2.1.2 海浪 14

2.1.3 潮汐 15

2.1 4风暴潮与海啸 15

2.1 5海流 16

2.1.6 海冰 16

2.2 海洋工程的腐蚀环境 17

2.2.1 腐蚀环境的分类 17

2.2.2 海洋大气环境 19

2.2.3 海水全浸环境 19

2.2.4 海水干湿交替环境 21

2.2.5 海泥环境 22

2.3 海洋工程的生物环境 23

2.3.1 微生物及其作用 23

2.3.2 宏观附着生物及其影响 25

2.3.3 海洋钻孔生物及其作用 27

参考文献 28

第3章 海洋腐蚀 30

3.1 海洋腐蚀的破坏形式 30

3.1.1 均匀腐蚀 30

3.1.2 点蚀 30

3.1.3 缝隙腐蚀 35

3.1.4 选择性腐蚀 37

3.1.5 晶间腐蚀 38

3.1.6 电偶腐蚀 40

3.1.7 杂散电流腐蚀 43

3.1.8 应力腐蚀开裂 44

3.1.9 腐蚀疲劳 48

3.1.1 0冲刷腐蚀 49

3.1.1 1 空泡腐蚀 50

3.1.1 2 生物腐蚀 52

3.2 海洋大气腐蚀及其影响因素 53

3.2.1 海洋大气腐蚀的机理 53

3.2.2 海洋大气腐蚀的影响因素 53

3.2.3 海洋大气腐蚀的防护措施 54

3.3 海水腐蚀及其影响因素 54

3.3.1 海水腐蚀的特征及电化学过程 54

3.3.2 影响海水腐蚀的因素 55

3.3.3 防止海水腐蚀的措施 59

3.4 海泥腐蚀及其影响因素 60

参考文献 60

第4章 海洋腐蚀的控制方法 62

4.1 防腐蚀设计 62

4.1.1 确定使用工况及环境条件 62

4.1.2 合理选材 63

4.1.3 防腐蚀结构设计 63

4.1.4 防腐蚀强度设计 64

4.1.5 腐蚀防护措施 65

4.1.6 防腐蚀设计的发展趋势 68

4.2 材料选择 69

4.2.1 考虑腐蚀要求的一般选材原则 70

4.2.2 碳钢及低合金钢 70

4.2.3 不锈钢 73

4.2.4 铜及铜合金 76

4.2.5 铝及铝合金 79

4.2.6 钛及钛合金 83

4.2.7 非金属及复合材料 85

4.3 海洋涂料 87

4.3.1 涂料的基本组成及各成分的作用 88

4.3.2 海洋防腐涂料 89

4.3.3 防污涂料 95

4.4 阴极保护 103

4.4.1 阴极保护原理 104

4.4.2 牺牲阳极阴极保护 105

4.4.3 外加电流阴极保护 108

4.4.4 阴极保护设计技术 111

4.5 热喷涂金属涂层 120

4.5.1 金属涂层防护原理 120

4.5.2 金属涂层制备工艺 122

4.5.3 金属防腐涂层的研究与应用 126

4.6 冲洗缓蚀剂 128

4.7 腐蚀检测及监测技术 129

4.7.1 常规腐蚀检测方法 130

4.7.2 电化学腐蚀检测方法 132

4.7.3 光纤传感腐蚀监测技术 139

参考文献 146

第5章 海洋工程的腐蚀控制 152

5.1 船舶的腐蚀控制 152

5.1.1 船体腐蚀控制 152

5.1.2 船舶内舱的腐蚀控制 163

5.1.3 船舶海水管路系统的腐蚀控制 174

5.1.4 船体杂散电流的腐蚀与防护 180

5.2 钢质港工设施的腐蚀控制 182

5.2.1 钢桩码头的腐蚀控制 182

5.2.2 系泊设施的腐蚀控制 191

5.3 跨海大桥的腐蚀控制 191

5.3.1 大桥基础的腐蚀控制 192

5.3.2 大桥箱梁的腐蚀控制 193

5.3.3 大桥钢索的腐蚀控制 196

5.3.4 大桥腐蚀状况监测 197

5.4 海上油气资源开采设施的腐蚀控制 198

5.4.1 石油平台的腐蚀控制 198

5.4.2 海底管线的腐蚀控制 211

5.4.3 浮式储油轮（FPSO）的腐蚀控制 216

5.4.4 深海腐蚀与防护 221

5.5 海水利用系统的腐蚀控制 226

5.5.1 取水口结构物的腐蚀控制 227

5.5.2 海水管道的腐蚀控制 229

5.5.3 冷却设备的腐蚀控制 231

参考文献 233

第6章 海洋工程混凝土结构的耐久性与延寿技术 233

6.1 钢筋混凝土及其在海洋工程中的应用 238

6.1.1 混凝土材料 238

6.1.2 钢筋混凝土 242

6.1.3 钢筋混凝土结构在海洋工程中的应用 242

6.2 环境对钢筋混凝土海洋工程结构耐久性的影响 244

6.2.1 钢筋混凝土海洋工程结构的环境分析 244

6.2.2 钢筋混凝土海洋工程结构的环境损伤 249

6.2.3 影响钢筋混凝土海洋工程结构耐久性的因素 252

6.3 提高混凝土结构耐久性的方法和延寿技术 257

6.3.1 合理的设计和施工 258

6.3.2 高性能海工混凝土 261

6.3.3 耐腐蚀加强筋 263

6.3.4 混凝土保护涂层 264

6.3.5 混凝土表面硅烷浸渍处理 265

6.3.6 缓蚀剂 266

6.3.7 电化学保护 266

6.3.8 混凝土结构的修复方法 271

参考文献 272

第7章 海洋工程结构的环境－力学损伤行为与预防 272

7.1 海洋工程结构的环境－力学损伤 277

7.1.1 海洋工程结构的应力腐蚀 277

7.1.2 海洋工程结构的腐蚀疲劳 281

7.2 海洋工程结构的抗疲劳设计 284

7.2.1 常用的抗疲劳设计方法 284

7.2.2 材料的S-N曲线 286

7.2.3 材料的ε-N曲线 287

7.2.4 疲劳裂纹扩展速率 288

7.3 疲劳强度测试与安全性评估 290

7.3.1 S-N曲线的测定方法 290

7.3.2 ε-N曲线的测定方法 291

7.3.3 KISCC和da/dt的测定方法 293

7.3.4 腐蚀疲劳裂纹扩展速率的测定方法 296

7.3.5 海洋工程结构的安全性评估 298

7.4 海洋平台结构环境－力学损伤的预防 300

7.4.1 防止海洋平台结构应力腐蚀的措施 300

7.4.2 防止海洋平台结构腐蚀疲劳的措施 301

7.4.3 海洋平台结构设计所采用的安全措施 302

参考文献 304

第8章 船舶及海洋工程动力系统中的磨损失效与预防 304

8.1 船用柴油机的磨损失效与预防 305

8.1.1 摩擦和磨损的种类与机理 305

8.1.2 实例一：船用柴油机汽缸套与活塞环的摩擦与磨损 321

8.1.3 实例二：曲轴与轴承的摩擦与磨损 327

8.1.4 改善内燃机摩擦磨损性能的措施和方法 331

8.2 船舶尾轴的磨损与处理 333

8.2.1 尾轴的分类 333

8.2.2 尾轴磨损后的修复方法 335

8.2.3 尾轴铜套的检修 335

8.3 船机磨损失效零件的修复方法 335

8.3.1 船机零件修复的意义和前提条件 335

8.3.2 相互配合零件磨损后的修复原则 336

8.3.3 船机磨损零件的修复工艺选择 336

8.3.4 机械加工修复工艺 338

8.3.5 电镀修复技术 341

8.3.6 热喷涂修复技术 347

8.3.7 喷熔技术 351

8.3.8 堆焊修复技术 352

8.3.9 典型船机磨损零件的修复实例 353

参考文献 355

索引 356