316L不锈钢在高温环境的氧化行为及氧化膜的冲刷腐蚀研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:fly8468
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在石油化工、能源、动力、冶金、航空航天等领域,普遍存在着高温腐蚀和流动加速腐蚀的问题。在高温高压、多相流动等复杂环境下的冲刷腐蚀,常使金属材料发生不可逆转的物理化学反应而退化,给工业生产,带来重大安全隐患和经济损失。本文选取316L不锈钢作为研究对象,利用高温高压釜和液固两相射流装置进行实验。通过电化学测试、元素测定和表面形貌等手段对316L不锈钢的高温腐蚀机理、氧化膜性质及流动加速腐蚀机理进行研究。论文首先研究了316L不锈钢分别在纯水、Na Cl溶液和Na HCO3溶液中的高温高压腐蚀行为。电化学研究结果表明,在150℃-250℃温度范围内,316L不锈钢在200℃时,耐腐蚀性能最差,在150℃时,耐腐蚀性能最好,这可能是由于在150℃时金属表面氧化膜最致密。与同温度纯水环境相比,316L不锈钢在HCO3-浓度为低浓度(0.05%、0.1%、0.3%)环境时,其耐腐蚀性更强,显示出碳酸氢根离子对316L不锈钢的保护作用。但当HCO3-浓度增大到4.2%时,316L不锈钢在HCO3-溶液中的耐腐蚀性要弱于纯水,这与金属表面同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀有关。论文接着对比了316L不锈钢在含有Cl-和HCO3-溶液内的腐蚀情况。结果表明,Cl-和HCO3-同时存在时会在材料表面存在竞争作用位置行为。当碳酸氢根离子浓度小于氯离子浓度时,碳酸氢根离子会优先吸附在样品表面,抑制氯离子的点蚀作用。而当碳酸氢根离子浓度大于氯离子浓度时,碳酸氢根离子与氯离子则会存在协同作用,促进材料的腐蚀。论文还研究了高温生成的氧化膜在3.5%氯化钠溶液流动冲击条件下的流动加速腐蚀机理。结果表明,存在临界流速现象,使得冲击后的316L不锈钢的耐腐蚀性随流速先升高后降低,在流速为4m/s时样品耐腐蚀性最强。对样品表面氧化膜的分析结果表明,当流体速度超过临界流速时,膜的致密性被高速流体冲刷破坏是耐腐蚀性能降低的主要原因。当流体速度低于临界流速时,流体对样品表面氧化膜的冲刷破坏作用很有限,而流速增大有利于传质过程并能促进氧化膜通过钝化作用快速修复,这是低流速下样品耐腐蚀性提高的主要原因。对比静态腐蚀,在流体动态冲刷下样品腐蚀加剧,这表明同等条件下,流体流动会加速样品腐蚀。
其他文献
在天然气的开采与输送过程中,天然气中含有的液滴含量会影响到压缩机密封系统、燃气轮机叶片和流量计等部件的运行,因此需要设置聚结过滤设备,以脱除气体中的微小液滴。为了解决目前高压天然气聚结过滤元件存在的过滤效率下降和阻力高等问题,本文实验测定了亲油无纺布与超疏油聚结层滤材组合后的性能特性,分析了亲油无纺布结构和放置位置对气液聚结过滤性能的影响。与亲油滤材相比,超疏油材料的过滤效率与品质因子均得到提高。
柴油车尾气排放的炭烟颗粒(PM,也称为Soot)和氮氧化合物(NOx)是两种主要的污染物,炭烟颗粒是造成空气中PM2.5的主要原因,氮氧化合物又容易造成酸雨、光化学烟雾等环境问题。控制柴油车尾气中炭烟颗粒和氮氧化合物的排放具有重要的研究意义。在柴油车尾气后处理技术中,一般利用在柴油颗粒捕集器中涂覆的催化剂氧化NO成为NO2,之后利用NO2的强氧化性能来氧化消除炭烟颗粒。炭烟氧化反应是典型的气(O2
为研究大气边界层中上层大气颗粒物的理化特性,于2018年6月对武当山大气颗粒物及气体气象要素进行了观测,本文主要分析了14.6nm-660nm大气颗粒物数浓度及其粒径分布特征,探讨了区域传输对武当山大气颗粒物的影响;研究了新粒子生成事件的日变化特征及其影响因素;分析了PM2.5中水溶性离子、碳、元素组分特征,并采用不同的方法探究了其污染源类及潜在污染区域的分布。颗粒物粒径谱数据分析表明,武当山夏季
目前,石油及其衍生产品已被广泛应用于医疗、交通、工业生产等各个行业。而且人们对于石油产品的需求量还在迅速增加,但在石油开采、炼化、加工、运输等环节若出现处置不当的问题就有可能会引发一系列石油污染事件,对环境造成严重的破坏。本文针对由成品油管道泄漏所导致的土壤污染,提出了以双相真空抽吸和表面活性剂淋洗作为主体技术对污染现场进行修复的一系列措施。首先,对污染场地进行实地考察,以了解修复现场的土壤质地、
在深水环境中,钢悬链线立管作为无设计张力的细长柔性结构,在平台升沉运动及海床接触载荷的激励下其关键部位容易发生疲劳失效。相比母材,立管环焊缝位置更容易在循环载荷下萌生裂纹。本文基于近年来所发展的结构应力法,对钢悬链线立管环焊缝的疲劳问题进行研究,基于新的疲劳评价理论进一步发展了该种类型立管的监测理论和监测方法。论文首先利用Orca Flex有限元模型计算研究了典型位置上钢悬链线立管环焊缝的承载特点
在石油领域,由于使用涡轮钻具作为动力设备可以有效提升钻井效率,因此其被广泛应用于石油生产行业。但是涡轮钻具整体结构复杂、不易装配等特点严重制约钻具性能的提升。尤其是作为涡轮钻具关键部件的涡轮叶片,其设计与加工一直是涡轮钻具研发中非常重要的一个环节。近年来,随着涡轮钻具性能的提升,涡轮叶片的设计愈加复杂,材料愈加特殊,其对加工工艺的要求愈来愈高,因此有必要引入新的加工工艺以更好的加工制造涡轮叶片。而
由于科技的不断进步以及人口的急剧膨胀,环境问题逐渐成为了人们现在所面临的最大挑战。用半导体光催化材料降解污染物是一种环境友好型技术,TiO2作为光催化材料受到了广泛的关注。然而,TiO2有着较大的带隙(3.2eV),不能在可见光下进行催化降解。为了能更好的利用太阳能,人们开发出多种可见光驱动的光催化材料。钒酸铋由于其合适的带隙(2.4eV)和良好的可见光响应能力以及无毒无害等特点引起了人们的关注与
柴油机尾气中排放的炭烟颗粒物,是大气中PM2.5的主要来源,不仅造成大气污染问题,也会对人民生产生活和身心健康造成危害。因此炭烟颗粒消除是服务蓝天保卫战和大气污染防治攻坚战的重大研究需求。催化净化后处理技术是最有效的控制方法。炭烟催化消除反应是一个复杂的气-固-固三相深度氧化反应,催化剂目前面临三个难点问题需要解决:第一,由于机动车排气温度低于400 oC,因此催化剂必须具有良好的低温性能;第二,
相较于THz辐射和探测技术的快速发展,THz调控技术的研究仍处于初始阶段。由于具有良好的光学各向异性效应,一维金属和半导体纳米材料,特别是一维纳米材料有序阵列,近年来在THz调制领域引起了极大的关注。本文以Ni纳米线为研究主体,探究了Ni纳米线有序阵列对THz波的调控。主要的研究成果如下:(1)利用THz时域光谱技术研究了Ni纳米线阵列的有序性和偏振特性。结果表明Ni纳米线有序阵列具有良好的光学各
危化品道路运输是一个典型的动态过程。在地点、天气、周边环境等不确定性因素的耦合作用下,运输风险时刻动态变化。针对这种特性,建立危化品道路运输动态风险评价模型,实时、量化分析运输风险,找到事故易发的薄弱环节,对危化品的道路运输安全具有重要的现实意义和价值。本文以危化品道路运输系统为研究对象,基于贝叶斯网络对其进行动态风险评估。首先,界定系统构成及运输特点,辨识系统风险,并明确危化品道路运输的动态风险