石油化工燃爆气体铝合金抑爆材料失效和再生技术研究

发布时间：2017-03-18 20:02

  本文关键词：石油化工燃爆气体铝合金抑爆材料失效和再生技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对石化行业防止易燃易爆气体爆炸常用的铝合金抑爆材料的长期服役状态进行了研究,实验研究了沉积、结垢降低抑爆性能效应,开发了铝合金抑爆材料清洗、再生和抑爆性能评价技术,完成的主要工作如下:1、对多个石化企业长期服役材料沉积结垢情况研究,包括不同储罐中材料结垢情况、同一储罐中不同位置材料结垢情况、抑爆材料本身结垢情况三个方面。通过测试分析,揭示了材料的结垢情况和规律。2、对使用了五年以上材料表面所含污垢进行化学分析,结果表明可溶性组分主要除烷烃以外,还含有多种含氧化合物,含磺酸根和含氮化合物等;不溶性有机组分碳元素、氢元素、氮元素、硫元素含量分别达到15.86%、4.38%、1.64%、1.18%;热分析仪测出污垢有机物总含量达到35.3%;污垢中含有水溶性阴离子F~-, Cl~-, NO_3~-, SO_4~(2-),其中以SO42-的浓度最高;污垢中含有多种金属元素,其中Fe3+、Al3+、Ca2+的含量较多,对检测结果进行了讨论并分析材料污垢的成因。3、开发了超声波清洗材料新技术,同时针对污垢成分研发了专用清洗剂A,并对其化学清洗机理进行了分析。实验室中对材料的最佳清洗频率为25kHz、最佳功率为3kW、以及清洗剂A的最佳浓度使用量为2%。清洗前后材料的拉伸强度测试表明,抗拉强度维持在270MPa左右,材料的拉伸性能没有改变;清洗前后材料金相结构分析结果表明,铝合金晶粒尺寸和数目基本没有改变,合金结构未遭到破坏。4、利用高速摄像技术对多种材料抑爆性能进行分析,结果表明洗净材料和新材料对火焰的抑制作用效果优良,明显优于使用多年后未清洗的旧材料。洗净材料和新材料都可以将甲烷/空气混合气爆炸传播速度分别降低为未清洗旧材料和未添加材料的1/3和1/6;通过实验数据,分析讨论了铝合金材料的抑爆机理5、分别利用封闭管道和自行研制的专利检测装置,对新材料、旧材料和洗净材料在石油化工燃爆气体中的抑爆性能进行测试,结果表明污垢导致抑爆性能失效作用十分明显;在重质油品中(如柴油)的失效作用比在轻质油品中(如汽油)更加严重;研究结果表明,自主开发清洗技术可使严重污染旧材料的抑爆性能恢复。
【关键词】：铝合金抑爆材料 沉积结垢 超声波清洗 抑爆性能 再生
【学位授予单位】：北京石油化工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.21;TQ086;TE65
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 石油化工易燃气体防爆行业要求14
• 1.2 烃类气体燃烧机理14-16
• 1.2.1 甲烷气体燃烧化学反应机理14-15
• 1.2.2 丙烷气体燃烧化学反应机理15-16
• 1.2.3 正己烷、异辛烷燃烧化学反应机理16
• 1.3 铝合金抑爆材料简介16-18
• 1.3.1 国外抑爆材料的发展17-18
• 1.3.2 国内抑爆材料的发展18
• 1.4 铝合金抑爆材料的阻隔防爆机理18-19
• 1.4.1 物理阻隔机理18-19
• 1.4.2 化学防爆机理19
• 1.5 抑爆材料抑爆性能实验研究现状19-21
• 1.6 使用铝合金抑爆材料出现的问题21-22
• 1.7 超声波清洗技术简介22-23
• 1.7.1 超声波清洗技术22
• 1.7.2 超声波清洗原理22-23
• 1.8 本文研究的内容、研究的目的和方法、主要技术路线23-26
• 1.8.1 研究的内容23
• 1.8.2 课题的研究目的和方法23
• 1.8.3 主要技术路线23-26
• 第二章 实验26-40
• 2.1 铝合金抑爆材料结垢情况的调研26
• 2.2 铝合金抑爆材料的结垢物质检测26-30
• 2.2.1 实验试剂26
• 2.2.2 实验仪器26-27
• 2.2.3 实验方法与步骤27-30
• 2.3 铝合金抑爆材料表面结垢清洗条件的探究30-32
• 2.3.1 清洗方案的研究30-31
• 2.3.2 清洗时间的研究31
• 2.3.3 最佳清洗频率的研究31
• 2.3.4 最佳清洗功率的研究31
• 2.3.5 清洗剂效果的研究31-32
• 2.3.6 清洗剂最佳清洗浓度研究32
• 2.4 铝合金抑爆材料的材料性能测试32-33
• 2.4.1 铝合金抑爆材料金相结构的测试32-33
• 2.4.2 铝合金抑爆材料的拉伸强度的测试33
• 2.5 利用高速摄像技术对材料抑爆性能的分析33-34
• 2.5.1 实验仪器，试剂33
• 2.5.2 实验步骤与方法33-34
• 2.6 利用封闭管道对材料抑爆性能检测34-37
• 2.6.1 用于检测材料抑爆性能的实验仪器、试剂34
• 2.6.2 利用封闭管道检测抑爆性能的实验34-37
• 2.7 利用发明专利测试材料抑爆性能实验37-40
• 2.7.1 铝合金抑爆材料抑爆性能测试装置专利37-39
• 2.7.2 整件铝合金抑爆材料抑爆性能测试实验步骤39-40
• 第三章 结果与讨论40-72
• 3.1 铝合金抑爆材料结垢规律的调研结果40-41
• 3.2 材料沉积结垢物质的分析与结果41-47
• 3.2.1 可溶有机成分的分析结果41-44
• 3.2.2 水溶性阴离子含量测定结果44-45
• 3.2.3 金属离子成分的测定结果45-46
• 3.2.4 不溶有机物的测定结果46-47
• 3.2.5 有机物总含量的检测结果47
• 3.3 超声波清洗工艺条件的研究结果47-51
• 3.3.1 最佳清洗频率的研究结果47-48
• 3.3.2 最佳波清洗功率的研究结果48-49
• 3.3.3 清洗剂效果的研究结果49
• 3.3.4 清洗剂的选择和化学机理的分析49-51
• 3.3.5 清洗剂最佳清洗浓度的研究结果51
• 3.4 抑爆材料的材料性能实验结果和分析51-53
• 3.5 利用高速摄像技术分析抑爆性能结果53-57
• 3.5.1 甲烷/空气混合气爆炸高速摄像结果与分析53-54
• 3.5.2 填充新抑爆材料甲烷/空气混合气爆炸高速摄像结果与分析54-55
• 3.5.3 填充旧抑爆材料甲烷/空气混合气爆炸高速摄像结果与分析55-56
• 3.5.4 填充清洗后抑爆材料甲烷/空气混合气爆炸高速摄像结果与分析56-57
• 3.6 铝合金抑爆材料的抑爆性能检测实验结果和分析57-66
• 3.6.1 封闭管道设备的容积测定实验57-58
• 3.6.2 封闭管道对材料抑爆性能的检测58-63
• 3.6.3 丙烷/空气混合气为介质检测铝合金抑爆材料抑爆性能63-65
• 3.6.4 清洗后抑爆材料对易燃爆液体的抑爆性能验证65-66
• 3.7 利用发明专利测试抑爆性能结果与分析66-72
• 第四章 结论72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 研究成果及发表的学术论文80-82
• 导师简介82
• 作者简介82

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本文编号：254933