16MnR钢硫化氢腐蚀与氢渗透规律的研究

利用Devanathan Stachurski电化学法和失重法,在不同浓度的硫化氢溶液中研究16MnR钢的腐蚀速率和稳态氢渗透电流密度随硫化氢质量分数变化的规律.实验结果表明,其变化规律可用3个不同的线性方程拟合,通过数学处理,求得16MnR钢的腐蚀速率和渗氢电流密度之间的定量方程.H2S的质量分数超过160×10-6以后,腐蚀产物Fe2+与H2S反应形成FeS(1-x)沉积物附着在钢的表面上,使腐蚀速率减小.H2S腐蚀的渗氢效率约在10-4的数量级范围.     

管道/压力容器内部腐蚀速率原位在线检测仪

讨论了管道/压力容器内部腐蚀速率原位在线检测原理,构建了检测数学模型,并对利用HR电化学原子氢传感器及单片机系统实现上述检测过程的实施方案进行了研究和探讨.仪器可用于对石油精炼厂/含硫油气钻采集输管线等工业结构设备的内部腐蚀情况进行原位检测.     

超薄Pd-Cu/Al_2O_3合金膜的透氢性能

以多孔Al2O3陶瓷管为基体,采用化学镀法分步沉积Pd和Cu金属层,再经高温合金化处理,制备组分不同的Pd-Cu合金膜,膜厚均约为4μm.研究合金膜在100~650℃范围内的透氢性能,考察温度和膜组成对透氢性能的影响.结果表明:H2在膜表面的扩散过程是H2渗透速率的主要控制步骤;温度对膜透氢性能的影响规律因膜组成而异,这可能与合金膜在不同组成、不同温度条件下所呈现的晶相结构有关.     

硫酸盐还原菌对16Mn钢在海泥中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸、氢渗透实验方法对16Mn钢在含不同浓度硫酸盐还原菌(sulfatereducingbacteria,SRB)海泥中的应力腐蚀开裂敏感性进行了研究。结果表明SRB的存在,使得16Mn钢的慢应变速率拉伸断裂延伸率变小,拉断所需时间缩短,拉断所需最大压力变小,拉伸曲线下的面积变小;氢渗透电流密度明显增大,因此海泥中SRB的存在能够使16Mn钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。     

致密超薄钯膜的制备及其性能研究

根据金属Pd的自催化特性,采用改进的PCD法制备致密超薄钯膜,同时考察了氢分压和操作温度对钯膜氢渗透性能的影响以及氢渗透过程的操作稳定性。结果发现,对金属层厚度为0．3～0．4μm的超薄Pd／TiO     

二元铝合金在碱性介质中的腐蚀与电化学行为

研究Al-Me(Me:Mg,Zn,Bi,Sn,Pb,In,Ga)二元合金在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中的析氢腐蚀速率、自腐蚀电位、恒电流极化电极电位.结果表明:在25℃ 4 mol/L NaOH碱性介质中,纯铝中加入Zn或In的Al-Me二元合金析氢腐蚀速率增大,自腐蚀电位负移;加入Bi或Ga的Al-Me二元合金析氢速率影响不大,自腐蚀电位负移;添加Mg,Sn或Pb的Al-Me二元合金析氢速率降低,自腐蚀电位正移.当以100 mA/cm2的电流密度进行恒电流极化时,Mg,Zn,Bi,In能使Al-Me二元合金电极电位稍有负移,Sn,Pb,Ga能使Al-Me二元合金电极电位大幅度负移.     

电流型氢渗透传感器研究

利用Devanathan-Stachurski电解池原理制造恒电解式与电池式电流型氢渗透传感器,用于监测氢在钢中的扩散速率及浓度.研究了镀镍时间、密封电解液对渗氢电流的影响,试验了以羟基氧化镍粉末作为阴极材料的电池型氢渗透传感器.实验结果表明:钢件表面镀镍5 min作为原子氢催化氧化的集氢面,经约5 h氧化后可以消除电镀渗氢的影响,使背景电流降至0.5 μA/cm~2以下;由聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠按质量比4∶1混合,再与0.2 mol/L KOH溶液配制成非流动性的电解液作为密封胶,用于传感器内部电解液与工件镀镍面之间的密封,与单电解液的测量结果一致;在相同充氢条件下,恒电解式与电池式电流型氢渗透传感器测得的氢渗透曲线结果一致,与施加氧化电势的方式无关.     

钯镍合金纳米粒子包覆碳纤维氢敏感材料的制备及性能

采用-0.5 V的沉积电位在碳纤维基底上沉积出尺寸可控的含镍8.5％ Pd-Ni合金纳米粒子,可用于传感氢气.钯镍舍金纳米粒子的尺寸对传感器的性能有影响,180 nm的钯镍合金纳米粒子的氢敏感性能好,在0～6％的氢环境中,其响应电流随浓度的增大而增加,在氢气体积分数为6％的氢气中,灵敏度可达38.35％.     

电沉积Ni-S合金析氢阴极的研究

以硫脲作为硫源,在瓦特浴体系中通过电沉积方法获得NiS合金电极·系统地讨论了电沉积过程中各工艺条件(硫脲浓度、电流密度、pH值及温度)对镀层中S含量的影响,确定了硫脲浓度和电流密度为NiS合金镀层中S含量的主要影响因素;以恒电流极化方法测试不同S含量的合金电极的析氢过电位,得到了析氢过电位仅为90mV的非晶态NiS合金析氢阴极;以稳态极化方法测定该电极的稳态极化曲线,并通过计算得出其电化学参数(b,i0)·结果表明,该电极具有极高的电化学活性·     

硫化氢环境下氢扩散的影响因素

采用典型的电化学渗氢装置,对材料的化学成分、焊接和环境中CO2和NH4 的质量浓度、溶液的pH值对硫化氢应力腐蚀开裂中氢扩散行为的影响进行了研究.结果表明:金属中夹杂物数量、焊缝金属中空位和焊接缺陷使得氢扩散系数增加;在硫化氢环境中,氢扩散稳态电流随pH值的增加而降低,随着NH4 的质量浓度的增加而增加,且增加幅度随着pH值的增加而加大;CO2的质量浓度对氢稳态扩散电流的影响是随着pH值的变化而起着不同的作用,在低pH值条件下氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而增加,在较高的pH值中氢稳态扩散电流随着CO2的质量浓度增加而减小.     

X65管线钢抗H_2S腐蚀的试验研究

研究了不同显微组织管线钢抗H2S腐蚀的行为·结果表明,酒钢生产的X65管线钢,当显微组织是以针状铁素体为主的混合型组织时,管线钢具有优良的抗H2S腐蚀性能·经硫化氢腐蚀试验后,除出现程度不等的氢鼓泡外,试样断面上基本没有产生裂纹·氢鼓泡是由于钢中夹杂物处吸收由腐蚀而产生的氢所引起的·当钢表面上因腐蚀而释放出原子态氢后,由于硫化氢的催化作用,促进原子氢向钢中扩散,并在夹杂物与基体的界面上聚集形成分子氢·随着过程的进行,产生很高的压力,从而形成鼓泡·     

H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响

研究H_2S对1Cr18Ni9Ti在NaCl溶液中应力腐蚀的影响。通过闭塞电池法和化学分析法,用不同浓度H_2S对多种浓度NaCl溶液进行条件试验,研究表明:溶液在中性和弱碱性的范围内,由于金属表面上生成一层较稳定的FeS膜,该膜对氯化物的应力腐蚀有一定延缓作用,随着介质不断酸化,FeS膜开始溶解,当FeS膜完全溶解后,硫化物对氯化物的应力腐蚀起促进作用。     

湿H_2S环境中抽油杆用合金结构钢电化学腐蚀

在油气田腐蚀的诸多影响因素中,H2S是最常见和最有害的腐蚀介质.为了向油田选材和防腐实践提供理论依据,本文采用失重法和扫描电镜分析研究了抽油杆常用合金结构钢20CrMo,20Ni2Mo和35CrMo在不同浓度及温度下的H2S腐蚀行为.研究结果表明:(1)总体而言,随着H2S浓度的增加,材料的腐蚀速率均有所增加.但在100℃时20Ni2Mo对H2S浓度的变化不敏感,且在3种材料中平均抗腐蚀性能较好;在25℃时35CrMo材料在不同H2S浓度环境中具有较好的平均耐腐蚀性.(2)随着温度的升高,在3种材料的腐蚀速率有不同程度的提高.(3)在3种材料中,20CrMo的耐蚀性最差.     

炼厂酸性气吸收工艺的实验研究

考察了吸收剂的组成和吸收反应器结构对炼厂酸性气中硫化氢吸收反应的影响。实验结果表明,硫化氢在氯化铁体系中的吸收反应速度高于硫酸铁体系中的反应速度,在硫酸铁体系中加入适当浓度的氯离子,能加快硫化氢的吸收反应速度;硫化氢的吸收率与吸收反应器结构密切相关,喷射式反应器用于炼厂酸性气的吸收,硫化氢的吸收率可超过99%,并能有效防止硫磺的堵塞,使设备长周期运转。     

用硫化氢气体分解硫化钠阳极电解液的热力学分析

直接电解硫化氢碱性溶液(通常用Na2S溶液表示)产生单质硫和氢气的关键问题是单质硫在阳极表面上沉积而导致的阳极钝化. 用硫化氢气体分解Na2S的阳极电解液可以很好地解决这一问题,并对这一方法进行了热力学分析.对简化S-H2O 系的电势-pH图的分析表明,多硫化物Sx2-在碱性溶液中稳定,且随着体系中溶解态物质的总硫浓度T(s)的增加,高级多硫化物的优势区增大.当Na2S阳极电解液与硫化氢气体反应时,固相硫稳定存在于pH较低和H2S 分压较小的环境中.分析表明,当H2S 分压为1atm,溶液pH值小于8时,大多数多硫化物分解为单质硫S、S2-, HS-或H2S(aq.).分析结果对电解产生多硫化物以及用H2S气体分解多硫化物的实际过程具有重要指导意义.图6,表1,参10.     

Environmental boundary and formation mechanism of different types of H_2S corrosion products on pipeline steel

To establish an adequate thermodynamic model for the mechanism of formation of hydrogen sulfide(H_2S) corrosion products,theoretical and experimental studies were combined in this work. The corrosion products of API X60 pipeline steel formed under different H_2S corrosion conditions were analyzed by scanning electron microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy,and X-ray diffraction. A thermodynamic model was developed to clarify the environmental boundaries for the formation and transformation of different products. Presumably,a dividing line with a negative slope existed between mackinawite and pyrrhotite. Using experimental data presented in this study combined with previously published results,we validated the model to predict the formation of mackinawite and pyrrhotite on the basis of the laws of thermodynamics. The established relationship is expected to support the investigation of the H_2S corrosion mechanism in the oil and gas industry.     

变压器在线监测用的新型油气分离膜

高分子油气分离膜已广泛应用于变压器在线监测仪中,但这些膜的气体渗透率比较低,导致在线监测仪的响应时间和测量准确度不能令人满意。该文运用自由体积理论分析了膜油气分离的机理,研究了一种新型的油气分离膜——M 40。设计了油气分离试验平台。该平台由油箱、温控器、色谱分析仪等组成。在此平台上将M 40与聚四氟乙烯、F 46、GP 100等3种膜做了对比实验。结果表明,M 40膜的渗透率远远超过了其他的膜,可以在12 h内实现H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2七种变压器故障特征气体的油气分离。M 40膜能够满足变压器油中溶解气体在线监测的需要。     

改性活性氧化铝对硫化氢吸附的研究

用浸渍法制备了改性γ-Al2O3,通过SEM对改性γ-Al2O3微结构进行了表征,对H2S进行了吸附考察和分析了不同类型吸附剂、不同改性条件下的吸附性能的变化规律,并对再生后吸附剂的脱硫性能进行了研究.结果表明:焙烧温度达600℃时,改性后的γ-Al2O3微结构发生明显变化,脱除H2S能力增强.当H2S平均初始浓度为45mg/m3,温度为22℃,压力为1.01×105Pa,采样流量为0.5L/min时,改性γ-Al2O3对H2S去除率为96.9%;改性γ-Al2O3吸附效果明显优于未经改性的γ-Al2O3、活性炭和5A分子筛;改性γ-Al2O3再生后的吸附容量可以恢复到原来的97%.