沖刷腐蝕廣泛存在于石油、天然氣、化工、水利水電等行業(yè)中,是工業(yè)設(shè)備或材料損傷的重要原因之一。金屬在液固兩相流下的沖刷腐蝕就是流動狀態(tài)下的流體對金屬表面造成材料損失的現(xiàn)象。它既包括固體顆粒對材料的沖刷作用、介質(zhì)對材料的腐蝕作用又包括兩者之間的協(xié)同作用。本文利用自制噴射式?jīng)_刷腐蝕實驗平臺和電化學(xué)測試系統(tǒng),對TP140鋼和13Cr鋼兩種油井管材料在氣固條件中的沖刷速率、液體中的腐蝕速率以及液固兩相流中的沖刷腐蝕速率進(jìn)行了實驗測量。通過失重法和電化學(xué)測試法測量腐蝕量或沖刷量,結(jié)合表面電鏡掃描測量結(jié)果,分析得出沖刷速率、電化學(xué)腐蝕速率以及沖刷腐蝕協(xié)同作用下速率的變化規(guī)律。通過以上實驗研究,得出以下主要結(jié)論:(1)在分析兩種鋼的沖刷腐蝕速率后發(fā)現(xiàn),兩種材料的沖刷腐蝕速率都隨流體流速的升高而增大,并且45°沖刷角下沖刷腐蝕速率增大更快。(2)對兩種材料的沖刷腐蝕過程分析得出,當(dāng)沖刷角為45°時,TP140鋼沖刷腐蝕過程的主導(dǎo)是沖刷—腐蝕的協(xié)同作用,而在90°沖刷角時,當(dāng)流體流速較低時,沖刷腐蝕過程以沖刷為主,隨著流體流速的升高,顆粒對TP140鋼的沖刷作用加劇,沖刷腐蝕過程以沖刷—腐蝕協(xié)同為主導(dǎo)。而13Cr鋼在整個沖刷腐蝕過程中都是沖刷占主導(dǎo)。(3)對兩種鋼在液固兩相流下的沖刷腐蝕協(xié)同作用進(jìn)行了分析后發(fā)現(xiàn),兩種材料在液固兩相流下沖刷腐蝕協(xié)同作用下的沖刷腐蝕速率都隨著流速的升高而增大。TP140鋼協(xié)同作用下的沖刷腐蝕速率占總沖刷腐蝕速率的百分比總體在20%~30%之間,13Cr鋼沖刷腐蝕協(xié)同作用下的沖刷腐蝕速率占總沖刷腐蝕速率的比重很大,在30%~60%之間。
【學(xué)位單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG171
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 沖刷腐蝕研究現(xiàn)狀
        1.2.1 沖刷腐蝕分類
        1.2.2 沖刷腐蝕模型研究進(jìn)展
        1.2.3 沖刷腐蝕實驗方法研究進(jìn)展
    1.3 液固兩相流沖刷腐蝕機理研究
        1.3.1 液固兩相流中沖刷腐蝕協(xié)同作用
        1.3.2 沖刷腐蝕中各分量表征
        1.3.3 沖刷腐蝕主要影響因素
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用研究實驗方案
    2.1 實驗材料的選擇及試樣制備
        2.1.1 實驗材料的選擇
        2.1.2 試樣的制備
    2.2 實驗設(shè)備與儀器
        2.2.1 沖刷腐蝕實驗裝置
        2.2.2 電化學(xué)測試系統(tǒng)
        2.2.3 實驗所用儀器
    2.3 實驗步驟及注意事項
        2.3.1 實驗步驟
        2.3.2 注意事項
    2.4 實驗數(shù)據(jù)測量與分析
        2.4.1 重量法
        2.4.2 電化學(xué)方法
第三章 TP140鋼液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用實驗研究
    3.1 實驗條件
    3.2 實驗結(jié)果
        3.2.1 沖刷腐蝕失重結(jié)果
        3.2.2 電化學(xué)腐蝕實驗結(jié)果
    3.3 液固兩相流沖刷腐蝕實驗結(jié)果分析
        3.3.1 液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用結(jié)果
        3.3.2 液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用規(guī)律分析
        3.3.3 流速對TP140鋼電化學(xué)行為的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 13Cr鋼液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用實驗研究
    4.1 實驗條件
    4.2 實驗結(jié)果
        4.2.1 沖刷腐蝕失重結(jié)果
        4.2.2 電化學(xué)腐蝕實驗結(jié)果
    4.3 液固兩相流沖刷腐蝕實驗結(jié)果分析
        4.3.1 液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用結(jié)果
        4.3.2 液固兩相流沖刷腐蝕協(xié)同作用規(guī)律分析
        4.3.3 流速對13Cr鋼電化學(xué)行為的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2854060