高温熔融盐压力容器用Q345R材料的腐蚀性能研究

本文采用均匀浸泡、微观形貌观测、XRD、金相观察等方法研究了不同条件下压力容器用Q345R材料在不同温度和不同氯离子含量的熔盐中的腐蚀行为。腐蚀失重实验结果表明,在氯离子含量确定的情况下随温度的升高、Q345R的腐蚀情况越来越严重,腐蚀产物越厚,在温度一定的条件下,随着氯离子含量的增加,腐蚀深度增加。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,Q345R在solar salt熔盐中的主要腐蚀产物为Fe_2O_3和Fe_3O_4。     

炼油设备高温H_2S腐蚀产物自燃倾向及影响因素

利用自制的硫化氧化反应装置,研究了Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3高温H2S腐蚀产物的自热性质,并采用扫描电镜分析了腐蚀产物的表面成分与形态.以Fe2O3腐蚀产物为例,研究了空气流量、环境温度及含水量对硫铁化合物自热性质的影响.结果表明,在环境温度40 ℃、空气流量300 mL/min条件下,3种腐蚀产物的自热性由强至弱顺序为Fe(OH)3、Fe2O3、Fe3O4;空气流量、环境温度的提高均会增强硫铁化合物的自热性;含水量低于10%会促进硫铁化合物的氧化反应,水质量分数达到60%氧化反应基本被抑制.     

常压设备氯腐蚀的动态风险预测模型

针对原油加工过程中常压设备因氯腐蚀引起穿孔、进而导致泄漏事故发生的问题,结合氯腐蚀试验与动态预测方法,建立常压设备氯腐蚀的动态风险预测模型,从而及时规避腐蚀泄漏风险。首先,针对常压塔设备材料Q345钢开展挂片腐蚀试验,在获取试验数据的基础上,采用灰色理论建立质量损失预测模型,通过计算可得随时间变化的腐蚀速率和累积腐蚀厚度;除此之外,运用马尔科夫链预测腐蚀状态的概率。结果表明,采用灰色理论建立的质量损失预测模型精度良好,且此模型可得任意时刻腐蚀速率及累积腐蚀厚度;与此同时,基于马尔科夫链建立的腐蚀状态概率预测模型表明,Q345钢在第3年和第15年分别进入腐蚀加速和腐蚀穿孔阶段,该结论可作为制定检维修计划的参考。     

机械加工表面粗糙度对4130 X钢在0.5%NaCl溶液中的腐蚀性能影响

本文采用动电位极化、电化学阻抗谱、微观形貌观测等方法研究了不同表面粗糙度的4130X钢在质量分数为0.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明,随表面粗糙度下降,试样表面积变化不大,其自然腐蚀电位下降,然腐蚀电流密度降低,电荷转移电阻降低,腐蚀反应剧烈程度整体有所下降。微观形貌显示,在反应发生初期,试样表面首先于凸起位置发生腐蚀,并且随腐蚀反应的进行逐渐扩展至试样整体表面。表面粗糙度对腐蚀反应影响主要来源于试样表面的几何形状差异、电化学活性差异和表面状态差异。     

温度变化对煤系砂质泥岩三轴压缩力学特性的影响

为分析温度对煤系砂质泥岩力学参数的影响,利用RMT-150B岩石力学试验系统和GD-65/150高低温环境箱,对煤系砂质泥岩在25~55℃下三轴压缩试验的力学特性进行了研究。结果表明,在试验温度范围内不同温度下煤系砂质泥岩的力学特性有一定程度的差异。随温度升高,峰值应力整体上呈降低趋势;峰值应变在20~40℃逐渐增大,在40~55℃减小;弹性模量随温度升高,在20~35℃逐渐减小,在35~55℃逐渐增大;变形模量随温度升高,在20~45℃逐渐减小,在45~55℃逐渐增大。     

苯酚对典型承压装置材料的腐蚀行为研究

本文针对某石化企业的粗苯酚塔选材的工程问题,采用腐蚀失重法和电化学交流阻抗法对31603、30403两种不锈钢的母材和焊缝材料,以及Q345R碳钢的母材进行了的腐蚀行为和耐蚀程度研究,并对研究结果进行了综合分析。试验结果表明,在液化苯酚和90%笨酚水溶液中31603和30403两种不锈钢均具有较好的耐蚀性,其中31603的耐蚀性略好于30403,但差异很小。Q245R则在两种介质中均具有较快的腐蚀速率,其中90%的苯酚水溶液中的腐蚀速率相对更快,超过了0.05mm/a,约为在纯苯酚中的1.52倍。根据试验结果,30403与31603两种材料均可成为该装置的备选材料,但考虑到经济成本,30403更佳。     

硫高温腐蚀及腐蚀产物氧化自燃性的研究

随着炼制原油硫含量的增加,炼油装置的硫腐蚀问题也日益严重.针对硫高温腐蚀状况,用差热-热重分析仪研究硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化腐蚀反应的初始温度,并采用X射线衍射仪鉴定了360 ℃高温无氧条件下硫化腐蚀产物的组成.结果表明,硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化反应的初始温度分别为287.67 ℃、233.34℃和308.47 ℃;高温硫化腐蚀产物主要是FeS2.对硫化产物FeS2进行氧化反应,氧化升温曲线和耗氧曲线表明,硫化腐蚀产物FeS2具有很高的氧化自燃性,在一定条件下能引发油品火灾和爆炸等事故.     

常温下铁的硫化产物自燃性

含硫油品储运过程中H2S腐蚀产物是常温下硫铁化合物的主要来源,以H2S与铁粉反应制备的硫铁化合物来模拟设备内H2S的腐蚀产物,利用自然氧化的方法测定了硫化反应产物的一次氧化升温和二次氧化升温,考察了铁粉含水量对硫化反应及硫化反应产物自燃性的影响,采用XRD和SEM手段对硫化反应产物进行了表征。结果表明:H2S与铁粉的硫化反应产物为FeS,呈微小颗粒状,覆盖在铁粉表面;硫化反应产物具有自燃性,一次氧化升温最高达到87℃;未被完全氧化的硫化反应产物密封放置一段时间后自燃性明显增加,其二次氧化升温速率最高超过39℃/min;铁粉中含有适量的水可以增加硫化反应速率,提高硫化反应产物的自燃性。     

氯乙烯储罐注水堵漏腐蚀风险的预测方法研究*

为更好地解决氯乙烯储罐注水堵漏可能导致储罐发生腐蚀泄漏的实际问题,提出1种基于ASPEN和神经网络的氯乙烯储罐注水堵漏腐蚀风险的预测方法。运用ASPEN流程模拟软件,对氯乙烯储罐注水堵漏工艺进行模拟,得到不同泄漏孔径下注水速率和HCl浓度的关系;以HCl浓度作为导致腐蚀的主要影响因素,对不同种钢材进行挂片腐蚀实验;结合神经网络分析,得出HCl浓度与腐蚀速率之间的拟合式,预测储罐腐蚀情况。结果表明:神经网络预测结果平均相对误差7.63%,随注水速率的提高,HCl浓度变化呈下降趋势,腐蚀速率变化呈下降趋势;在等效泄漏孔径24 mm、注水速率0.87 m/s时,Q345R腐蚀速率13.93 mm/a,20#腐蚀速率10.48 mm/a,201不锈钢腐蚀速率7.09 mm/a为3者中最低,但此工况下,201不锈钢有点蚀倾向,储罐易发生穿孔,故201不锈钢不宜用作氯乙烯储罐母材,并提出对《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》的修订建议。     

储罐硫腐蚀产物标志性气体的监测

含硫油品储罐内的腐蚀产物与油品中的活性硫反应生成硫化物,而此类硫腐蚀产物氧化自燃是导致储油罐发生火灾、爆炸事故的重要原因.通过试验考察了氧气体积比对硫腐蚀产物氧化自燃过程的影响,探索了铁锈模拟物在氧化过程中SO2气体的释放规律.结果表明:氧气浓度越高,硫腐蚀产物的自燃危险性越大;随着O2浓度增加,氧化反应中SO2的浓度越大,SO2气体析出速度越快,当氧化反应的温度为40℃时,SO2气体浓度达到最大.     

微波促进无机酸对金属腐蚀速率的研究

为缩短无机酸对金属腐蚀性的检测时间,提高危险性鉴定效率,在联合国《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》关于化学品对金属腐蚀性检测方法的基础上,以微波辐射装置代替传统的电加热水浴,以20#碳钢和7075-T6铝作为金属试片,研究了不同温度下采用微波法与标准试验方法时稀盐酸和硫酸溶液对金属的腐蚀速率。研究表明,金属的重量损失率随着测试温度的升高而增加,微波法下金属试片的质量损失率显著高于相同腐蚀时间和温度下的标准试验方法。微波法在75℃下40h可与标准试验方法55℃下168h的腐蚀效果进行等效,可以明显提高无机酸对于金属腐蚀性的检测效率。     

Effect of CO2 corrosion behavior of mild steel in oilfield produced water

The corrosion rates of API X65 mild steel alloy in CO₂ – containing produced water have been studied by weight loss technique, potentiodynamic polarization technique and characterization of the corroded surface techniques. The effect of temperature, speed of rotation, pH and acetic acid concentration were studied. The optimum condition in presence and absence of protective film were also addressed. The kinetic parameters and reaction behavior were discussed in details. Corrosion rates increases with increasing temperature, acetic acid concentration, and speed of rotation, and decreased with increasing solution pH. The primary corrosion product of API X65 mild steel is ferrous carbonate (FeCO₃) at high temperatures, high pH's (alkaline media) and absence of acetic acid, which could act as a protective film so that CO₂ corrosion rate can be reduced.     

元素硫高温腐蚀产物氧化自燃性影响因素的研究

用差热-热重分析仪考察元素硫与Fe(OH)3发生硫化腐蚀反应的初始温度,分析硫化温度、硫化时间、氧化温度和水对高温硫腐蚀产物氧化自燃性的影响。结果表明:元素硫与Fe(OH)3发生硫化反应的初始温度为287.67℃;硫化温度越高,硫化时间越长,元素硫高温硫化腐蚀产物中FeS2的含量越高,氧化自燃性越大;氧化温度对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性有很大影响,室温时几乎不发生氧化反应,氧化温度超过95℃后,腐蚀产物的氧化反应速率大幅度提高,对炼油装置安全构成极大威胁;水对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性起着重要作用,无水时,高温硫化产物基本不发生氧化反应,少量水存在即可极大影响高温硫腐蚀产物的氧化速率。     

新型气体灭火剂对飞机用橡胶材料的腐蚀性能研究

为研究氢氟烯烃(HFOs)与氢氟氯烯烃(HCFOs)灭火剂对于飞机用橡胶密封材料的腐蚀性,通过实验研究6种新型气体灭火剂(R1234yf,R1234ze,R1234ze-E,R1233xf,R1233zd,R1336mzz-E),对目前飞机用4种橡胶O型圈(硅橡胶VMQ,氟橡胶FKM,氟硅橡胶FVMQ和丁腈橡胶NBR)...     

塔河油田集输管线20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

为充分了解20#钢在塔河油田集输管线工况环境中的腐蚀行为,采用高温高压釜研究CO2/H2S分压比、温度和pH值对20#钢在CO2/H2S环境中的腐蚀规律的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物形貌特征。结果表明:CO2分压不变时,随着H2S分压的增加,20#钢的腐蚀速率先增大后减小,H2S分压为0.01 MPa时的腐蚀速率达到最大0.435 mm/a;随着温度的升高,20#钢的腐蚀速率逐渐增大,在100℃时腐蚀速率高达2.280 mm/a;CO2控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而减小;H2S控制下20#钢的腐蚀速率随着pH值的增大而增大。     

氧化煤自燃特性实验研究

为解决大柳塔煤矿活鸡兔井12下208综放工作面采空区存在大量氧化煤的遗煤自燃预测问题,对原煤及不同程度的氧化煤进行程序升温实验,分析研究低温氧化特性的变化规律,根据灰色理论对自燃标志气体进行优选。结果表明:原煤与氧化煤的临界温度与干裂温度相差不明显,分别在40~50 ℃与110~120 ℃之间;根据临界温度、干裂温度及其指数增长点将煤低温氧化过程分为缓慢自热（50~＜90 ℃）、加速自热（90~＜120 ℃）、热解裂变（120~＜160 ℃）和热解加速（160~＜200 ℃）4个阶段。在缓慢自热阶段以G2（0.01~＜0.039）和R1（0.001 5~＜0.007 7）为指标;在加速自热阶段以R1（0.007 7~＜0.019 5）和G3(0.000 9～＜0.003 7)为指标;在热解裂变阶段以烯烷比（0~＜0.484）和G3（0.003 7~＜0.037 4）为指标;在热解加速阶段以R1（0.046 8~＜0.072 6）和烯烷比（0.484~＜0.992）为指标气体。实验结果对采空区遗煤的自燃防治具有一定的指导作用。     

铬盐废水蒸发系统腐蚀突变与缓蚀工况研究

针对铬盐废水蒸发系统运行过程中的腐蚀问题,采用失重法、pH值检测、扫描电镜(SEM、EDS)和XRD等手段,模拟研究了温度、Cr3+质量浓度对20#碳钢腐蚀速率、腐蚀产物的影响,并从废水pH值和形貌分析角度探索腐蚀速率发生突变的原因.研究表明:废水Cr3+质量浓度在150～180 mg/L范围,碳钢腐蚀速率发生突增,废...     

煤自燃发火潜伏期不同温度下耗氧特性的研究

为了探究地层温度的升高对采空区自燃倾向性的影响,对处于自燃潜伏期的煤展开耗氧特性和CO释放特性的研究。通过对长平矿3#煤分别进行20~60℃的封闭耗氧实验,得到了自燃潜伏期不同温度下煤的氧浓度以及CO浓度随时间变化的曲线。对氧浓度变化曲线和CO浓度变化曲线进行拟合分析得到了不同温度下煤的氧气消耗和CO生成速度,同时得到了氧浓度衰减系数和CO浓度增长系数。封闭耗氧实验结果表明:从20~60℃氧气消耗速度逐渐增大并且氧浓度衰减系数呈指数增长,CO浓度增长系数也逐渐增大并且同样呈指数增长,煤的窒熄带氧浓度临界值从20~60℃逐渐由16.8%降低到12.4%。为探究不同温度下采空区煤的自燃发火危险性,将封闭耗氧实验结果的参数应用到采空区CFD数值模拟仿真中,模拟得到随着温度升高采空区窒熄带临界氧浓度位置由200 m增长到380 m。结果表明:常温下不易自燃的煤在较高的环境温度下表现出了较强的氧气消耗和CO释放能力,并且采空区自然氧化带随着温度的升高动态变宽,增大了采空区的自燃发火危险性。     

高温环境下气藏型储气库泥岩盖层密封性评价

为探究高温作用对泥岩盖层密封性的影响,从理论上剖析储气库盖层产生热应力的3种形式,在室内试验的基础上,分析泥岩在高温环境下力学损伤程度和盖层物性封闭评价指标随温度变化特征.结果表明:高温环境下泥岩整体结构性能降低,400℃左右是泥岩在周期热应力作用下损伤的阈值温度;高温作用会显著改变泥岩盖层物性封闭特征,400℃左右是...