【摘要】：在煉油、化工、食品、制藥等行業(yè)中,換熱器是廣泛使用的熱交換設(shè)備。在石油化工領(lǐng)域,換熱器服役過程中不可避免的會遇到腐蝕環(huán)境,在多種腐蝕形式中,縫隙腐蝕對于換熱器的腐蝕是最為嚴(yán)重的,通常換熱器被腐蝕的時(shí)候,在換熱管與管板之間以及焊縫、換熱管與折流板之間的縫隙腐蝕情況最為明顯。導(dǎo)致?lián)Q熱器管程流體和殼程流體混合,輕則產(chǎn)品質(zhì)量降低或無法正常使用,重則發(fā)生著火、爆炸等威脅人生安全,設(shè)備停運(yùn)等。因此,深入對換熱器管子、管板和焊縫處特殊位置的縫隙腐蝕研究很有價(jià)值。利用Comsol有限元軟件對換熱管材料OCr1 8NilOTi奧氏體不銹鋼在50°C,3.5%的NaCl溶液中縫隙腐蝕行為進(jìn)行仿真模擬研究。物質(zhì)傳遞模塊中,利用Nernst-Plank方程控制體系質(zhì)量守恒,Nernst-Einstein方程控制物質(zhì)遷移,并考慮電中性條件,6個(gè)電化學(xué)反應(yīng)和6個(gè)水解反應(yīng)等;縫隙的電極變形通過二次腐蝕模塊與變形幾何模塊耦合,并選擇合適的邊界條件。模擬并計(jì)算了隨時(shí)間變化的電極變形情況,界面電勢和局部電流密度,縫隙三個(gè)不同位置的氯離子濃度。實(shí)驗(yàn)建立了模擬縫隙腐蝕環(huán)境的人工矩形縫隙實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)采用浸泡實(shí)驗(yàn)法研究了縫隙漏點(diǎn)處及縫隙內(nèi)不同位置在98h內(nèi)的縫隙腐蝕行為。結(jié)果表明:隨著腐蝕時(shí)間的增加,縫隙內(nèi)電極電位逐漸減小,Cl-濃度逐漸增大,pH值逐漸減小;縫底位置Cl-濃度變化最明顯,其濃度值也最大,酸性也越強(qiáng);縫口尺寸較小時(shí),縫隙內(nèi)的電極電位更負(fù),Cl-濃度變化幅度越大,酸性程度也越高。通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法研究了宏觀傳質(zhì)過程下?lián)Q熱器縫隙腐蝕行為,為解決煉廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中異種材料組合結(jié)構(gòu)的縫隙腐蝕提供了理論基礎(chǔ),也可為奧氏體不銹鋼的點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕縫口堆積物引起的變形等問題提供參考。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 余波;;防腐蝕在化工安全生產(chǎn)中的研究[J];化工管理;2016年05期

2 蘇凱;王勇;;換熱器腐蝕與防護(hù)的現(xiàn)狀與展望分析[J];制冷與空調(diào)(四川);2014年04期

3 李俊俊;劉峰;;換熱器管束腐蝕穿孔失效原因分析[J];遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

4 黃有國;李慶余;王紅強(qiáng);;NiFe_2O_4基金屬陶瓷惰性陽極腐蝕組元在電解質(zhì)中的傳質(zhì)研究[J];輕金屬;2011年05期

5 夏強(qiáng);;化工設(shè)備換熱器的常見腐蝕與防腐[J];裝備制造技術(shù);2010年03期

6 張燕;宋玉蘇;王源升;;Ag/AgCl參比電極性能研究[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2007年03期

7 林海潮;曹楚南;;孔蝕過程中的電化學(xué)噪聲研究[J];中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);1986年02期

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1 胡融剛;鋼筋/混凝土體系腐蝕過程的電化學(xué)研究[D];廈門大學(xué);2004年

2 陳東初;Ir、W金屬/金屬氧化物H~+選擇性電極的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

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1 李向陽;電化學(xué)修飾銥和碳纖維制備超微pH傳感器的研究[D];西安理工大學(xué);2007年

本文編號：2803199