改性表面冷却水微生物污垢与耐蚀性研究

发布时间：2017-11-10 16:32

  本文关键词：改性表面冷却水微生物污垢与耐蚀性研究

  更多相关文章： 化学镀 改性表面 微生物污垢 耐蚀性 电化学

【摘要】：广泛存在于能源化工领域的换热设备微生物污垢问题影响因素众多,形成机制复杂,而目前的抑制或减轻微生物污垢的手段和方法有限,大多难以达到彻底根除微生物污垢的目的。表面改性技术为减轻换热设备表面冷却水微生物污垢提供了新的思路和可能性。本文主要对改性表面在静置微生物菌悬液中的污垢特性进行了实验研究。采用化学镀的方法对换热设备常用的碳钢表面进行表面改性,制备出具有实际应用价值的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层,测试了镀层的表面能和孔隙率,利用划痕实验和热淬实验分析了镀层与基材的结合力,利用反复清洗的方法测试了镀层的稳定性,结果表明,制备的镀层表面大多属疏水性较强的低表面能表面,与基材结合能力强,稳定性好,具备实际应用条件。以冷却水中常见的铁细菌和黏液形成菌为目标微生物,开展镀层静置的微生物污垢实验。得出不同工艺参数下的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层表面质量和微生物菌悬液OD值的变化,通过计算还得出了不同工艺参数镀层表面受微生物腐蚀失重量和微生物污垢附着量,分析了镀层表面能和孔隙率对镀层腐蚀失重量和微生物污垢附着量的影响；对不同工艺参数下的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层进行了盐雾腐蚀实验,得到了镀层表面在盐雾腐蚀实验后的宏观形貌和盐雾腐蚀失重量,分析了镀层表面能和孔隙率对镀层耐蚀性的影响。结果表明,低表面能和低孔隙率的镀层表面微生物腐蚀失重量、微生物污垢附着量及盐雾腐蚀失重量相应较低,展示较强的抗蚀抑垢能力。针对微生物菌悬液在静置实验中浓度不断变化的情况,采用粘附功等表面理论分析了菌悬液浓度变化对其附着能力的影响。首先,以培养的目标微生物菌悬液的原液为基础,分别配置OD400约为0.2的铁细菌菌悬液和OD600值为0.5的黏液形成菌菌悬液；然后,在测量菌悬液OD值随时间变化的基础上,利用JC2000C1接触角／界面张力测量仪,每隔12h测量不同OD值下对应的菌悬液表面张力和接触角；最后,计算得到不同OD值下菌悬液的粘附功,并结合菌悬液OD值和其粘附功的关联变化分析了微生物污垢的形成过程。采用电化学工作站测量了两种镀层的极化曲线和交流阻抗谱,分析了镀层在微生物菌悬液中的电化学行为。通过分析镀层表面在微生物菌悬液中极化曲线的分布,得出了两种镀层表面在微生物菌悬液中的耐蚀性,通过分析镀层总阻抗值随浸泡时间的变化,探讨了镀层表面在微生物菌悬液中的腐蚀和微生物污垢附着过程。结果表明,两种镀层表面的自腐蚀电流均小于碳钢,其阻抗值均远大于碳钢表面,利用镀层表面可以很好地阻止碳钢基材的腐蚀发生,在所制备的两种镀层中,Ni-P镀层的在微生物菌悬液中展示了更好的耐腐蚀效果。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王勇,宋旭日;喷瓷复合管道接头焊后耐蚀性研究[J];山东机械;1999年02期

2 王培智;1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性能研究[J];机械工程与自动化;2004年01期

3 辛湘杰;;提高钛的耐蚀性的方法[J];化工与通用机械;1980年10期

4 张丽新,石建新,韦永德;稀土-锆共渗对45钢耐蚀性能的影响[J];中国腐蚀与防护学报;1999年02期

5 林云喜;;锆的耐蚀性能及锆设备制造品质控制[J];机械制造与自动化;2012年03期

6 T.Hayashi ,华平;电镀层的耐蚀性能[J];防腐包装;1982年01期

7 高唯,熊兆奎;氮离子注入对20钢耐蚀性的影响[J];机械工程材料;1984年02期

8 李青;耐蚀性钛合金[J];材料开发与应用;1996年03期

9 杨森;李艳丽;刘吉;;低温镀铁层耐蚀性的研究[J];电镀与环保;2014年02期

10 赵平堂;锡镀层中性盐雾耐蚀性分析[J];电镀与环保;2000年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 符寒光;邢建东;;提高油气管耐蚀性的工艺研究[A];第四届全国表面工程学术交流大会论文集[C];2001年

2 韩涛;王勇;陈玉华;;稀土对瓷釉涂层耐蚀性的影响[A];第十一次全国焊接会议论文集（第1册）[C];2005年

3 陈义庆;徐小连;李天统;王永明;钟彬;徐承明;武裕民;;冷轧家电板磷化后耐蚀性能的影响因素[A];第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2008年

4 徐军;李谋成;沈嘉年;;低镍不锈钢的耐蚀性研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（下集）[C];2005年

5 王朝铭;;提高海尔冰箱白镀锌零件耐蚀性工艺技术研究与成本估算[A];2010’（贵阳）低碳环保表面工程学术论坛论文集[C];2010年

6 李伯琼;李志强;陆兴;;孔隙结构对多孔钛耐蚀性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第5分册）[C];2010年

7 赵浩峰;苏俊义;;电缆用纤维增强复合丝线芯的耐蚀性研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

8 刘双梅;刘道新;樊国福;李婕;;不锈钢化学钝化及耐蚀性研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

9 胡光辉;吴辉煌;杨防祖;;化学镀Ni-P合金结构与耐蚀性关系[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年

10 周灵平;李绍禄;黄桂芳;李德意;朱启良;;钢表面离子束类金刚石涂层耐磨耐蚀性能[A];第四届全国表面工程学术交流大会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 记者 孙延军;宝钢耐蚀性花纹板“领跑”市场[N];中国冶金报;2011年

2 郭廷杰 编译;耐蚀性和硬度兼优的不锈钢在日本投产[N];中国冶金报;2006年

3 高宏适;高氮钢的应用现状及未来发展[N];世界金属导报;2011年

4 廖建国;日本耐蚀性无缝钢管现状及其发展趋势[N];世界金属导报;2003年

5 郭廷杰;节能减排的新生力量[N];中国冶金报;2008年

6 郭;新日铁热镀锌板耐蚀性提高[N];中国冶金报;2000年

7 肖英龙;化学品船用NSSC 260A钢开发[N];世界金属导报;2010年

8 肖英龙;两种特殊用途不锈钢的开发[N];世界金属导报;2002年

9 全荣;汽车燃油箱用高耐蚀牲钢板的开发[N];世界金属导报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘坐东;改性表面冷却水微生物污垢与耐蚀性研究[D];华北电力大学(北京);2016年

2 刘彦章;反应堆用钛合金表面的离子注入及其耐蚀性和抗磨损机理研究[D];电子科技大学;2007年

3 宋大雷;Mg-Li合金表面分子筛膜的组装及耐蚀性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵轩;聚多巴胺膜层及其与氢氧化镁复合膜层对AZ31镁合金耐蚀性能影响研究[D];太原理工大学;2016年

2 杨龙岗;铝基非晶防护涂层的制备与耐蚀性能的研究[D];东北大学;2014年

3 朱广林;Mg和RE对Zn-23Al-0.3Si镀层的改性研究[D];东北大学;2014年

4 张萨如拉;铸态GWNK和ZWK系稀土镁合金的耐蚀性研究[D];东北大学;2014年

5 刘振云;铝合金组织结构对其耐蚀性能影响的研究[D];北方工业大学;2016年

6 方成栋;Ag及热处理工艺对AlCuLiMgSc合金力学性能和耐蚀性的影响[D];郑州大学;2016年

7 芦海俊;高氮钢表面S、H原子吸附计算及耐蚀性研究[D];东北石油大学;2016年

8 韩斌;钢筋表面耐蚀性转化与评价方法研究[D];天津大学;2007年

9 郝玉林;镍基镀层微观结构与耐蚀性的研究[D];山东大学;2014年

10 张成;金属基超疏水表面的一步法制备及耐蚀性研究[D];大连理工大学;2013年

，

本文编号：1167454