【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備。在石油化工領域,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重的,通常換熱器被腐蝕的時候,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。導致?lián)Q熱器管程流體和殼程流體混合,輕則產品質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,設備停運等。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行仿真模擬研究。物質傳遞模塊中,利用Nernst-Plank方程控制體系質量守恒,Nernst-Einstein方程控制物質遷移,并考慮電中性條件,6個電化學反應和6個水解反應等;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。模擬并計算了隨時間變化的電極變形情況,界面電勢和局部電流密度,縫隙三個不同位置的氯離子濃度。實驗建立了模擬縫隙腐蝕環(huán)境的人工矩形縫隙實驗裝置。實驗采用浸泡實驗法研究了縫隙漏點處及縫隙內不同位置在98h內的縫隙腐蝕行為。結果表明:隨著腐蝕時間的增加,縫隙內電極電位逐漸減小,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;縫口尺寸較小時,縫隙內的電極電位更負,Cl-濃度變化幅度越大,酸性程度也越高。通過數(shù)值模擬和實驗的方法研究了宏觀傳質過程下?lián)Q熱器縫隙腐蝕行為,為解決煉廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中異種材料組合結構的縫隙腐蝕提供了理論基礎,也可為奧氏體不銹鋼的點蝕、縫隙腐蝕縫口堆積物引起的變形等問題提供參考。
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.5

【參考文獻】

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本文編號：2803199