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原文传递腐蚀对船用旋风子性能影响及涂层耐蚀试验研究

论文题名：	腐蚀对船用旋风子性能影响及涂层耐蚀试验研究
关键词：	船用旋风子;铝合金;阳极氧化;耐蚀试验;数值模拟;燃气轮机
摘要：	目前燃气轮机以其重量轻、尺寸小和机动性好的优点被广泛用于船舶动力。船用燃气轮机在使用过程中面临的主要问题是单位时间摄取的盐分量过大，导致压气机和高温部件腐蚀严重，影响机组的使用寿命。为有效解决海盐带来的腐蚀问题，大多在船用燃气轮机进气口加装进气滤清器，用于保证燃气轮机进气空气品质。旋风滤清器由多个旋风子构成，用于滤除海水溅浪、雨水和大液滴盐雾颗粒。旋风滤清器往往作为滤清装置的第一级直接与海水和盐雾接触。旋风子长期处于高浓度盐雾的工作状态，其材质的选用和表面防腐涂层的耐腐蚀性已成为影响其使用寿命的重要因素，此外腐蚀对其气动性能与分离特性也将产生一定影响。因此开展不同材质旋风子表面涂层耐蚀性试验和腐蚀对其性能影响的研究，可为提高旋风子使用寿命，有效保证船用燃气轮机进气品质具有重要的现实意义。　　本文对不同材质的旋风子进行取样，将不同部位的样品进行阳极氧化和微弧氧化处理，采用不同封闭方式进行封闭，通过对不同涂层的试验测量，获得涂层的性能参数。同时，对试样进行腐蚀试验，通过对腐蚀前后试样进行分析，获得不同试样的耐蚀性能。根据试验所获得的试样表面数据，利用计算流体力学方法模拟腐蚀前后旋风子的气动性能和分离效率特性进行对比分析，以考察在使用寿命内，腐蚀的产生对其工作特性的影响。主要研究工作内容如下：　　1．以5083铝合金和铸造铝合金为材质的旋风子为基体，制备不同处理方式的防护涂层试样。　　2．通过对不同试样涂层的测试分析得到，5083铝合金微弧氧化涂层表面孔洞尺寸较小，成膜质量优于铸造铝合金表面；应用5％浓度硅烷封孔处理的微弧氧化涂层，相比于使用3%浓度硅烷、W610封孔剂封孔的工艺效果更好。5083铝合金阳极氧化涂层表面有大量的微裂纹存在，而铸造铝合金涂层表面有大量的鳞片状结构存在。　　3．通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱图的测试和不同浸泡时间的电化学阻抗谱试验，对5083铝合金、铸造铝合金及其微弧氧化和阳极氧化涂层进行了腐蚀行为和腐蚀机理的研究。腐蚀电化学分析结果显示，阳极氧化的涂层性能优于微弧氧化涂层，5083铝合金阳极氧化涂层耐蚀性能优于铸造铝合金阳极氧化涂层的耐蚀性能。　　4．通过对5083铝合金、铸造铝合金及其微弧氧化和阳极氧化涂层试样的盐雾试验，评价了不同涂层的耐蚀性能。盐雾试验结果显示，经过阳极氧化工艺处理5083铝合金制备的试样具有良好的耐蚀性能。　　5．结合试验所获得的数据，将腐蚀行为转换为试样表面数据，利用计算流体力学方法对旋风子进行数值模拟，研究腐蚀前后模型表面粗糙度对旋风子气动性能和分离特性，对比分析腐蚀前后的数据，发现腐蚀对旋风子性能影响较小，不影响其寿命期间内的正常使用。
作者：	于云亮
专业：	轮机工程
导师：	孙海鸥
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文