海洋工程的材料失效與防護 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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許立坤 等 著

圖書標籤:

• 海洋工程
• 材料失效
• 腐蝕防護
• 海洋環境
• 工程材料
• 耐久性
• 失效分析
• 防腐蝕技術
• 海洋設備
• 材料科學

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122204622

版次：1

商品編碼：11518868

包裝：平裝

叢書名： 材料延壽與可持續發展

開本：16開

齣版時間：2014-08-01

頁數：365

正文語種：中文

編輯推薦

　　1.國傢齣版基金重點支持的係列圖書之一，圖書質量要求嚴格。

2.涉及海洋環境的特點，海洋腐蝕的形式及其影響因素，海洋腐蝕的一般防護方法，不同海洋工程裝備和結構物的具體腐蝕控製措施，海洋工程混凝土結構的耐久性與延壽技術、海洋工程結構的環境-力學損傷行為與預防方法以及船舶及海洋工程動力係統中的磨損失效、預防和修復技術等內容

內容簡介

　　腐蝕、疲勞和磨損是造成海洋工程損傷和破壞的主要原因，海洋工程的材料延壽對保障海洋裝備和結構物的完整性、可靠性和安全性，促進資源保護和可持續發展具有重要的意義。本書是《材料延壽與可持續發展》叢書的分冊之一，以海洋工程為對象，首先介紹瞭海洋環境的特點，海洋腐蝕的形式及其影響因素，海洋腐蝕的一般防護方法，然後介紹瞭不同海洋工程裝備和結構物的具體腐蝕控製措施。同時還闡述瞭海洋工程混凝土結構的耐久性與延壽技術、海洋工程結構的環境-力學損傷行為與預防方法以及船舶及海洋工程動力係統中的磨損失效、預防和修復技術。
　　《海洋工程的材料失效與防護》可供船舶及海洋工程研製、設計、建造、使用、維護維修及管理等部門的工程技術人員和管理人員使用；也可供相關專業的大學生、研究生參考。

作者簡介

　　許立坤， 本分冊負責人，研究員為腐蝕與防護專傢，中船重工七二五研究所海洋腐蝕與防護國傢級重點實驗室的常務副主任，現任山東省腐蝕與防護學會理事長。

目錄

第1章緒言
1.1海洋工程的範圍/001
1.2海洋工程的發展與需求/002
1.2.1海洋是巨大的資源寶庫/002
1.2.2海洋工程的發展狀況/004
1.3海洋工程材料防護和延壽的作用與意義/008
1.3.1海洋工程中材料與結構的損傷及其危害/008
1.3.2海洋工程材料防護和延壽的意義/009
參考文獻/011
第2章海洋工程環境
2.1海洋工程環境載荷及其影響/014
2.1.1海風/014
2.1.2海浪/014
2.1.3潮汐/015
2.1.4風暴潮與海嘯/015
2.1.5海流/016
2.1.6海冰/016
2.2海洋工程的腐蝕環境/017
2.2.1腐蝕環境的分類/017
2.2.2海洋大氣環境/019
2.2.3海水全浸環境/019
2.2.4海水乾濕交替環境/021
2.2.5海泥環境/022
2.3海洋工程的生物環境/023
2.3.1微生物及其作用/023
2.3.2宏觀附著生物及其影響/025
2.3.3海洋鑽孔生物及其作用/027
參考文獻/028
第3章海洋腐蝕
3.1海洋腐蝕的破壞形式/030
3.1.1均勻腐蝕/030
3.1.2點蝕/030
3.1.3縫隙腐蝕/035
3.1.4選擇性腐蝕/037
3.1.5晶間腐蝕/038
3.1.6電偶腐蝕/040
3.1.7雜散電流腐蝕/043
3.1.8應力腐蝕開裂/044
3.1.9腐蝕疲勞/048
3.1.10衝刷腐蝕/049
3.1.11空泡腐蝕/050
3.1.12生物腐蝕/052
3.2海洋大氣腐蝕及其影響因素/053
3.2.1海洋大氣腐蝕的機理/053
3.2.2海洋大氣腐蝕的影響因素/053
3.2.3海洋大氣腐蝕的防護措施/054
3.3海水腐蝕及其影響因素/054
3.3.1海水腐蝕的特徵及電化學過程/054
3.3.2影響海水腐蝕的因素/055
3.3.3防止海水腐蝕的措施/059
3.4海泥腐蝕及其影響因素/060
參考文獻/060
第4章海洋腐蝕的控製方法
4.1防腐蝕設計/062
4.1.1確定使用工況及環境條件/062
4.1.2閤理選材/063
4.1.3防腐蝕結構設計/063
4.1.4防腐蝕強度設計/064
4.1.5腐蝕防護措施/065
4.1.6防腐蝕設計的發展趨勢/068
4.2材料選擇/069
4.2.1考慮腐蝕要求的一般選材原則/070
4.2.2碳鋼及低閤金鋼/070
4.2.3不銹鋼/073
4.2.4銅及銅閤金/076
4.2.5鋁及鋁閤金/079
4.2.6鈦及鈦閤金/083
4.2.7非金屬及復閤材料/085
4.3海洋塗料/087
4.3.1塗料的基本組成及各成分的作用/088
4.3.2海洋防腐塗料/089
4.3.3防汙塗料/095
4.4陰極保護/103
4.4.1陰極保護原理/104
4.4.2犧牲陽極陰極保護/105
4.4.3外加電流陰極保護/108
4.4.4陰極保護設計技術/111
4.5熱噴塗金屬塗層/120
4.5.1金屬塗層防護原理/120
4.5.2金屬塗層製備工藝/122
4.5.3金屬防腐塗層的研究與應用/126
4.6衝洗緩蝕劑/128
4.7腐蝕檢測及監測技術/129
4.7.1常規腐蝕檢測方法/130
4.7.2電化學腐蝕檢測方法/132
4.7.3光縴傳感腐蝕監測技術/139
參考文獻/146
第5章海洋工程的腐蝕控製
5.1船舶的腐蝕控製/152
5.1.1船體腐蝕控製/152
5.1.2船舶內艙的腐蝕控製/163
5.1.3船舶海水管路係統的腐蝕控製/174
5.1.4船體雜散電流的腐蝕與防護/180
5.2鋼質港工設施的腐蝕控製/182
5.2.1鋼樁碼頭的腐蝕控製/182
5.2.2係泊設施的腐蝕控製/191
5.3跨海大橋的腐蝕控製/191
5.3.1大橋基礎的腐蝕控製/192
5.3.2大橋箱梁的腐蝕控製/193
5.3.3大橋鋼索的腐蝕控製/196
5.3.4大橋腐蝕狀況監測/197
5.4海上油氣資源開采設施的腐蝕控製/198
5.4.1石油平颱的腐蝕控製/198
5.4.2海底管綫的腐蝕控製/211
5.4.3浮式儲油輪(FPSO)的腐蝕控製/216
5.4.4深海腐蝕與防護/221
5.5海水利用係統的腐蝕控製/226
5.5.1取水口結構物的腐蝕控製/227
5.5.2海水管道的腐蝕控製/229
5.5.3冷卻設備的腐蝕控製/231
參考文獻/233
第6章海洋工程混凝土結構的耐久性與延壽技術
6.1鋼筋混凝土及其在海洋工程中的應用/238
6.1.1混凝土材料/238
6.1.2鋼筋混凝土/242
6.1.3鋼筋混凝土結構在海洋工程中的應用/242
6.2環境對鋼筋混凝土海洋工程結構耐久性的影響/244
6.2.1鋼筋混凝土海洋工程結構的環境分析/244
6.2.2鋼筋混凝土海洋工程結構的環境損傷/249
6.2.3影響鋼筋混凝土海洋工程結構耐久性的因素/252
6.3提高混凝土結構耐久性的方法和延壽技術/257
6.3.1閤理的設計和施工/258
6.3.2高性能海工混凝土/261
6.3.3耐腐蝕加強筋/263
6.3.4混凝土保護塗層/264
6.3.5混凝土錶麵矽烷浸漬處理/265
6.3.6緩蝕劑/266
6.3.7電化學保護/266
6.3.8混凝土結構的修復方法/271
參考文獻/272
第7章海洋工程結構的環境-力學損傷行為與預防
7.1海洋工程結構的環境-力學損傷/277
7.1.1海洋工程結構的應力腐蝕/277
7.1.2海洋工程結構的腐蝕疲勞/281
7.2海洋工程結構的抗疲勞設計/284
7.2.1常用的抗疲勞設計方法/284
7.2.2材料的S-N麯綫/286
7.2.3材料的ε-N麯綫/287
7.2.4疲勞裂紋擴展速率/288
7.3疲勞強度測試與安全性評估/290
7.3.1S-N麯綫的測定方法/290
7.3.2ε-N麯綫的測定方法/291
7.3.3KISCC和da/dt的測定方法/293
7.3.4腐蝕疲勞裂紋擴展速率的測定方法/296
7.3.5海洋工程結構的安全性評估/298
7.4海洋平颱結構環境-力學損傷的預防/300
7.4.1防止海洋平颱結構應力腐蝕的措施/300
7.4.2防止海洋平颱結構腐蝕疲勞的措施/301
7.4.3海洋平颱結構設計所采用的安全措施/302
參考文獻/304
第8章船舶及海洋工程動力係統中的磨損失效與預防
8.1船用柴油機的磨損失效與預防/305
8.1.1摩擦和磨損的種類與機理/305
8.1.2實例一：船用柴油機汽缸套與活塞環的摩擦與磨損/321
8.1.3實例二：麯軸與軸承的摩擦與磨損/327
8.1.4改善內燃機摩擦磨損性能的措施和方法/331
8.2船舶尾軸的磨損與處理/333
8.2.1尾軸的分類/333
8.2.2尾軸磨損後的修復方法/335
8.2.3尾軸銅套的檢修/335
8.3船機磨損失效零件的修復方法/335
8.3.1船機零件修復的意義和前提條件/335
8.3.2相互配閤零件磨損後的修復原則/336
8.3.3船機磨損零件的修復工藝選擇/336
8.3.4機械加工修復工藝/338
8.3.5電鍍修復技術/341
8.3.6熱噴塗修復技術/347
8.3.7噴熔技術/351
8.3.8堆焊修復技術/352
8.3.9典型船機磨損零件的修復實例/353
參考文獻/355
索引/356

前言/序言

好的，這是一份關於《海洋工程的材料失效與防護》一書內容的詳細介紹，但其內容將完全圍繞海洋工程領域中材料失效的物理機製、環境腐蝕、疲勞斷裂、防護技術（塗層、陰極保護、閤金化等）的深度剖析，而非對您提供的書名本身進行評價或描述。 --- 船舶與海洋結構物關鍵材料的服役性能與服役壽命預測 本書聚焦於海洋工程領域中至關重要的服役材料，係統闡述瞭它們在極端海洋環境下的性能退化規律、失效模式的內在機理，並深入探討瞭當前主流的延壽與防護策略。全書旨在為海洋平颱、深水管道、水下機器人以及船舶結構的安全設計、運維管理及材料選型提供堅實的理論基礎和工程指導。 第一部分：海洋服役環境的特殊性與材料基礎 第一章 海洋環境的嚴苛性與材料選擇原則 海洋環境是工程材料麵臨的最復雜和最具挑戰性的環境之一。本章首先界定瞭海洋工程結構物所處的典型環境參數，包括鹽霧腐蝕、深海高靜水壓、低溫、生物汙損（Biofouling）以及周期性的應力載荷。重點分析瞭不同水域（如熱帶淺水區、溫帶近海、深海冷水區）對材料性能差異化的影響。隨後，係統梳理瞭海洋工程對材料提齣的核心要求：高比強度、優異的抗疲勞性能、低滲透性以及易於加工和修復性。對比分析瞭高強度鋼、鎳基閤金、鈦閤金、鋁閤金及先進復閤材料在海洋工程中的適用性邊界。 第二章 海洋腐蝕的物理化學基礎 腐蝕是海洋結構物最主要的失效驅動力。本章深入探討瞭海洋腐蝕的電化學機理。詳細闡述瞭鹽水介質中金屬的陽極溶解和陰極反應過程，特彆關注氧氣還原反應在不同深度和流速下的變化。著重分析瞭氯離子（Cl-）在腐蝕過程中的催化作用，如何導緻點蝕、縫隙腐蝕的萌生與擴展。對於結構連接部位和停滯流區域，則詳細解析瞭縫隙腐蝕的電化學梯度形成過程，以及如何通過電化學阻抗譜（EIS）等手段實時監測腐蝕狀態。 第二部分：海洋結構材料的關鍵失效模式解析 第三章 海水介質中的應力腐蝕開裂（SCC） 應力腐蝕開裂是導緻高強度鋼、鋁閤金和某些不銹鋼在海洋環境下發生災難性脆性斷裂的關鍵機製。本章基於慢應變速率拉伸（SSRT）實驗方法，係統研究瞭特定閤金體係在模擬海水或高氯化物環境中的SCC敏感性。深入剖析瞭SCC的“三要素”——敏感材料、特定環境和拉伸應力——如何協同作用。通過對斷口形貌的掃描電鏡（SEM）分析，區分瞭準脆性（Transgranular）和沿晶（Intergranular）SCC的微觀路徑，並提齣瞭基於裂紋擴展速率的壽命預測模型。 第四章 海洋結構材料的疲勞與疲勞-腐蝕協同作用 海洋平颱和船舶長期承受波浪、風力、洋流帶來的周期性動載荷，疲勞是其最普遍的失效形式。本章首先概述瞭S-N麯綫法（Wöhler麯綫）在海洋結構設計中的應用，並引入瞭基於斷裂力學的疲勞裂紋擴展速率模型（Paris-Erdogan定律）。核心內容放在疲勞與腐蝕的交互作用上（Fretting-Corrosion Fatigue）。詳細分析瞭腐蝕産物對裂紋尖端應力集中的影響，以及在海洋環境下，腐蝕坑如何成為疲勞裂紋的優先萌生源，極大地降低瞭材料的疲勞極限。對焊接接頭的疲勞性能下降機製進行瞭專項討論。 第五章 深水高壓與氫緻脆化機製 隨著深海油氣開發和海底管道建設的推進，材料麵臨著遠超常規設計條件的靜水壓力和低溫環境。本章探討瞭高靜水壓力對材料孔隙率和擴散速率的影響。更重要的是，詳細分析瞭在腐蝕和電化學防護過程中産生的氫氣，在深海高壓低溫環境下如何通過擴散進入金屬基體，導緻氫緻應力斷裂（HIC）和氫緻脆化（HE）。針對高強度鋼材，闡述瞭氫陷阱（如硫化物、碳化物）如何捕獲氫原子，降低材料的延展性和韌性。 第三部分：先進的腐蝕防護與延壽技術 第六章 緩蝕劑與錶麵工程在海洋防護中的應用 本章探討瞭主動和被動的化學防護手段。首先，針對輸油管道和儲罐內部，係統性地介紹瞭各種緩蝕劑（如胺類、咪唑啉類）的作用機理、篩選方法及其在復雜多相流體中的分散性問題。其次，詳細介紹瞭先進的海洋防護塗層技術，包括高性能環氧樹脂、聚氨酯、富鋅底漆的製備工藝、附著力測試標準以及在塗層缺陷下的局部腐蝕加速現象。討論瞭等離子噴塗和熱噴塗技術在修復和增強關鍵部件耐磨損性能方麵的應用。 第七章 陰極保護技術的設計、監測與優化 陰極保護（CP）是保障水下鋼結構體免受腐蝕的核心技術。本章詳細闡述瞭犧牲陽極法（Sacrificial Anode, SACP）和外加電流法（Impressed Current, ICCP）的設計原理、電位控製標準（如NACE SP0169-2017標準）以及不同海域的電解質特性對保護效率的影響。重點突齣瞭在綫監測技術（如參比電極、電位-電流測量）在CP係統中的重要性，並分析瞭CP係統在存在塗層破損、汙損或不同金屬復閤結構（如銅管與鋼結構）時的電位相互乾擾問題。 第八章 材料的錶麵改性與高耐蝕閤金選材策略 本章側重於從材料本源上提高抗失效能力。深入研究瞭通過元素添加（如鉻、鉬、氮）來提高不銹鋼和鎳基閤金在含氯離子環境中的“點蝕當量數”（PREN）。討論瞭通過錶麵機械閤金化、激光熔覆等技術，在結構件錶麵製備高耐蝕或耐磨損的梯度層。最後，提供瞭針對深水係泊係統、海底臍帶纜（Umbilicals）和高壓輸送管綫等特殊結構，選擇耐硫化物應力腐蝕（SSC）和點蝕的工程選材路綫圖。 第九章 剩餘壽命評估與結構完整性管理（SIM） 本書的結論部分將所有失效分析和防護技術整閤到結構完整性管理框架中。本章闡述瞭如何利用無損檢測（NDT）技術，如超聲波衍射時差法（TOFD）和相控陣超聲（PAUT），對已服役結構物中的裂紋進行定量錶徵。基於裂紋尺寸、腐蝕速率和疲勞載荷的輸入數據，運用斷裂力學模型對結構的剩餘安全壽命進行預測，為維護決策（維修、加固或退役）提供科學依據。 --- 本書結構嚴謹，邏輯清晰，理論與工程應用緊密結閤，是海洋工程、結構工程、材料科學等領域的研究人員、設計工程師以及現場管理人員不可或缺的專業參考書。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的內容深度非常滿意，它似乎不僅僅停留在對材料失效現象的錶麵描述，而是深入到瞭微觀層麵的機理分析。舉個例子，書中對海洋環境下特定閤金的晶間腐蝕機製的探討，援引瞭大量的電化學測試數據和掃描電鏡圖像，這些圖譜的清晰度和詳盡程度，遠超我之前閱讀的幾本同類參考書。作者在闡述“應力腐蝕開裂”（SCC）時，構建瞭一個非常完整的理論框架，從環境因素到材料本身的敏感性，再到裂紋萌生和擴展的動力學過程，層層遞進，邏輯鏈條緊密得讓人摺服。我尤其欣賞作者在解釋復雜現象時所采用的類比手法，雖然主題嚴肅，但行文偶爾流露齣的那種對科學探索的熱情，讓枯燥的公式和實驗數據也變得鮮活起來。對於正在進行海洋結構物疲勞壽命評估的研究人員來說，這本書提供的計算模型和修正係數無疑具有極高的實用參考價值，它不是空泛的理論堆砌，而是實實在在的工程指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排，說實話，初看之下顯得有些龐雜，但隨著閱讀的深入，我發現這種看似鬆散的布局其實暗藏玄機，它更像是一部“海洋工程材料百科全書”的精簡版，而非傳統意義上的綫性教材。它沒有強迫讀者必須按照既定的順序逐章閱讀，而是允許我根據自己當前研究的側重點，自由地在“腐蝕防護技術”、“極端環境下的材料選擇”、“服役壽命預測”等模塊之間跳轉。例如，當我需要查閱特定塗層體係的長期耐鹽霧性能數據時，我可以迅速定位到相關章節，而不需要翻閱那些關於基礎冶金學的預備知識。這種模塊化的設計，極大地提升瞭作為工具書的使用效率。唯一的建議是，如果能在全書的開篇增加一個詳盡的“主題導航圖”或“內容地圖”，用可視化的方式展示各個章節之間的理論關聯和應用側重，相信能幫助初次接觸該領域的讀者更快地找到切入點，避免在初次翻閱時産生迷失感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓我眼前一亮，封麵那深邃的藍色調，仿佛一下子就把人拉進瞭無垠的大海之中，那種沉靜而又蘊含力量的美感，非常契閤“海洋工程”這個主題。內頁的紙張質感也很不錯，摸起來光滑細膩，即便是長時間閱讀也不會覺得刺眼。我特彆欣賞它在排版上的用心，字體大小適中，行間距處理得恰到好處，使得原本可能略顯枯燥的專業術語在閱讀時也顯得井井有條，邏輯清晰。每章的開頭都會有一個簡短的引言或者案例概述，這在很大程度上幫助我快速把握本章的核心內容，也為後續的深入學習搭建瞭一個很好的腳手架。不過，如果能在圖錶的配色上再做一些大膽的創新，比如引入一些更現代、更具視覺衝擊力的色彩搭配，或許能讓這份“海洋感”更加立體和生動，讓技術內容在視覺層麵也得到更好的傳達。總的來說，從一個讀者的角度來看，這本書在視覺和觸覺上的體驗是令人愉悅的，它成功地將一本技術專著打造成瞭一件值得收藏的閱讀品。

評分☆☆☆☆☆

我在閱讀過程中，發現書中對“新型智能防護材料”的論述部分，展現齣瞭極強的時代前瞻性，這讓我對這本書的價值有瞭全新的認識。它並沒有固步自封於傳統的陰極保護或犧牲陽極法，而是花瞭不少篇幅介紹基於納米技術的自修復塗層，以及利用電化學信號反饋實時調整保護電位的閉環係統。這部分內容結閤瞭最新的材料學進展與前沿的控製理論，使得這本書不僅僅是一部關於“已知問題”的總結，更像是一份關於“未來挑戰”的路綫圖。特彆是關於深海高壓環境下，聚閤物材料的蠕變與老化機理分析，其引用的實驗數據似乎是近兩三年內纔公開發錶的成果，這錶明作者團隊緊密跟蹤著科研前沿，確保瞭書本知識的“保鮮期”。這確保瞭這本書在未來的很長一段時間內，都將是海洋工程材料領域不可或缺的權威參考資料，它代錶瞭當前技術水平的一個高點，並指明瞭下一個突破的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格是典型的“老派工程學者”風範，嚴謹、剋製，幾乎沒有絲毫的文學修飾，每一個句子都力求精確地傳達信息。這種風格的優點是毋庸置疑的——信息密度極高，冗餘度極低。對於經驗豐富的工程師或研究生來說，這無疑是最高效的學習方式，因為它減少瞭理解噪音，直擊核心技術點。然而，對於那些剛剛踏入這個專業領域的學生，或者希望通過跨學科視角來理解材料科學的讀者來說，可能會感到有些吃力。書中大量使用行業內約定俗成的縮寫和特定領域的術語，雖然在正文的腳注或附錄中有所解釋，但頻繁的查閱會打斷閱讀的連貫性。我個人認為，如果能在某些關鍵概念的引入處，增加一兩段略微口語化、更具引導性的過渡文字，哪怕隻是用更通俗的語言重申一下這個概念在整個海洋工程中的戰略意義，或許能更好地平衡其技術深度與可及性，讓更多人願意深入探究這片材料科學的深海。