换热器管子与管板焊缝的缝隙腐蚀的研究

发布时间：2017-11-05 07:21

  本文关键词：换热器管子与管板焊缝的缝隙腐蚀的研究

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【摘要】：换热器在石油化工行业中应用比较广泛。因为换热器接触介质复杂且腐蚀性强,所以在生产过程中经常发生腐蚀泄漏,而且在换热器腐蚀泄露问题中,管子与管板焊缝处缝隙的腐蚀约占80%。因此对换热器管子与管板焊缝的缝隙腐蚀行为以及异种材料组成的电偶对的影响因素进行研究,对延长换热器的寿命,提高企业经济效益具有重要意义。本论文主要内容分为三部分,具体的研究内容如下:(1)采用Comsol Multiphysics软件对循环水中的缝隙腐蚀进行仿真模拟,物理接口选择腐蚀,三次Nernst-Planck接口,预制求解类型选择稳态研究。对缝隙腐蚀的结构建立几何模型,并对模型进行合理的假设。该模型对316L不锈钢在循环水中其缝隙内的氯离子浓度、pH、电势分布进行了预测。该结果为模拟循环水缝隙中闭塞区的溶液提供了依据。并且计算了本体溶液中不同氯离子浓度和pH值下缝隙内部化学环境的变化。(2)通过测试极化曲线的方法研究了不锈钢在模拟溶液中的阴极过程,通过电化学阻抗谱研究了不锈钢在模拟溶液中的阳极溶解过程。还用极化曲线研究了pH值和氯离子浓度对不锈钢在模拟溶液中腐蚀速度的影响,研究发现:在循环水溶液中,缝隙内溶液的酸化对加速和自催化缝隙腐蚀起主导作用,pH值的变化对腐蚀率的影响比氯离子变化的影响大得多。(3)对管子、管板、焊缝金属在模拟溶液中的开路电位进行测试,并对不同材料组成的电偶对在不同阴/阳面积比、不同温度下的电偶电流和电偶电位进行了测试,研究发现:随着阴/阳面积比和温度的变化电偶电位变化并不大,电偶电流随着面积比和温度的增加增大比较显著。通过数值模拟和电化学试验对换热器管子与管板焊缝在循环水介质中的缝隙腐蚀行为和电偶腐蚀影响因素进行研究,为解决炼厂循环冷却水系统中异种材料组合结构的缝隙腐蚀和电偶腐蚀提供了理论基础。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172

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本文编号：1143188