發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 23:03

　　硝酸是一種十分重要的工業(yè)原料,廣泛地應(yīng)用于各重要工業(yè)領(lǐng)域。近年來,隨著硝酸生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,不銹鋼硝酸裝置及管路的腐蝕泄漏事件頻繁發(fā)生,特別是局部沖刷腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重,因而硝酸裝置和管道的防腐蝕問題,一直是硝酸裝置設(shè)計(jì)及使用過程需要解決的一大難題。本文主要針對流動硝酸沖刷腐蝕現(xiàn)象展開試驗(yàn)及模擬研究,自主研制了噴射式流動硝酸腐蝕試驗(yàn)裝置,采用極化曲線、EIS、表面微觀形貌分析等測試手段,探究了流動硝酸介質(zhì)的沖擊速度、沖擊角及溫度等因素對不銹鋼腐蝕規(guī)律的影響,并對試驗(yàn)裝置進(jìn)行速度場、壓力場、剪切力等流體力學(xué)因素的模擬研究,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,得出的主要結(jié)論如下:(1)304不銹鋼在流動硝酸沖刷作用下依然具有明顯的鈍化過程,沖刷速度、沖擊角、溫度等因素并未改變304不銹鋼在該介質(zhì)中的腐蝕機(jī)理,但改變了金屬在該介質(zhì)中發(fā)生晶間腐蝕的動力學(xué)過程,進(jìn)而影響了腐蝕行為。(2)試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著流動硝酸介質(zhì)溫度和流速的增大,金屬的腐蝕速率明顯加快,界面間電荷傳遞加快,金屬基體鈍化過程的穩(wěn)定性隨之下降,更易過鈍化而發(fā)生晶間腐蝕。另外,流動硝酸介質(zhì)對不銹鋼表面的沖擊角為45°時(shí),金屬的耐蝕性最強(qiáng),表面膜... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１硝酸管道彎頭（ａ）和三通（ｂ）的腐蝕失效形貌??Ｆｉｇ．１－１?Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｅｌｂｏｗ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｅｅ?ｊｏｉｎｔ?（ｂ）?ｏｆ?ｎｉｔｒｉｃ?ａｃｉｄ?ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ??

?持續(xù)３個(gè)多小時(shí)的緊急處理，泄漏才得以控制；２０１４年福建龍巖也發(fā)生一起硝??酸泄露事故，如圖１－２?（ｃ）所示，現(xiàn)場約有１００公斤硝酸泄露，方圓１００米范圍??內(nèi)便能聞到刺激性氣味，消防人員經(jīng)過１０小時(shí)緊急處理最終危機(jī)才得以解除；??２０１５年北京紅樹林環(huán)保技術(shù)公司因廢硝酸處理不當(dāng)，導(dǎo)致產(chǎn)生大量Ｎ０２氣體；??另外，在硝酸運(yùn)輸途中也出現(xiàn)過多起罐車泄漏事故，圖１－２?（ｄ）所示為２０１０年??發(fā)生在Ｇ２２線１８７２段高速公路上的一起濃硝酸罐車側(cè)翻爆炸泄露事故，１５噸硝??酸一瀉千里，消防官兵經(jīng)過４個(gè)多小時(shí)緊急處理泄露硝酸并及時(shí)疏散上百名附近??居民，最終流向黃河的濃硝酸得到有效控制，避免了進(jìn)一步危害。??硝酸裝置及管線的泄漏，會給周圍的環(huán)境及人民的生命安全造成威脅，同時(shí)??頻繁地停車檢修

６５％的硝酸）中時(shí)也會發(fā)生不銹鋼的晶間腐蝕，運(yùn)用貧鉻理論己無法充分地解釋??這一現(xiàn)象。這種情況下是由于超低碳不銹鋼經(jīng)歷敏化處理溫度范圍時(shí)，會生成〇??相ＦｅＣｒ金屬間化合物，圖１－５所示為不銹鋼中〇相及Ｙ相的陽極極化曲線，從??圖中可以看出，在過鈍化電位下，〇相陽極溶解電流密度急劇增加，發(fā)生嚴(yán)重的??腐蝕，說明此時(shí)〇相發(fā)生選擇性溶解［６，１（），１１］。同時(shí)，生成氧化性極強(qiáng)的＆６＋產(chǎn)物，??進(jìn)一步促進(jìn)晶間腐蝕的發(fā)＾????１．５?－?ｙ?Ｃ一一廣?＂＾??Ｉ１』，??－°－５－?＞??一?１?１?Ｉ?ｉ?Ｉ?？？龜??０?０．１０?０．２０?０．３０??ｆ／（Ａ?？?ｃｍ￣２）??圖１－５不銹鋼中。相及ｙ相的陽極極化曲線??Ｆｉｇ．１－５?Ｔｈｅ?ａｎｏｄｉｃ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?〇?ｐｈａｓｅ?ａｎｄ?ｙ?ｐｈａｓｅ?ｉｎ?ｓｔａｉｎｌｅｓｓ?ｓｔｅｅｌ??研宄表明［９］，在濃硝酸等強(qiáng)氧化性介質(zhì)中，超低碳不銹鋼經(jīng)固溶處理后而未??經(jīng)過敏化處理過程也會產(chǎn)生晶間腐蝕，反而經(jīng)過敏化處理后沒有產(chǎn)生晶間腐蝕，??這是由于固溶體中溶解了一些有害雜質(zhì)，如Ｐ、Ｓｉ等。這些元素超過一定的含量??（Ｐ＞０．０１％，Ｓｉ＞０．１％），會在不銹鋼晶界上發(fā)生偏析，并溶解于濃硝酸等強(qiáng)氧??化性介質(zhì)中

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硝酸行業(yè)供需現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 賈亮.  化學(xué)工業(yè). 2017(01)
[2]304不銹鋼在硝酸環(huán)境中的腐蝕電化學(xué)行為[J]. 徐一慧,孔令真,路偉,徐光遠(yuǎn),王奎升.  腐蝕與防護(hù). 2015(10)
[3]Cr13不銹鋼在鹽酸溶液噴射沖刷作用下的表面腐蝕形貌表征[J]. 程從前,曹鐵山,王冬穎,姚景文,王健,關(guān)錳,趙杰.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]沖刷腐蝕研究方法進(jìn)展[J]. 李強(qiáng),唐曉,李焰.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[5]加氫裂化REAC的仿真失效分析[J]. 偶國富,劉慧慧,王寬心,任海燕,王凱,程福星.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[6]沖刷腐蝕的研究現(xiàn)狀[J]. 朱娟,張喬斌,陳宇,張昭,張鑒清,曹楚南.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[7]316奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕機(jī)理與預(yù)防措施[J]. 韓永超.  門窗. 2013(07)
[8]基于相似理論的REAC出口彎管沖蝕瞬態(tài)特性[J]. 金浩哲,偶國富,李鵬軒.  化工學(xué)報(bào). 2011(S2)
[9]一種預(yù)測異徑管流動加速腐蝕速率的新模型[J]. 陸曉峰,朱曉磊,凌祥.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]環(huán)烷酸腐蝕動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置及304鋼的沖蝕試驗(yàn)[J]. 許述劍,劉小輝,邱志剛,柴永新,單廣斌,亓婧.  腐蝕與防護(hù). 2011(10)

博士論文
[1]不銹鋼硝酸輸送管道的腐蝕行為及特性研究[D]. 孔令真.北京化工大學(xué) 2017
[2]鈍態(tài)金屬在氯離子環(huán)境中的局部腐蝕行為[D]. 魏欣.大連理工大學(xué) 2013
[3]加氫裂化空冷器管束多相流模擬與沖蝕破壞預(yù)測研究[D]. 偶國富.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]不同結(jié)構(gòu)彎管環(huán)烷酸腐蝕數(shù)值模擬研究[D]. 陳錚.北京化工大學(xué) 2016
[2]動態(tài)模擬裝置上流體對Q235碳鋼腐蝕性行為研究[D]. 王春放.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[3]稀硝酸輸送管道材料的腐蝕機(jī)理研究[D]. 徐一慧.北京化工大學(xué) 2015
[4]典型管件沖刷腐蝕的數(shù)值模擬[D]. 胡躍華.浙江大學(xué) 2012
[5]B30銅鎳合金人工海水中的沖刷腐蝕行為研究[D]. 曾凡偉.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號：2909436