CO2复合汽驱工艺管道的选材研究

针对CO2复合汽驱工艺的特点,研究地面集输工艺管道材料的适用性.采用理化检验、高温高压釜浸泡、腐蚀产物分析等方法,对碳钢(20和L245NS)和不锈钢(304L和316L)开展相关试验研究.结果 显示:在温度100 cC、总压0.6 MPa、CO2气体含量0.48 MPa、H2S气体含量0.0012 MPa条件下,2种碳钢均腐蚀明显,表面附着了一层聚集性颗粒状的腐蚀产物,腐蚀产物的主要元素组成为C、O、S、Cl和Fe,物相主要组成为FeS和FeCO3,腐蚀程度为严重程度;而2种不锈钢腐蚀轻微,表面腐蚀产物较少,腐蚀程度为轻度.建议CO2复合汽驱工艺管道优先选用304L或316L不锈钢,若要选择20钢或L245NS等碳钢时需配套加注缓蚀剂,且缓蚀率达到70％以上.     

8367、904L和316L奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

为了研究8367、904L和316L奥氏体不锈钢在不同环境下的的耐点蚀性能,采用电化学试验和浸泡腐蚀试验,从点蚀当量、临界点蚀温度、点蚀电位和腐蚀速率等方面进行了分析。结果表明：8367、904L和316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的临界点蚀温度分别为66,50,15℃;随着介质温度的升高,8367的临界点蚀点位无明显变化,904L和316L的临界点蚀点位则逐渐降低,且E_b（8367）>E_b（904L）>E_b（316L）;8367不锈钢在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中均具有较低的腐蚀速率,且随着温度升高,腐蚀速率无明显变化;904L和316L在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中的腐蚀速率均大于8367,且随着温度升高,904L和316L的腐蚀速率大幅度增大。     

碳钢和不锈钢在高温重质油中的腐蚀行为

石油炼厂减二线油中含有少量的环烷酸,当温度高于200 ℃时,其中的环烷酸与高温活性硫的共同作用, 加剧了金属设备的腐蚀.利用高压釜,以减二线重质油为介质进行动态腐蚀失重试验,考察了200～380 ℃内不同剪切速率下油品对Q235A、16Mn、Cr5Mo等三种低合金钢,18-8、304和316L不锈钢材料的腐蚀行为.发现低合金钢在相同温度下,Cr5Mo的腐蚀速率最小,且这33种低合金钢的腐蚀速率均在260 ℃左右出现一个局部极大值;当温度超过300 ℃后,它们的腐蚀速率再次随温度升高而增加;对于不锈钢,其腐蚀速率则随温度升高而单调增加,316L的耐蚀性最好.     

高酸高氯原油水中曼尼希碱对316L不锈钢的缓蚀作用

原油的氯腐蚀严重影响石油化工装置的安全运转,控制氯腐蚀有多种途径,其中添加缓蚀剂是最简单、快捷的方法.通过室内静态挂片失重法、CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪和SEM,研究了316L不锈钢在原油模拟水中的氯腐蚀特性及曼尼希碱与硅酸钠复配对其缓蚀效果的影响.结果表明:腐蚀溶液的pH值、温度和Cl-浓度对316L不锈钢的腐蚀速率都有明显的影响;曼尼希碱可以在金属表面形成一层保护膜,有效阻止去极化物质向金属表面的迁移,当曼尼希碱质量分数为1%时缓蚀效果最好,缓蚀率达83.78%;曼尼希碱与硅酸钠之间有很好的协同效应,有效地降低了金属的腐蚀速率.     

炼油装置常用材质高温环烷酸腐蚀的主要影响因素及腐蚀行为

高温环烷酸腐蚀是高酸值原油加工装置的主要破坏形式,温度、总酸值、流速、材质等均是环烷酸腐蚀的影响因素。以炼化装置常用的304,316L不锈钢和Cr5Mo钢为研究对象,采用高温高压反应釜以正交试验方法研究了其在多因素耦合作用下各因素的影响权重,明确各材料的腐蚀破坏风险。结果表明:高温环烷酸环境中,Cr5Mo耐蚀性最差,腐蚀速率是2种不锈钢的10倍以上,腐蚀破坏风险最高;316L不锈钢耐蚀性最好,其腐蚀速率较低且不随酸值和流速增大而增大;影响Cr5Mo钢高温环烷酸腐蚀速率的因素从大到小顺序依次为流速、温度和酸值:影响304不锈钢的为流速、酸值和温度;酸值是影响316L不锈钢腐蚀破坏的最主要因素;3种材料均表现为点蚀,304和Cr5Mo更为严重,在装置未进行材质升级前应监护使用。     

2205和316L不锈钢在钾钠混合熔盐中的腐蚀行为

为了研究不同种类不锈钢在混合熔盐中的高温腐蚀行为,在不同温度的钾钠混合熔盐(KCl+Na2SO4+K2SO4)中通过对2205双相不锈钢和316L不锈钢进行不同时长的静态腐蚀试验,研究了2种材料的物相组成以及表面腐蚀形貌、微区成分和腐蚀动力学曲线.结果 表明:2种材料均发生了氧化腐蚀,它们都具有相似的抛物线腐蚀动力学特征,随腐蚀时间的延长,单位面积内腐蚀增重先快速增长后缓慢增长.在600℃和650℃高温腐蚀24 h后,2205双相不锈钢和316L不锈钢有类似的高温腐蚀规律,质量损失分别达到5 mg/cm2左右和8 mg/cm2左右;在700℃下316L不锈钢的腐蚀速率明显低于2205双相不锈钢,这是由于在钢表面较快地形成了NiCr2O4 NiFe2O4和NiO的腐蚀产物层,它们可以有效地减缓腐蚀速率,从而对基体起到了良好的保护作用.     

S32750超级双相不锈钢在低温模拟海水中的腐蚀行为

为了考察S32750超级双相不锈钢(SDSS)在低温海水中的腐蚀性能,通过浸泡试验、动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了S32750 SDSS和316L不锈钢(316L SS)在5℃的模拟海水(质量分数为3.5%Na Cl)中的腐蚀行为,采用Mott-Schottky曲线对低温下钝化膜的半导体性质进行了分析,并通过金相显微镜观察了两者腐蚀后的表面形貌。结果表明:在低温海水中,S32750 SDSS比316L SS表现出了更低的腐蚀速率,且S32750 SDSS表面腐蚀凹坑的数量较少;2种不锈钢均能形成稳定的钝化膜,且S32750 SDSS比316L SS展现出更大的钝化区间以及更高的点蚀电位、钝化膜电阻和电荷转移电阻,这主要与S32750 SDSS表面钝化膜更加致密、缺陷数量更少等因素有关。     

三种常用不锈钢的耐局部腐蚀性能

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的固溶态316L在42%沸腾氯化镁溶液中抗应力腐蚀性能最优。     

温度对35钢在船舶尾气络合脱硝液中电化学腐蚀行为的影响

为给脱硝系统设备防护提供思路,采用浸泡试验和电化学试验,研究了35钢在不同温度络合脱硝液中的腐蚀速率,并利用扫描电子显微镜(SEM)对不同温度络合脱硝液中形成的腐蚀产物形貌进行分析。结果显示,通过浸泡试验得出35钢的腐蚀速率在1 mm/a以上,且随温度升高逐渐增大;通过扫描电子显微镜观察,30℃时腐蚀产物结构似颗粒状、堆积紧密,当温度升高到50℃时腐蚀产物结构似葵花状、堆积稀疏,且覆盖率较低;在电化学测试中,35钢在30～50℃络合脱硝液中的腐蚀速率随温度升高而增大。     

316L不锈钢焊缝的点蚀行为

采用数显恒温水浴锅HH-4静态模拟点腐蚀的试验方法,研究316L奥氏体不锈钢焊缝在不同Cl^-浓度和温度下的三氯化铁溶液中点腐蚀行为,探讨不同的Cl^-浓度和温度变化对焊缝耐蚀性能的影响。结果表明：在三氯化铁溶液中,Cl^-浓度增加、温度升高,316L奥氏体不锈钢焊缝的耐点蚀性能下降,腐蚀速率增加,腐蚀后的表面形貌为不均匀点腐蚀。     

SHMP在酸性KMnO4氧化反应中的缓蚀工艺研究

为了更好地实现金属腐蚀的可控性,研究了SHMP(六偏磷酸钠)在酸性高锰酸钾溶液中的缓蚀性能。选取SHMP和1Cr18Ni9Ti不锈钢为主要研究对象,以酸性高锰酸钾为基础溶液,运用失重法、极化曲线及微观表面分析等方法,系统地研究了SHMP在不同试验条件下的缓蚀性能,同时对缓蚀工艺进行了优化。失重法研究结果显示SHMP在添加量达到400mg/L时,腐蚀速率开始趋于平稳,适宜于常温及低流速的工况下使用,并且具有非常好的抗时间性能。电化学及表面分析测试表明SHMP是一种阴极型缓蚀剂,能完全抑制金属表面的晶间腐蚀现象。正交试验的分析结果显示,温度对腐蚀速率的影响最大,各因素的主次顺序为缓蚀温度、溶液流速、缓蚀剂质量浓度、作用时间。另外,在最佳缓蚀工艺条件下(质量浓度为500mg/L,温度为20℃,时间为12h,流速为1m/s),缓蚀率达到了94.67%,这明显高于未优化缓蚀剂在质量浓度为800 mg/L时的缓蚀率(82.61%)。研究发现,SHMP对1Cr18Ni9Ti不锈钢在酸性高锰酸钾溶液中的腐蚀有较好的缓蚀效果,具有非常广阔的应用前景。     

激光共聚焦扫描显微镜原位观察奥氏体不锈钢的敏化过程

使用配备红外线加热炉的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)对3种不同碳含量的奥氏体不锈钢AISI 302,AISI 304,AISI 316L的碳化物沉积以及敏化过程进行了原位观察,同时研究了碳含量、加热温度以及时间与碳化物沉积以及敏化带宽度之间的关系,绘制出了不锈钢出现晶界碳化物沉积和敏化带的时间-温度曲线。结果表明:AISI 302,AISI 304不锈钢在600~1 000℃加热时均会出现晶界碳化物沉积,发生敏化现象,且碳含量高的AISI 302不锈钢相比碳含量低的AISI304不锈钢其晶界上更容易先形成碳化物沉积和发生敏化现象;当加热温度升高至1 100℃时,两种不锈钢的晶界碳化物沉积溶解,敏化带消失;AISI 316L不锈钢由于碳含量低,试验时间内未观察到晶界碳化物沉积和敏化现象;敏化带宽度随加热温度和不锈钢碳含量的增加而增加,随加热时间的延长则先增大后减小。     

两种合金在氯化物熔盐中腐蚀行为研究

氯化物熔盐是太阳能热发电储热系统具有前景的储热介质,但其对金属材料具有很强的腐蚀性。研究了太阳能热发电系统两种常用材料316L不锈钢和Inconel 625合金在900℃的NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2熔盐中的腐蚀行为,采用XRD、带有能谱分析系统的扫描电镜分析了腐蚀产物的相组成和形貌。研究结果表明:两种材料在氯化物熔盐中均腐蚀严重,但在碱土金属氯化物熔盐(MgCl2、CaCl2)中的腐蚀程度要比它们在碱金属氯化物熔盐(NaCl、KCl)中严重得多。与Inconel 625合金相比,316L不锈钢在同种氯化物熔盐中的腐蚀速度较快。造成这种现象的原因是316L不锈钢表面的腐蚀产物FeCr2O4和Fe3O4比Inconel 625合金表面的腐蚀产物更易在氯化物熔盐中溶解。研究结果将有助于太阳能热发电系统的选材和发展腐蚀防护技术。     

钼含量及水氛对电弧喷涂铝316L不锈钢高温氧化性能的影响

目前,有关高温含水气氛对金属材料高温氧化行为的影响认识不统一。采用电弧喷涂的方法在含钼量不同的316L不锈钢表面制备一层纯铝层进行改性,并通过热处理获得铝扩散层;采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和氧化增重(TG)等手段研究了钼含量及含水气氛对改性316L不锈钢在高温下氧化行为的影响。结果表明:低钼含量不锈钢在高温下(1 050℃)的抗氧化性能优于高钼不锈钢;同时,高温下表面铝改性低钼不锈钢在含水气氛中的抗氧化性能强于其在空气中的表现。     

碳钢和不锈钢在二氧化碳捕集封存与利用装置中现场挂片腐蚀性能研究

为了研究二氧化碳捕集封存与利用(CCUS)中碳捕集单元用材料的耐腐蚀性，选用Q355、304L和316L 3种金属材料，在火电厂胺法碳捕集单元和烟囱中的8个典型位置进行现场腐蚀挂片试验，采用失重法计算3种材料在8个测试点的腐蚀速率，观察腐蚀后的宏观和微观形貌，用X射线衍射(XRD)分析Q355表面腐蚀产物。结果表明：304L在烟囱内会发生露点腐蚀和点蚀；304L和316L在胺法碳捕集单元中腐蚀速率很低，无点蚀发生，可作为胺法碳捕集装置的选材；Q355胺法碳捕集单元中，液相的腐蚀性整体高于气相的腐蚀性，低温富胺液的腐蚀性强于低温和高温贫胺液的腐蚀性，在富胺液中的腐蚀产物以FeO(OH)为主，在贫胺液中生成的腐蚀产物以Fe₃O₄为主。     

海水环境中Cl-浓度对316L不锈钢腐蚀行为的影响

为了探明Cl~-浓度对海水环境下金属材料的腐蚀影响,通过极化曲线、交流阻抗和循环伏安曲线,并结合Mott-Schottky曲线,分析了在不同Cl~-浓度的海水模拟溶液中316L不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明:在海水环境中,高浓度的Cl~-环境会使316L不锈钢试件的容抗弧直径减小,腐蚀电位下降,抗腐蚀能力变弱;在高Cl~-浓度下,不锈钢表面钝化膜更易破裂,且钝化膜的自我修复能力受到抑制; Cl~-浓度越大,空间电荷层厚度减少变化趋势越快,钝化膜腐蚀溶解的速率越快,316L不锈钢发生腐蚀的概率越大。     

船用金属波纹管腐蚀适用性评价

采用电位测试、极化曲线、循环伏安等测试对比评价了316L和254SMo两种不锈钢波纹管的耐蚀性;采用实验室加速点蚀试验、实海浸泡腐蚀试验等方式测试评价了316L和254SMo两种波纹管在海洋腐蚀环境下的腐蚀适用性。研究结果显示,254SMo在海水环境下的耐蚀性能优于316L的,选用254SMo不锈钢制作波纹管将显著提高产品在海水环境下耐蚀性,具有更高的抗腐蚀安全性。     

三元混合氯化盐NaCl-KCl-MgCl2对合金的腐蚀特性实验研究

熔盐是目前太阳能热电站中应用最广泛的储热蓄热材料。为满足太阳能热发电系统对于熔盐的储热需求,该文将304、316L、321、310S不锈钢置于550℃的三元混合氯化盐NaCl-KCl-MgCl₂（7：1：2）体系中,开展混合熔盐的腐蚀特性实验研究,并探讨其中的腐蚀机理。研究结果表明,在三元混合氯化盐NaCl-KCl-MgCl₂（7：1：2）体系中,310S表现出较好的耐腐蚀性能,304的耐腐蚀性较差。MoO₃、NiO、TiO₂氧化物的生成可提高316L、310S、321不锈钢的耐腐蚀性能;混合氯化盐在高温下生成的Cl₂是不锈钢腐蚀的重要原因,外部空气中的O₂和H₂O会进入熔盐侧与合金发生反应,加剧腐蚀。     

锌铝离子对304L不锈钢在高温水环境中形成的氧化膜性质的影响

为明确304L不锈钢在核电站一回路中的腐蚀机理，将304L不锈钢浸泡在290℃的含不同浓度锌铝离子的模拟核电站第一回路水环境溶液中168 h使其表面形成氧化膜，并对形成氧化膜的试样进行动电位扫描、交流阻抗谱测试、Mott-Schottky曲线测试和光电化学测试，得到氧化膜的极化曲线、电化学参数、半导体类型、平带电位、载流子浓度、禁带电位及物相组成。结果表明：锌铝离子的同时添加可明显降低304L不锈钢的腐蚀速率，模拟溶液中的锌离子浓度为40μg/L,铝离子浓度为90μg/L时，304L不锈钢表面形成的氧化膜的腐蚀电流密度最小，此时304L不锈钢表面氧化膜的耐蚀性最佳；相比于核电站一回路单独注入锌离子金属的氧化膜，该条件下304L不锈钢的氧化膜均呈现双层结构，其半导体类型为n型，平带电位负移，载流子浓度降低。与未加入锌铝离子的条件下形成的氧化膜相比，304L不锈钢在同时加入锌铝离子的条件下形成的氧化膜的物相组成中多了ZnAl₂O₄和α-FeOOH两相，因此向高温高压状态下的模拟溶液中添加锌铝离子能够有效增加304L不锈钢的耐腐蚀性。     

纳米结构304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用高频表面机械研磨方法在304不锈钢中制备出纳米晶和纳米孪晶结构。采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法测试两种纳米结构304不锈钢在室温及80℃条件下5%硫酸溶液中的耐腐蚀性能,并利用透射电镜和扫描电镜分析其腐蚀性能和微观结构的关系。失重试验结果表明在80℃条件下5%硫酸溶液中,纳米孪晶比纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能好,以均匀腐蚀为主,点蚀为辅;而纳米晶则发生严重的点蚀。电化学测试结果表明:在室温条件下,纳米孪晶结构304不锈钢呈现高的自腐蚀电位和宽的钝化区间,但在80℃条件下,纳米晶和纳米孪晶结构304不锈钢的耐腐蚀性比粗晶不锈钢差。