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换热器广泛应用于各种工业生产中,碳钢和不锈钢是换热器使用最广泛的基本材料,腐蚀是换热器服役失效的重要因素之一。换热管是换热器的核心组成部分,冷热流体介质在换热管金属壁面上进行传热过程。传热过程一方面会改变换热管金属壁面的温度,另一方面传热过程会在换热管金属壁面上形成传热界面。我们前期研究中发现金属界面的传热作用会影响缓蚀剂的作用效果,但是否影响金属本身的腐蚀行为仍不清楚。传热过程的数值理论计算复杂繁琐,涉及大量经验公式,金属传热界面的壁面温度难以求解,计算效率低。因此本文通过有限元分析软件COMSOL Multiphysics 5.3a对自制模拟低温传热面测试体系与自行设计改造高压釜制备的高温传热面测试体系进行数值模拟计算,得到金属传热界面的准确温度。在此基础上通过电化学测试方法与表面形貌分析等手段,研究了氨水(3 wt.%)介质中低温(<100°C)与高温传热面(170240°C)对Q235碳钢与304不锈钢腐蚀行为的影响。主要研究结果如下:(1)确定Q235碳钢与304不锈钢低温传热面测试体系中,氨水传热介质温度(T1)与氨水溶液温度(T2)的参数设置。其中包含三种传热条件,分别是热量平衡条件(T1=T2)、吸收热量条件(T1>T2)与放出热量条件(T1<T2)。三种传热条件下Q235碳钢和304不锈钢测试表面的温度均为50.0±0.5°C。其中Q235碳钢低温传热面测试体系中三种传热条件下,T1-T2的参数设置分别为:51.5°C-51.5°C(热平衡)、66.0°C-38.0°C(吸热)与36.0°C-66.0°C(放热)。304不锈钢低温传热面测试体系中三种传热条件下,T1-T2的设置参数分别为:51.7°C-51.7°C(热平衡),66.0°C-39.0°C(吸热),35.0°C-66.0°C(放热)。(2)在低温传热面测试体系中,采用阻抗与极化曲线等电化学测试方法,研究了不同传热条件对Q235碳钢与304不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明,放热条件对Q235碳钢的腐蚀起抑制作用,吸热条件对Q235碳钢的腐蚀起促进作用。腐蚀电流密度icorr的大小顺序为:icorr(放热)<icorr(热平衡)<icorr(吸热)。吸热条件的腐蚀电流密度比热平衡条件增加约71.3%,放热条件的腐蚀电流密度比热平衡条件降低约28.8%。304不锈钢腐蚀电流密度的大小顺序为:icorr(放热)<icorr(热平衡)<icorr(吸热),吸热条件的腐蚀电流密度比热平衡条件增加约23.0%,放热条件的腐蚀电流密度比热平衡条件降低约16.9%。低温传热面对Q235碳钢和304不锈钢腐蚀行为的影响效果相同。(3)确定高压釜高温传热面测试体系中,Q235碳钢与304不锈钢外表面温度(Tw)的实际数值。氨水溶液介质的温度(Ts)与加热管顶部的温度(Th)通过热电偶测量。在高温传热面1#(Ts=170°C,Th=200°C)的条件中,Tw(Q235碳钢)=226°C,Tw(304不锈钢)=218°C。在高温传热面2#(Ts=200°C,Th=240°C)的条件中,Tw(Q235碳钢)=263°C,Tw(304不锈钢)=261°C。(4)在高温传热面测试体系中,采用阻抗与极化曲线等电化学测试方法,研究了不同传热条件对Q235碳钢与304不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明高温传热面的存在降低了Q235碳钢与304不锈钢的耐蚀性能。当存在高温传热面1#时,相比不存在传热面的条件,Q235碳钢的腐蚀电流密度增加约58.5%,304不锈钢的腐蚀电流密度增加约97.4%。当存在高温传热面2#时,相比不存在传热面的条件,Q235碳钢的腐蚀电流密度增加约88.5%,304不锈钢的腐蚀电流密度增加约79.7%。高温传热面对Q235碳钢和304不锈钢腐蚀行为的影响效果相同。