换热器管板孔缝隙腐蚀的传质和电化学协同作用研究
发布时间：2021-01-07 10:46
换热器在石油化工行业中的应用非常广泛,腐蚀泄漏是导致换热器发生故障的主要原因之一。调研发现,在换热管、管板及其焊缝构成的多材料、复杂介质的环境中发生缝隙腐蚀导致破坏的情况在腐蚀泄露问题中占比非常大。腐蚀是由多因素控制的,缝隙内环境复杂,对缝隙腐蚀进行研究,防止其导致换热器组成系统的破坏非常重要。本文主要对循环水系统中的换热器管板孔缝隙腐蚀进行研究:试验选用了304不锈钢材料构成了自制的缝隙模型,用电化学方法研究了在弱酸弱碱不同的环境下缝隙内的腐蚀情况,在试验过程中监测不同时间缝隙内部不同位置处的氯离子浓度和电极电位情况,得到了它们在缝隙内的变化规律,并对弱酸和弱碱环境下产生现象进行对比,加以分析。利用COMSOL多物理场耦合软件,基于轴对称的管板孔缝隙特点建立了更接近换热器实际情况的二维模型,模拟304不锈钢在3.5%的NaCl溶液中缝隙腐蚀的传质过程和电化学反应,得到了缝隙内不同位置处的氯离子浓度变化趋势和电极电位的分布以及腐蚀电流密度和腐蚀损耗量情况。本文通过试验和数值模拟结合的方法研究了传质和电化学协同作用下换热器管板孔缝隙腐蚀的行为,得到了缝隙内氯离子浓度随试验时间的增加而增大...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
换热器管板孔处的腐蚀情况图
图 1-2 缝隙腐蚀示意图蚀的区域包括：金属结构接头、焊接接头、螺属与非金属（如螺栓与塑料垫片等）的连接；形成的小间隙。此外，由于许多金属部件结构就是缝隙腐蚀最容易发生的场所。在大多数情，而且由于不合理的设计或加工工艺也不可避面几方面的基本特征[8]：金属和合金都可能产生缝隙腐蚀。不管是呈正 Ti；不论是普通的不锈钢还是特殊的不锈钢，腐蚀介质都有可能产生缝隙腐蚀。腐蚀介质不含有气体、含有活性阴离子（如 C1-）的呈中的缝隙内发生腐蚀后，间隙内会出现不同深度
缝隙腐蚀的研究，但对缝隙腐蚀的研究深入程度不如孔蚀。1.2.2 缝隙腐蚀机理对与缝隙腐蚀的机理，Fontana 和 Greene 在成分变化理论基础上，提出了统一理论，即用闭塞电池的模型来解释金属的缝隙腐蚀。金属缝隙腐蚀可以认为是先后形成氧浓差电池和闭塞电池共同作用带来的结果。下面对中性海水中发生的缝隙腐蚀过程简述缝隙腐蚀机理，如图 1-3 所示[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]316NG不锈钢在硼-锂溶液中的电化学腐蚀行为研究[J]. 舒茗,王丛林,陈勇. 核动力工程. 2018(05)
[2]烟气冷却器受热面模块U型弯头改为胀接管板的工程实例[J]. 卢友艳. 锅炉技术. 2018(03)
[3]高压燃料气管线的腐蚀与防护[J]. 马红杰,杨欢,赵敏. 石油化工腐蚀与防护. 2017(01)
[4]乙烯装置碱洗系统的腐蚀以及预防措施[J]. 赵志勇. 广州化工. 2013(11)
[5]浅谈换热器管口胀焊工艺[J]. 薛新星,王吉豪. 中国石油和化工标准与质量. 2013(09)
[6]换热器管束腐蚀穿孔失效原因分析[J]. 李俊俊,刘峰. 辽宁石油化工大学学报. 2012(03)
[7]重整装置预加氢进料换热器管束失效分析[J]. 张卫斌,龚德胜,羿仰桃. 石油化工腐蚀与防护. 2011(02)
[8]管壳式换热器中换热管与管板连接的工艺研究[J]. 于彬,杨洪兰. 金属加工(热加工). 2010(06)
[9]甲胺装置换热器管束的泄漏失效分析[J]. 王雨顺,师红旗,丁毅,马立群. 腐蚀与防护. 2010(03)
[10]化工设备换热器的常见腐蚀与防腐[J]. 夏强. 装备制造技术. 2010(03)
博士论文
[1]几种金属在海水中阴极保护数值计算及瞬态激励影响研究[D]. 王巍.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2011
硕士论文
[1]应力作用下X80管线钢预制缺陷在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀增长特性[D]. 孙倩.中国石油大学(北京) 2016
[2]Q345E钢在模拟海水溶液中缝隙腐蚀行为研究[D]. 王婷.内蒙古科技大学 2014
[3]电厂海水冷却系统泵体阴极保护数值仿真和优化设计[D]. 张明.广东海洋大学 2013
[4]5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为研究[D]. 张晋.哈尔滨工程大学 2013
[5]延长炼油厂循环水系统的腐蚀研究[D]. 郭江波.西安石油大学 2011
[6]炼油厂水相换热器碳钢材料的腐蚀与防护措施研究[D]. 崔正丹.湖南大学 2009
[7]铬镍锰钼低碳高合金钢组织性能研究[D]. 汪瑞俊.合肥工业大学 2007
[8]用丝束电极研究缓蚀剂对金属局部腐蚀的影响[D]. 王丹.湖南大学 2005
[9]AZ91D镁合金在溶液中的腐蚀行为[D]. 张汉茹.兰州理工大学 2004
本文编号：2962423
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
换热器管板孔处的腐蚀情况图
图 1-2 缝隙腐蚀示意图蚀的区域包括：金属结构接头、焊接接头、螺属与非金属（如螺栓与塑料垫片等）的连接；形成的小间隙。此外，由于许多金属部件结构就是缝隙腐蚀最容易发生的场所。在大多数情，而且由于不合理的设计或加工工艺也不可避面几方面的基本特征[8]：金属和合金都可能产生缝隙腐蚀。不管是呈正 Ti；不论是普通的不锈钢还是特殊的不锈钢，腐蚀介质都有可能产生缝隙腐蚀。腐蚀介质不含有气体、含有活性阴离子（如 C1-）的呈中的缝隙内发生腐蚀后，间隙内会出现不同深度
缝隙腐蚀的研究，但对缝隙腐蚀的研究深入程度不如孔蚀。1.2.2 缝隙腐蚀机理对与缝隙腐蚀的机理，Fontana 和 Greene 在成分变化理论基础上，提出了统一理论，即用闭塞电池的模型来解释金属的缝隙腐蚀。金属缝隙腐蚀可以认为是先后形成氧浓差电池和闭塞电池共同作用带来的结果。下面对中性海水中发生的缝隙腐蚀过程简述缝隙腐蚀机理，如图 1-3 所示[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]316NG不锈钢在硼-锂溶液中的电化学腐蚀行为研究[J]. 舒茗,王丛林,陈勇. 核动力工程. 2018(05)
[2]烟气冷却器受热面模块U型弯头改为胀接管板的工程实例[J]. 卢友艳. 锅炉技术. 2018(03)
[3]高压燃料气管线的腐蚀与防护[J]. 马红杰,杨欢,赵敏. 石油化工腐蚀与防护. 2017(01)
[4]乙烯装置碱洗系统的腐蚀以及预防措施[J]. 赵志勇. 广州化工. 2013(11)
[5]浅谈换热器管口胀焊工艺[J]. 薛新星,王吉豪. 中国石油和化工标准与质量. 2013(09)
[6]换热器管束腐蚀穿孔失效原因分析[J]. 李俊俊,刘峰. 辽宁石油化工大学学报. 2012(03)
[7]重整装置预加氢进料换热器管束失效分析[J]. 张卫斌,龚德胜,羿仰桃. 石油化工腐蚀与防护. 2011(02)
[8]管壳式换热器中换热管与管板连接的工艺研究[J]. 于彬,杨洪兰. 金属加工(热加工). 2010(06)
[9]甲胺装置换热器管束的泄漏失效分析[J]. 王雨顺,师红旗,丁毅,马立群. 腐蚀与防护. 2010(03)
[10]化工设备换热器的常见腐蚀与防腐[J]. 夏强. 装备制造技术. 2010(03)
博士论文
[1]几种金属在海水中阴极保护数值计算及瞬态激励影响研究[D]. 王巍.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2011
硕士论文
[1]应力作用下X80管线钢预制缺陷在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀增长特性[D]. 孙倩.中国石油大学(北京) 2016
[2]Q345E钢在模拟海水溶液中缝隙腐蚀行为研究[D]. 王婷.内蒙古科技大学 2014
[3]电厂海水冷却系统泵体阴极保护数值仿真和优化设计[D]. 张明.广东海洋大学 2013
[4]5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为研究[D]. 张晋.哈尔滨工程大学 2013
[5]延长炼油厂循环水系统的腐蚀研究[D]. 郭江波.西安石油大学 2011
[6]炼油厂水相换热器碳钢材料的腐蚀与防护措施研究[D]. 崔正丹.湖南大学 2009
[7]铬镍锰钼低碳高合金钢组织性能研究[D]. 汪瑞俊.合肥工业大学 2007
[8]用丝束电极研究缓蚀剂对金属局部腐蚀的影响[D]. 王丹.湖南大学 2005
[9]AZ91D镁合金在溶液中的腐蚀行为[D]. 张汉茹.兰州理工大学 2004
本文编号：2962423
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2962423.html
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