数值计算法在流体腐蚀研究中的应用——（II）湍流条件下金属？…

将数据计算与实验研究相结合，引入湍流运动理论，研究了在３．５％ＮａＣｌ溶液中湍流状态下碳钢的流体腐蚀。针对旋转圆盘体系中的流体力学，采用壁函数、κ￣ε两方程，建立了湍流状态下腐蚀的数学模型，并进行了计算与分析。结果表明：数值模拟计算值与实验结果基本一致，验证了在湍流下碳钢的腐蚀过程中仍然是电化学因素起主要作用，临界流体力学参数对阐明与流体流动有关的腐蚀现象具有重要意义。     

数值计算法在流体腐蚀研究中的应用─(Ⅰ)层流条件下金属的腐蚀

采用数值计算法与实验研究相结合,对碳钢在3．5％NaCl溶液中层流状态下的腐蚀进行了研究．结果表明：用材料表面近壁处的流体力学参数（剪切应力τ、传质系数K）比主体中的流体力学参数（流速U）更能准确反映流体对材料腐蚀的影响．针对旋转圆盘体系中的流动体系,建立了流体腐蚀的数学模型,并进行了计算和分析．模拟计算的流体腐蚀速度值与实测值基本吻合,从而验证了所揭示的碳钢在单相流体中的腐蚀机理．     

数值计算法在流体腐蚀研究中的应用——（I）层流条件下金属的腐蚀

采用数值计算法与实验研究相结合，对碳钢在３．５％ＮａＣｌ溶液中层流状态下的腐蚀进行了研究。结果表明：用材料表面近壁处的流体力学参数（剪切应力τ、传质系数Ｋ）比主体中的流体力学参数（流速Ｕ）更能准确反映流体对材料腐蚀的影响。针对旋转圆盘体系中的流动体系，建立了流体腐蚀数学模型，并进行了计算和分析。模拟计算的流体腐蚀速度值与实测值基本吻合，从而验证了所揭示的碳钢在单相流体中的腐蚀机理。     

近壁处流体力学参数对流动腐蚀的影响

依据流体力学基本原理和质量、能量守恒定律,建立了方形管流体系中的流体力学和传质模型.同时,利用壁函数和k-ε湍流运动模型,采用SIMPLE算法,在数值计算介质流速场和介质中氧浓度场的基础上,进一步地计算了介质流动产生的表面切应力和氧在流体边界层中的传质系数,研究了表面切应力和传质系数与介质流速、碳钢流动腐蚀速率间的关系...     

铁素体/奥氏体双相钢在旋转单相流体中腐蚀的数值模拟

引入现代流体力学方法，建立流体力学、传质过程、腐蚀电化学反应的综合数学模型，对双相钢在流动3．5％NaCl水溶液的腐蚀过程进行了数值模拟．探讨了近壁处流体力学参数对双相钢腐蚀过程的作用，模拟结果表明：双相钢的腐蚀主要受阳极过程控制，其中钝化膜中的传质过程是腐蚀的主要控制步骤．计算的腐蚀速度与实测值基本一致,验证双相钢的流体腐蚀机构．     

碳钢在液/固双相管流中磨损腐蚀的电化学行为

利用自行研制的管流动态模拟试验装置，研究了碳钢在液／固双相流中的磨损腐蚀．结果表明：碳钢在含有5％河砂的双相流动3．5％NaCl溶液中。磨损腐蚀速度随流速的增加而显著增大。没有像单相流中出现磨损腐蚀速度显著降低的流速区段，其磨损腐蚀过程仍主要受阴极氧扩散控制．对碳钢施加阴极电流，由于抑制了腐蚀电化学因素，从而大幅度削弱了与流体力学因素间的协同效应，使碳钢的磨损腐蚀大大减轻。     

凝析气田集输管道弯管冲刷腐蚀数值计算

凝析气田集输管道中介质的流态和成分比较复杂,容易引起管道弯管发生冲刷腐蚀,导致管道事故。针对这一现象,将计算流体的方法引入到弯管的冲刷腐蚀的研究中,根据流体流动的规律,建立了弯管冲刷腐蚀的数学模型。根据气田集输管道中的实际运行参数,模拟三种工况下管道弯管中流体的运动。结果显示,管道中确实存在最大剪切应力和最大含液率的区域,并且气相介质流速越大,冲刷腐蚀越严重;弯管结构的改变,引起管道内介质流速和湍流强度等参数发生改变。研究成果可为研究流体力学因素对管道冲刷腐蚀的影响提供指导依据,还可以用以指导实际管道的腐蚀检测和结构的优化,减少气田事故的发生。     

碳钢在流动3%氯化钠溶液中的腐蚀机理的探讨

本文利用自行设计的模拟流动状态的装置,研究了碳钢在流动3%NaCl溶液中的腐蚀规律及施加阴极电流后对腐蚀的影响。结果表明:随着相对流速的增大,碳钢的腐蚀随之加剧,并发现存在一个临界相对流速值。当相对流速小于此值时,腐蚀主要受电化学因素影响。而相对流速大于此值时,流体力学因素开始明显起主导作用,并与电化学因素间的协同效应增强,导致腐蚀速度急剧上升。施加阴极电流后,不仅抑制了电化学因素引起的腐蚀,而且大幅度地削弱了电化学因素与流体力学因素间的协同效应,从而使腐蚀速度大大降低。     

城市污水体系中碳钢的腐蚀行为研究

采用全浸失重法和电化学法,同时结合ESM和EDX研究了碳钢在城市污水中的腐蚀行为.结果表明碳钢在城市污水的长期浸泡中,腐蚀速率处于较稳定的状态,且数值达到0.8 mm/a,现场实际环境中水体的流动作用,大大加速了材料的腐蚀;腐蚀形貌研究发现浸泡中后期腐蚀速率基本恒定是因为在材料表面形成了较致密的腐蚀产物层,对腐蚀介质的渗透或通过氧化膜的传质起到了一定的阻挡作用;正交试验结果表明在城市污水中污染因子的常规含量范围内,NH_4~+-N对碳钢的腐蚀速率影响较大.     

加速腐蚀实验研究碳钢的大气腐蚀行为

目的快速研究大气环境对钢制输电铁塔腐蚀的影响。方法采用室内加速腐蚀实验,研究碳钢试样在湿度和SO2浓度不同的气氛中的腐蚀行为。结果用极化曲线法测得的金属腐蚀速率与失重法测得的结果具有很高的一致性。相对湿度较低时,改变腐蚀性气体的浓度,对碳钢的腐蚀影响不显著;碳钢在高湿度的含SO2气氛中会发生严重腐蚀。结论降低湿度是防止或减缓碳钢在含SO2气氛中腐蚀的有效途径。     

冲刷腐蚀研究方法进展

从实验研究和数值模拟两个方面综述了冲刷腐蚀研究方法进展,实验研究方面概括了各种冲刷腐蚀实验装置、单因素控制方法和腐蚀实验测试方法,数值模拟方面综述了数值模拟在冲刷腐蚀研究中的应用以及冲刷和腐蚀的计算模型。文中还分析了冲刷腐蚀研究中实验和数值模拟存在的主要问题,最后对冲刷腐蚀研究工作今后的发展方向进行了展望。     

复合缓蚀剂对碳钢腐蚀率的影响研究

目的研究异抗坏血酸钠、六偏磷酸钠、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌的复配物在软化水水质中对碳钢腐蚀率的影响。方法通过静态挂片和旋转挂片实验,研究不同浓度、pH值、温度等条件下,复合缓蚀剂对碳钢腐蚀率的影响,对腐蚀机理进行探讨。结果在软化水pH=10,缓蚀剂质量浓度为150 mg/L,温度为50℃的条件下,复合缓蚀剂对碳钢有较好的缓蚀效果,静态挂片实验中碳钢的腐蚀率为0.0303mm/a,缓蚀率为86.31%;旋转挂片实验中碳钢的腐蚀率为0.0350 mm/a,缓蚀率为96.12%。结论在软化水水质中,碳钢的腐蚀率随着复合缓蚀剂投药量、溶液pH值的增大而降低,随着温度的升高而增大。     

流体冲刷作用对SRB的腐蚀行为影响研究

采用数值仿真与实验相结合研究了流体冲刷下SRB的腐蚀行为。基于计算流体动力学(CFD)得到的管道腐蚀区域预测云图和粒子运动轨迹图结果，预判管道腐蚀部位，结果表明管道底部较顶部腐蚀、管道出口处腐蚀较入口处严重；在预判管道腐蚀部位布置研究电极，运用电化学方法以及表面分析方法探究了流体冲刷下SRB的腐蚀规律。结果表明，SRB在金属表面未形成生物膜时(未进行预膜处理)，冲刷腐蚀占主导地位，金属表面有明显的冲刷腐蚀特点，腐蚀产物主要以Fe的氧化物为主。当SRB在金属表面预先形成致密生物膜时(进行预膜处理)，SRB腐蚀占主导地位，生物膜会减缓冲刷腐蚀，但膜下SRB的生命活动会与金属基体发生电子交换，从而发生SRB腐蚀，腐蚀产物主要以硫铁化合物为主。     

碳钢在不同氯盐浓度下腐蚀速率的研究

为研究碳钢腐蚀速率与氯盐浓度关系,以Q235碳钢为例,采用实验与理论分析相结合的方法,对碳钢在2%、3.5%、5%的NaCl溶液中的腐蚀规律进行研究,分析了碳钢腐蚀速率随氯盐浓度的变化规律。结果表明,在不同氯盐浓度环境中,碳钢的腐蚀速率表现为先减小后趋于稳定;在腐蚀初期,由于Cl-的存在使得碳钢表面钝化膜被迅速破坏,因此腐蚀速率较大,且随氯盐浓度升高而增大;稳定后的碳钢腐蚀速率随氯盐浓度增大表现为先增大后减小,且通过分析得到在氯盐浓度为3.5%时腐蚀速率最大。     

海水中碳钢短期腐蚀行为的电化学研究方法

研究了海水中碳钢7周内短期腐蚀行为的电化学测试结果(包括极化曲线、线性极化法、电化学阻抗技术和恒电位阶跃法)的可靠性.结果表明,碳钢在海水中小于2个月的短期浸泡条件下,电化学方法和失重法测定的腐蚀速度均随时间逐渐减小,变化趋势相同,数值基本一致.这表明短期浸泡碳钢表面生成的腐蚀产物虽然阻碍了溶解氧的扩散,降低了腐蚀速度,但没有参加测试过程中的电化学反应.在各种电化学方法中,线性极化法和电化学阻抗技术测定的腐蚀速度与失重法最为接近,误差小于5%,可以用于2个月内短期海水浸泡碳钢的腐蚀速度监测和腐蚀行为评价.     

低合金耐海水腐蚀钢在模拟腐蚀环境下的耐蚀性能研究

以普碳钢为对比样,采用模拟海水全浸和间浸、盐雾、湿热等加速腐蚀实验并结合电化学测试技术研究了Cu-Cr-Mo系低合金耐海水腐蚀钢Q345C-NHY3的耐蚀性能.结果表明：在各种模拟环境条件下与碳钢相比Q345C-NHY3钢都具有较好的耐蚀性能.     

腐蚀与防护类

◇锌及锌合金基电沉积耐蚀复合镀层的研究进展．许乔瑜,蔡勤．腐蚀与防护,2006,27（6） ◇基于缩比模型理论的船舶外加电流阴极保护系统水线下表面电位的研究．于楠,梁成浩,吴建华．腐蚀与防护,2006,27（6） ◇Ni—W—P—SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能．张欢．胡亚敏,郭忠诚．腐蚀与防护,2006,27（6） ◇碳钢在含SO2环境大气中腐蚀机理的研究．陈惠玲．魏雨．腐蚀与防护．2006．27（6）     

粒状腐蚀产物在管道中的沉积机理

利用大涡模拟方法和Lagrangian方法研究了腐蚀产物(颗粒)在核反应堆冷却回路管道中的沉积现象(Reynolds数2.5×105).利用Lagrangian方法跟踪颗粒轨迹,颗粒运动方程中包含牵引力、升力、浮力和重力.流体和颗粒是单相耦合,计算中忽略颗粒-颗粒间碰撞.流场计算结果与实验数据以及直接数值模拟计算结果吻...     

流体力学因素对电极反应作用的定量分析

定义了流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa和Ψc),并进行了计算与分析.结果表明:在35% NaCl流动溶液中,随着流速的增大，仅碳钢腐蚀的阴极反应作用系数(Ψc)急剧增大,其腐蚀率也随之增大,流体力学因素主要加速了碳钢腐蚀的阴极反应过程.对介质充氮除氧后,相同流速条件下,只阴极反应作用系数(Ψc)才显著降低; 加入缓蚀剂后,阴、阳极反应作用系数(Ψa,c)的变化都不大.此时,流体力学因素对阴、阳极反应均无显著影响,碳钢腐蚀率基本不随流速而变化.可见,应用流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa,c),可以定量判定流体力学因素对电极反应的作用大小.     

大块涂层缺陷对碳钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响

采用了环氧煤沥青作为涂层材料，研究了大块涂层缺陷对碳钢腐蚀特性及阴极保护效果的影响，测定了具有面积比例为4．91％大块涂层缺陷的Q235钢于3．5％NaCl水溶液中的交流阻抗谱．结果表明，随着浸泡时间的延长，在自然腐蚀电位下，存在剥离涂层缺陷时碳钢的腐蚀程度高于破损涂层缺陷时碳钢的腐蚀程度；在阴极极化条件下，具有剥离涂层缺陷的碳钢阴极保护效果随时间延长逐渐降低直至最后消失，而具有破损涂层缺陷时阴极保护效果随时间延长优于剥离涂层缺陷；电解质溶液向涂层内部的渗透以及涂层缺陷与钢基体间的缝隙腐蚀是导致具有大块涂层缺陷碳钢腐蚀的主要原因．