碳钢在液/固双相管流中的磨损腐蚀机理研究

文中利用自行研制的管流动态模拟试验装置 ,研究了碳钢在液/固双相流中的磨损腐蚀。结果表明碳钢在流动 5%河砂的双相 3.5 %NaCl溶液中 ,磨损腐蚀速度随流速的增加而显著地增大 ,没有出现像单相流中磨损腐蚀速度显著降低的流速区段 ,其磨损腐蚀过程仍主要受阴极氧扩散控制。在液/固双相流中 ,碳钢阻抗谱为双容抗半圆弧 ,且都出现低频收缩现象。对碳钢施加阴极电流 ,由于抑制了电化学因素 ,大幅度削弱了与流体力学因素的协同效应 ,使碳钢腐蚀大大减轻。证明了在双相管流中 ,碳钢磨损腐蚀过程仍主要受电化学因素控制。     

镍基涂层和2种钢的冲刷腐蚀特性及其电化学行为

研究了2种超音速火焰喷涂Ni基涂层(Ni60JH与Delelo50)和2种钢(1Crl8Ni9Ti与20钢)在液固两相流中，冲刷腐蚀的交互作用及其电化学行为，并对其冲刷腐蚀机制进行了探索性分析．研究结果表明，Ni60JH和Delelo50涂层的腐蚀质量损失率分别为基体材料的1／30和1／16，Ni60JH涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高15倍多，并与1Crl8Ni9Ti不锈钢相当，且Delelo50涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高5倍多．Ni60JH涂层主要以切削、犁削冲蚀磨损机理为主，而Delel050涂层和2种钢主要以犁削、塑性变形、翻边冲蚀磨损机理为主．2种涂层和不锈钢在纯腐蚀时均处于钝化状态，在冲刷腐蚀时均处于活化溶解状态．     

高速电弧喷涂FeCrAl／WC复合涂层研究

将自行研制的FeCrAl/WC粉芯丝材利用高速电弧喷涂技术成功地制备出FeCrAl/WC复合涂层,用EDS,XRD和成分分析系统得到FeCrAl/WC涂层的组成为FeCr的质量分数约为84%;WC,W2C及少量的（FeCr)2O3的Al2O3的质量分数约为16%。涂层的工艺性能和力学性能表明FeCrAl/WC复合涂层具有高结合强度、高致密度和较多氧化物的特点。涂层的高温冲蚀性能结果表明,在650℃高温环境下,FeCrAl/WC复合涂层的抗冲蚀磨损性能高于20号钢,并表现出良好的全攻角冲蚀磨损抗力,能够解决燃煤锅炉管道的高温燃气-飞灰高温冲蚀磨损问题。     

P110油管用钢液固两相流体冲蚀实验研究

在油气井压裂改造过程中,高速含砂流体引起的冲蚀是油管失效的重要原因之一。利用自制的喷射式冲蚀实验装置,以3.5wt%NaCl含砂流体为介质,研究了油井管常用的P110油管用钢冲蚀速率随冲蚀时间、介质流速和含砂量的影响。研究结果表明,在冲蚀时间60~90 min时,P110钢材的冲蚀速率趋于稳定;在传统的纯冲刷磨损公式E=KVn基础上,增加了腐蚀因子M对公式进行修正,与实验数据尤其是低流速时的实验数据拟合误差减小;砂含量在25 kg/m3时,冲蚀速率达到最大;继续增加含砂量时,颗粒之间碰撞消耗的动能使得冲蚀速率先减小,然后缓慢增加。实验结果为P110油管在新型储层改造中的应用提供了一定参考。     

湿法磷酸泵材冲刷腐蚀控制因素探讨

按照把冲刷腐蚀总失重分解为几个组成因素的思路。主要根据在动态湿法磷酸料浆中的冲刷腐蚀试验中与电化学测试结果，探讨了湿法磷酸冲刷腐蚀的控制因素，作出了电腐蚀因素因素控制的结论，同时讨论了在此前提下总刷所促进腐蚀的作用；提出了泵材耐冲刷腐蚀合金化方向应以提高其再钝化能力为主的意见。     

快速评价合金耐冲刷腐蚀性能的再钝化动力学参数法

介绍了作者开发的、使用划伤电极法测出再钝化动力学参数ｉ０．β和Ｑｐ用于快速评价合金耐冲刷腐蚀性能的新方法，举出该方法应用的例子，进行了讨论．ｉ，β是初期再钝化动力学方程ｉ（ｔ）＝ｉ０ｅｘｐ（－βｔ）中的两个参数，Ｑｐ是以上式对时间０→ｔ积分结果：Ｑｐ＝（ｄｔ），文中解释了参数ｉ０，β和Ｑｐ的含义．ｉ０值或Ｑｐ值愈小，或β值愈大，则合金耐冲刷腐蚀性能愈好．９种合金在湿法磷酸料浆中试验表明：按Ｑｐ（或ｉ０，β）值对合金耐冲刷腐蚀性能排序结果同按传统的旋转试样冲刷腐蚀失重（１００ｈ试验）数据排序结果基本一致．     

冲蚀角度对Fe-2.5B耐锌液腐蚀性能的影响

将试样装夹在自制的预设一定冲蚀角度的转盘上进行锌液冲蚀试验,实现流动锌液对试样冲蚀表面0°、30°、60°和90°冲蚀角下的冲刷腐蚀。结果表明:在圆盘转速为70r/min,冲蚀时间为24h的条件下,Fe-2.5B合金(质量分数,%)的冲蚀率随冲蚀角度的增加而逐渐降低,并在高角度下呈现急剧降低的趋势;而316L不锈钢的冲蚀率在冲蚀角为30°时最大,冲蚀角为90°时最小,表现出典型韧性材料的冲蚀率特性。Fe-2.5B合金在流动锌液中的冲蚀率仅为316L不锈钢的33%~38%,其优异耐锌液冲蚀性能依赖于Fe-B合金中网状Fe2B相对流动锌液的阻挡效应。同时,一定韧性相基体的存在对Fe2B在冲蚀过程中起到支撑作用,进而表现出该合金中两相结构在锌液冲蚀中的"腐蚀协同效应"。此外,冲蚀角度的增加造成锌液流速在试样表面的切向冲刷分量弱化而法向冲击分量强化,这使得冲刷对最外层疏松ζ-FeZn13相的移除作用减弱。强的传质过程随冲蚀角度的增加不断弱化,从而使网络状组织结构的Fe-B合金在锌液中的冲蚀率明显降低。     

不锈钢与高碳钢的冲刷腐蚀磨损试验研究

利用自行研制的液固两相流冲刷腐蚀磨损试验机,对具有良好耐腐蚀性能的1Cr18Ni9Ti(18-8)不锈钢及耐磨性较好的高碳钢(T8)的耐冲刷腐蚀磨损行为进行了深入研究.试验机配有电化学测试系统,可有效分离液固两相流冲刷腐蚀磨损工况下的各损伤分量,如纯磨损分量、纯腐蚀分量以及腐蚀与磨损的交互作用,便于深入研究冲刷腐蚀磨损工况下材料的损伤行为.研究结果表明:在此试验条件下,材料的耐腐蚀性能居主导地位,改变冲刷腐蚀条件尽管使各损伤分量的相对比例有所改变,但耐蚀性较好的18 8不锈钢总具有较低的损伤;18-8不锈钢和T8钢的冲刷腐蚀磨损率在冲蚀角度为45°时均出现极大值,主要原因为材料在此角度下的磨损达到最大值,并且由此产生的交互作用也达到最大值,因此在这一角度使用的材料应注重提高其耐磨性.     

Erosion-corrosion and its mitigation on the internal surface of the expansion segment of N80 steel tube

We investigated erosion-corrosion(E-C) and its mitigation on the internal surface of the expansion segment of N80 steel tube in a loop system using array electrode technique, weight-loss measurement, computational-fluid-dynamics simulation, and surface characterization techniques.The results show that high E-C rates can occur at locations where there is a high flow velocity and/or a strong impact from sand particles, which results in different E-C rates at various locations.Consequently, it can be expected that localized corrosion often occurs in such segments.The E-C rate at each location in the expansion segment can be significantly mitigated with an imidazoline derivative inhibitor, as the resulting inhibitor layer significantly impedes the electrochemical reaction rate.However, we found that this inhibitor layer could not effectively reduce the difference in the erosion rates at different locations on the internal surface of the expansion segment.This means that localized corrosion can still occur at the expansion segment despite the presence of the inhibitor.     

固溶处理对高Cr-Ni铸造不锈钢耐磨损腐蚀性能的影响

研究了固溶热处理对高Ｃｒ－Ｎｉ铸造不锈钢耐磨损腐蚀性能的影响，探讨 了钢的磨损腐蚀性能与显微组织、硬度，耐腐蚀性能之间的关系，以及高Ｃｒ－ Ｎｉ不锈钢的磨损腐蚀机制。结果表明：当固溶温度超过１１５０℃后，钢的耐磨 损腐蚀性能才明显增加；钢的耐磨损腐蚀性能与硬度无一致性关系，而与耐 腐蚀性能有一定的相关性；钢的耐磨损腐蚀性能、耐腐蚀性能、硬度均与组织 中析出相的性质和数量有关。