核电环境下流体加速腐蚀行为及其研究进展

 多年来流体加速腐蚀问题一直困扰着核电工业。在核电环境下,流体加速腐蚀是碳钢或低合金钢表面保护性的氧化膜在水流或多相混合物液流冲刷作用下发生溶解、破坏,从而引起管壁减薄的过程。流体加速腐蚀主要发生在管形装置中有强烈湍流的部位,减薄区域在工作压力、水流突然冲击或启动加载等冲击力的作用下发生破坏,对于大型装置可能发生突然爆裂,流体加速腐蚀特征是大面积的壁厚减薄而非局部腐蚀。在单相流体条件下,当腐蚀速率较高时,金属表面出现马蹄形、扇贝形、桔子瓣形的腐蚀形貌;在两相流条件下,管道的腐蚀形貌是“虎皮纹”。本文针对与核安全密切相关的流体加速腐蚀问题,从流体加速腐蚀的行为、机制和主要影响因素方面进行综述。在流体加速腐蚀过程中,其主要影响因素是通过改变金属表面氧化膜性能、离子扩散状态等过程,影响流体加速腐蚀速率。尽管流体加速腐蚀是造成核电设备损坏的主要问题之一,但在已有经验和研究的基础上,采用合理的防护方法可以提高设备可靠性,如改良水化学成分可降低腐蚀速率,可以更换敏感区和损坏区的材料等。     

油田专用蒸汽发生器辐射段炉管爆裂失效分析

从材质，显微组织，断口形貌等方面分析了炉管爆裂的原因，结果表明，水质不良使管子内壁向火面产生严重的氧化腐蚀，腐蚀坑底形成大量微裂纹，在腐蚀和应力的共同作用下裂纹快速扩展导致断裂。     

油田专用蒸汽发生器辐射段炉管爆裂失效分析

从材质、显微组织、断口形貌等方面分析了炉管爆裂的原因。结果表明，水质不良使管子内壁向火面产生严重的氧化腐蚀。腐蚀坑底形成大量微裂纹，在腐蚀和应力的共同作用下裂纹快速扩展导致断裂。     

300MW直流锅炉管壁超温分析及控制措施

受热面超温将引起金属组织老化,产生蠕变爆管,受热面高温氧化腐蚀将导致管壁减薄而无效。针对300MW直流炉在开机、正常运行过程中,容易出现超温的情况进行分析,结合实际运行经验,提出了防止管壁超温的一些措施,以供参考。     

加热炉管内液固两相流固体颗粒冲蚀规律分析

横管跑道型结构炉管是煤焦油加热炉中的重要部件,煤焦油中携带的固体颗粒会对弯头管壁造成冲蚀,研究在不同条件下弯头管道处的冲蚀规律对安全生产具有重要意义。利用FLUENT软件模拟炉管弯管处液固两相流流动规律,分析在不同质量流、流速、温度、颗粒直径下固体颗粒对管壁的冲蚀规律。结果表明,弯管整体部分会产生断断续续区域性的冲蚀,其中最严重的部分发生在弯管中间处。流体的颗粒质量流量、速度、温度及颗粒直径的增大均会增大管壁处的最大冲蚀率,质量流量、流体速度与冲蚀速率之间呈二次函数关系,质量流量增加到0.11 kg/s后会对冲蚀率产生一定的抑制作用;流体速度对冲蚀率影响最大。流体的温度在20～50℃内,温度升高改变流体黏度系数成为冲蚀率增加的主要因素,在50～60℃,颗粒动能与流体黏度的耦合作用是导致最大冲蚀率减小的主要因素。当颗粒直径在50～200μm,冲蚀速率随着颗粒直径增大增加较慢。研究结果对于预测加热炉炉管冲蚀情况、预测最大冲蚀位置、适当增加炉管壁厚、提高炉管使用年限具有重要的参考意义。     

车轮铸钢材料热循环表面氧化特征分析

研究了车轮铸钢在不同温度幅下热疲劳损伤表面及次表层行为．研究发现，表面氧化及剥落现象和氧化物的开裂随循环上限温度的增高而愈加严重；次表层损伤以裂纹为主，附带一些蚀坑．其损伤机理是由于氧化脱碳使铁素体区形成腐蚀坑，腐蚀坑的连接形成微裂纹，热疲劳主裂纹优先通过铁素体区氧化腐蚀坑而向前扩展．     

反应烧结碳化硅材料的Na_2CO_3熔盐腐蚀行为研究

研究了在 10 0 0℃空气中的Na2 CO3 熔盐对反应烧结SiC材料的腐蚀行为 .研究结果表明 ,Na2 CO3 熔盐加速了材料的高温氧化失效 ,其腐蚀动力学过程主要包括 3个阶段 :第 1阶段是SiO2氧化膜快速溶解所造成的快速失重阶段 ;第 2阶段为材料表面液相膜形成所引起的快速氧化 (增重 )阶段 ;第 3阶段是由于熔体底部形成一层保护性SiO2 氧化膜所表现出的慢速氧化 (增重 )阶段 .因此 ,Na2 CO3 熔盐的作用使得材料表面形成大量蚀坑 .     

高压蒸汽输送管线爆裂失效分析

从化学成分，机械性能，金相组织和宏观断口等方面分析了胜利油田某注汽站稠油热采高压蒸汽输送管线爆裂的原因。结果表明，管线内壁局部的氢腐蚀，使材料内部产生晶界裂纹，造成管线严重腐蚀而减薄，不能满足管线强度和韧性的要求，致使管线发生爆裂；管线焊接热影响区及轧制过程中产生粗大魏氏组织与爆裂也有关系。     

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀性能的正交试验研究

用硫酸直流阳极氧化法对6063铝合金表面进行处理。采用正交试验研究方法探索腐蚀时间、温度和腐蚀液浓度对氧化膜抗蚀性能的影响,运用极差分析法对6063铝合金的腐蚀增重量和最大腐蚀深度进行了分析。结果表明:在铜加速乙酸盐雾环境下,时间对腐蚀的影响最强,温度及盐溶液浓度的影响均较小。合金的阳极氧化膜主要以点蚀为主,在72h、35℃、3%盐溶液浓度条件下,最大蚀坑深度达180.79μm,而原样则是以均匀腐蚀为主,可见与点蚀相比,阳极氧化膜对于均匀腐蚀的改善作用更明显。     

高压蒸汽输送管线爆裂失效分析

从化学成分、机械性能、金相组织和宏观断口等方面分析了胜利油田某江汽站稠油热采高压蒸汽输送管线爆裂的原因，结果表明，管线内壁局部的氢腐蚀，使材料内部产生晶界裂纹，造成管线严重腐蚀而减薄，不能满足管线强度和韧性的要求，致使管线发生爆裂；管线焊接热影响区及轧制过程中产生的粗大魏氏组织与爆裂也有关系．     

铝镁硅合金阳极氧化膜性能的研究

本文通过6063合金阳极氧化膜的连续性实验,透射电子显微分析等手段,研究了稀土、镁、硅对阳极氧化膜的厚度、耐蚀性和显微硬度的影响。实验结果表明:在60min内进行阳极氧化,氧化膜的厚度与氧化时间成直线关系,合全元素对膜厚影响不大;稀土元素能使6063合全氧化膜中缺陷减少及膜的连续性增加,氧化膜中针孔变小且孔分布均匀,因而明显地提高了6063合金的耐蚀性和显微硬度。     

Acid condensation and heat transfer characteristics on H-type fin surface with bleeding dimples and longitudinal vortex generators

Acid condensation rate is an important factor denoting the acid corrosion, and the reduction of the acid condensation can significantly relieve the acid corrosive effect on the wall surface and improve the security of the equipments. In this study, the characteristics of both heat transfer and acid condensation of the finned tube in heat exchanger were numerically studied. In the numerical model, we simulated the acid condensation by considering the vapor-liquid equilibrium effect and multi-component diffusion effect. Based on the H-type finned oval tube, we proposed three novel types of fins to both enhance the heat transfer and reduce the acid condensation. The parametric effects of gas temperature, acid vapor concentration, water vapor concentration, and Reynolds number were investi- gated on different fin structures. The results show that the tube bank with the new structured fins can improve the performance on both heat transfer and acid anticondensation.     

白银炉烟气中硫对余热锅炉的腐蚀

对余热锅炉腐蚀进行了热力学分析，得出：在高温化学腐蚀中，当硫通过金属表面形成的保护性极差的硫化物时，腐蚀加速；在低温电化学腐蚀中，硫通过控制阴极反应来影响腐蚀速度．此外，还提出了相应防范硫蚀的措施．     

镍基合金UNS N08028钝化膜的耐蚀性研究

采用高温高压腐蚀试验方法使镍基合金028在100 ℃、130℃和150℃条件下形成钝化膜,利用阳极极化曲线和电容测量法(Mott-Schottky曲线),研究镍基合金钝化膜在不同温度同时含CO2和Cl-的腐蚀介质中的电化学行为和半导体性质.结果表明:在130℃条件下形成的钝化膜对基体的保护作用较强;在3个条件下形成的钝...     

盐粒沉降对Zn大气腐蚀的影响

使用石英晶体微天平(QCM)并结合红外透射光谱(IRTS)研究了海洋大气环境和工业大气环境对金属Zn在薄液膜下大气腐蚀的影响.QCM试验表明:研究的几种电解质中,NaCl对Zn的腐蚀最严重,其次是(NH4)2SO4,NaNO3较弱,Na2CO3最轻微.结合红外光谱对腐蚀产物的分析,阐述了各种不同电解质条件下的腐蚀机理.     

AM60B镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为

在硅酸盐体系中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理,采用循环伏安(CV)法、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究膜层在3.5% NaCl介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:AM60B镁合金经微弧氧化处理后,膜层耐蚀性得以显著提高.相比低电压下的膜层,高电压下获得膜层微孔略大,但微孔数量明显较少,厚度显著增加,这使得膜层在整个腐蚀过程中呈现了极强的电阻性和优异的耐蚀能力,甚至测试结束时腐蚀介质仍未渗透至膜基面,而低电压下处理得到的膜层,腐蚀介质已渗透至膜基面且侵蚀了基体.     

畅想型机焦炉配套燃气锅炉防腐对策

介绍了燃气锅炉受腐蚀部位及损坏程度，分析了锅炉低温段设备腐蚀破坏的原因、机理和影响因素，并提出了相应的防治对策。     

一种高效抗CO_2腐蚀缓蚀剂

为减缓油气田环境中CO_2的腐蚀,以氨基三亚基甲基膦苯、吗啉、硫尿和其他缓蚀剂为原料复配了一种缓蚀剂GT-1,采用静态挂片失重法和电化学测试方法研究了GT-1对CO_2腐蚀的缓蚀效果.结果表明:GT-1对碳钢的阳极活性溶解有着明显的抑制作用,属于阳极型缓蚀剂;复配后对CO_2腐蚀有良好的缓蚀作用,缓蚀率高达96.07%,是高效的气相缓蚀剂;氨基三亚基甲基膦苯、吗啉、硫尿和其他缓蚀剂之间具有良好的协同促进作用.     

异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究盐酸环境下两种缓蚀剂(2-甲基-5-十二烷基异恶唑(A)和2-异丙基-5-十二烷基异恶唑(B))对低碳钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机制进行分析。结果表明:在液相条件下,异恶唑缓蚀剂的极性头部优先吸附于金属表面,烷基碳链以一定角度指向溶剂,并且2-异丙基-5-十二烷基异恶唑的吸附强度大于2-甲基-5-十二烷基异恶唑;形成的致密缓蚀剂膜能有效阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,达到减缓腐蚀的目的。