深海压力-流体协同作用对有机防腐涂层失效的影响机制

基本信息
批准号:51901040
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:孟凡帝
学科分类:
依托单位:东北大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
有机涂层深海腐蚀失效机制
结项摘要

Organic anticorrosive coating is one of the most commonly used protective means in the marine environment. However, the characteristics of deep-sea environment are greatly different from those of the shallow sea, resulting in significant changes in the failure behavior of coating. The failure mechanism of the organic coating in the deep-sea hydrodynamic environment is still unclear. Previous studies revealed that hydrostatic pressure-fluid condition has a significant synergistic effect on the coating degradation, which is critical to the failure mechanism of organic coating. This project is based on the setup of deep-ocean hydrodynamic environment simulation system and the implementation of in-situ electrochemical measurement, using computational fluid dynamics, finite element simulation and surface analysis methods, to investigate the effect mechanism of hydrostatic pressure-fluid shear stress on the crack growth process of filler/resin interface, to explore the influence of hydrostatic pressure-fluid shear stress on the bubbling extension and the metal corrosion behavior of coating/metal interface. The synergy mechanism of pressure and fluid can be clarified as the scientific basis for the design and development of deep-sea organic coating.

有机防腐涂料是海洋环境中最常用的防护手段之一,然而深海环境特征与浅海差异巨大,导致涂层服役行为显著变化,深海动态流体环境下有机涂层的失效机制目前尚不清楚。前期研究发现深海压力-流体条件对涂层失效存在显著的协同破坏作用,是明确有机涂层失效机制的关键。本项目在搭建深海压力-高流速动态环境模拟系统并实现原位电化学测试的基础上,利用流体力学理论计算、有限元模拟、表面分析等方法,从涂层体系的薄弱环节入手,揭示深海压力-流体剪切力对填料/树脂界面裂纹生长过程的作用机制,探讨深海压力-流体剪切力对涂层/金属界面鼓泡扩展及膜下金属腐蚀行为的影响机制,最终阐明压力-流体的协同作用机理,为深海有机涂层的设计与研发提供科学依据。

项目摘要

有机防腐涂料是海洋环境中最常用的防护手段之一,然而深海环境特征与浅海差异巨大,导致涂层服役行为显著变化,深海动态流体环境下有机涂层的失效机制目前尚不清楚。本项目通过阐明深海压力场-流场协同作用对涂层填料/树脂界面的作用机制,揭示深海动态流体环境下涂层的失效机制,以期填补深海动态环境腐蚀模拟研究的空白,为深海用涂料设计提供理论支撑。.本项目从水传输行为、湿态附着力、电化学特征等方面入手研究了添入不同尺寸、形状的无机填料的环氧涂层在深海压力-流速耦合环境下的失效行为和失效机制,初步建立了添加不同阻挡型填料的有机涂层在深海压力-流速耦合环境下的失效模型,即拥有不同填料/基料界面的有机涂层在深海压力-流速耦合环境下的失效模型。随后在已有实验结果和理论依据的支撑下,利用图像识别技术对深海压力-流速耦合环境下不同服役时间的涂层表面微观形貌进行裂纹特征提取。分析并提出了深海压力-流速耦合环境下有机涂层的表面裂纹随时间的变化特点,为深海用防腐涂层的设计和研发提供理论依据,具有重要的理论和实际意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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