金属在液固两相流中的冲刷腐蚀

液固两相流体的冲刷腐蚀行为较单相流体更为复杂,在相同液相介质的情况下,其冲刷腐蚀对材料的破坏程度更为严重。综述了国内外对液固两相流的冲刷腐蚀体系开展的研究,对冲刷腐蚀的过程有了进一步的认识,对冲刷腐蚀的影响规律和危害性进行了论述,从而为材料的选用提供一定的参考依据。     

液固两相流对金属材料冲刷腐蚀的研究现状及展望

液固两相流条件下的金属冲刷腐蚀严重影响油气田安全生产。综述了在液固两相流条件下金属材料冲刷腐蚀的研究现状,列举了液固两相流对金属冲刷腐蚀的研究方法,探讨了液固两相流对金属冲刷腐蚀的机理,并对其相关研究的发展趋势进行展望。     

不锈钢与碳钢的液固两相流冲刷腐蚀磨损研究

利用液固两相流冲刷腐蚀磨损实验机模拟了不同的冲刷腐蚀磨损工况,并研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢和T8钢在不同实验条件下的冲刷腐蚀行为.研究结果表明:提高冲刷速度和浆料温度都加剧了材料的损伤和破坏,T8钢冲刷腐蚀失重率远大于1Cr18Ni9Ti不锈钢,因此在酸性浆料中,要使材料具有优良的耐冲刷腐蚀性能,材料首先必须具备优良的耐蚀性,同时应兼有优良的耐磨性,两者合理的配合尤为重要.1Cr18Ni9Ti不锈钢和T8钢冲刷腐蚀失重率均在冲蚀角度为45°时出现极大值,表明冲蚀角度在45°时,对材料产生的损伤强度最大,因此在设计管道时应尽量避免45°冲蚀角结构.     

两相流中两种油套管钢腐蚀磨损的交互作用

为了直观方便的分析研究材料腐蚀磨损的交互作用,在交互作用绝对速率法和协同作用率法的基础上提出交互作用因子来表示交互作用程度.选用N80和P110两种油套管钢在两相流的硫酸腐蚀介质中,采用自制的磨损装置分别研究其腐蚀磨损性能,以三种不同的表达式分别给出和分析了腐蚀磨损交互作用图.结果表明,较N80钢硬度和耐蚀性略高的P110钢具有较小的腐蚀磨损交互作用;采用协同作用率和交互作用因子较绝对速率法具有更准确和更好的可比性,而使用交互作用因子较协同作用率更直观更简便;腐蚀磨损的协同作用是腐蚀过程和应力作用相互强化的结果.     

多级冲压泵固液两相流冲蚀特性

基于离散相模型和标准k-ε湍流模型,对多级冲压泵首级和次级流场进行数值模拟。计算不同固相颗粒质量浓度时的外特性和过流部件冲蚀特性,分析颗粒体积分数分布、流场速度和颗粒运动轨迹,研究其对冲蚀特性的影响。结果表明:随着颗粒浓度的上升,冲压泵的单级扬程和效率线性衰减,当颗粒质量浓度为90 kg/m^3时,单级扬程下降6.89%,效率下降6.95%;叶轮和导叶的冲蚀率与颗粒质量浓度指数正相关,叶片与后盖板的连接处、导叶叶片转弯部分的磨损率最高;较高的颗粒浓度与冲击速度、更为频繁的颗粒冲击是造成上述区域较高的冲蚀率的主要原因。     

球泡在固液两相中的溃灭研究

建立了可压缩固液两相流中单球泡泡壁运动的动力学方程，通过数值计算分析了液体可压缩性，固体颗粒粒径及球泡溃灭特性的影响，定性地解释了在小粒径泥沙条件下发生泥沙磨损和空蚀联合破坏的机理。     

地下咸水阴离子协同作用对316L不锈钢耐蚀性能的影响

滨海地区地下咸水对地源热泵换热系统中不锈钢材料的腐蚀十分严重.采用动电位极化扫描和电化学阻抗谱等方法研究了模拟咸水中不同阴离子协同作用下316L不锈钢的腐蚀行为.结果表明:随着Cl-浓度的增加,316L不锈钢耐蚀性降低.SO42-与Cl-协同作用时,高浓度的SO42-抑制了Cl-对316L不锈钢表面膜的破坏,增强其耐蚀性,低浓度的SO42-则降低其耐蚀性;而HCO3-与Cl-的协同作用对316L不锈钢耐蚀性影响的规律与之相反.当这3种阴离子共存时,其协同作用加速了316L不锈钢的腐蚀.这为不同地下水环境条件下地源热泵系统的选材提供了参考.     

316L和Hastelloy C合金在不同温度循环废酸中的耐蚀性能

为了解316L和HastelloyC合金在不同温度的循环废酸中的耐蚀性能,利用静态挂片试验、电化学试验和扫描电镜研究了2种合金在不同温度循环废酸中的腐蚀速率及形貌。结果表明：在50℃的循环废酸中,316L和HastelloyC合金均具有优异的耐蚀性,且耐蚀性相当;316L和HastelloyC合金的腐蚀速率均随循环废酸温度的升高而增加,316L合金的增加缓慢,HastelloyC合金的增加急剧;当温度由50℃升高到80℃时,循环废酸的氧化性增加,Mo含量较高的HastelloyC合金在循环废酸中不能形成完整、致密的钝化膜,从而使其耐蚀性急剧下降。     

CO2/O2环境下L320钢在不同流速下的腐蚀行为研究

为了确定L320钢在CO₂/O₂环境中不同流速下的腐蚀行为,通过多相流瞬态模拟仿真软件,模拟目标管道的流动状态,确定室内模拟试验的流速范围,选择L320钢进行CO₂/O₂共存体系下不同流速的高温高压动态反应釜试验,采用扫描电镜、X射线衍射仪对腐蚀产物进行微观形貌表征和成分分析。结果表明:温度和压力随着里程的增加呈现下降的趋势;管道气体流速和壁面剪切力随着里程的增加呈现逐渐上升的趋势。基于Pearson相关系数法,确定了流速是影响腐蚀速率的主控因素。随着流速的增加,L320在CO₂/O₂共存条件下的均匀腐蚀速率逐渐增大。CO₂/O₂共存体系的腐蚀产物为Fe 2 O₃、FeOOH、Fe(OH)3、Fe 3 O 4、FeCO₃等。研究结论可为不同流速下的L320钢在CO₂/O₂共存环境中的防护提供借鉴。