環(huán)烷酸是原油中一種具有極強腐蝕性的酸性化合物。本文針對高溫環(huán)烷酸流動腐蝕行為和作用機制尚不夠清晰,腐蝕工程預測與防護方法不夠準確的問題,通過理論分析、實驗測試、數值模擬和工程驗證等手段,開展了碳鋼材料在不同沖刷角、不同流速和兩相流下的高溫環(huán)烷酸流動腐蝕研究,揭示了沖刷角、流速和兩相流對環(huán)烷酸流動腐蝕行為的影響規(guī)律和流固耦合作用機制,提出了考慮沖刷角、流速和兩相流的環(huán)烷酸腐蝕預測與評價改進方法,并進行了工程驗證,提高了石化裝置環(huán)烷酸腐蝕防護的水平。主要研究內容和成果如下:（1）開展了不同沖刷角度的環(huán)烷酸流動腐蝕實驗和數值模擬研究,揭示了沖刷角對環(huán)烷酸流動腐蝕行為的影響規(guī)律和作用機制。結果表明,沖刷角對環(huán)烷酸流動腐蝕性能具有重要影響,不同沖刷角下呈現出不同的腐蝕速率和腐蝕形貌。碳鋼材料的腐蝕速率隨著沖刷角的增加,先上升后下降再增加,存在極小值和極大值,形成類似正弦狀的曲線,其中0o、60o沖刷角時為腐蝕速率的兩個極小值;30o、90o沖刷角時為腐蝕速率的兩個極大值。（2）發(fā)現不同沖刷角下環(huán)烷酸流動腐蝕受表面剪切應力和近壁處湍流強度的聯合控制的規(guī)律。在60o沖刷角（含60o）以下的小沖刷角時... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 環(huán)烷酸腐蝕機理及研究進展
        1.2.1 環(huán)烷酸及其腐蝕現象
        1.2.2 環(huán)烷酸的腐蝕機理
    1.3 環(huán)烷酸腐蝕的影響因素及研究進展
        1.3.1 溫度
        1.3.2 酸值與環(huán)烷酸種類
        1.3.3 硫化物種類及其含量
        1.3.4 流速
        1.3.5 流態(tài)和相態(tài)
        1.3.6 材質
        1.3.7 沖刷角
    1.4 環(huán)烷酸腐蝕實驗方法及進展
    1.5 常用的高溫環(huán)烷酸流動腐蝕防治方法
        1.5.1 腐蝕檢測
        1.5.2 環(huán)烷酸腐蝕趨勢預測方法
    1.6 存在問題
    1.7 研究目標與研究內容
    1.8 研究方法和技術路線
2 高溫環(huán)烷酸流動腐蝕實驗研究
    2.1 實驗目的
    2.2 實驗裝置及設備儀器
        2.2.1 實驗裝置
        2.2.2 其他儀器設備和試劑
    2.3 實驗方案
        2.3.1 實驗參數選擇
        2.3.2 試樣制備
        2.3.3 試樣安裝
        2.3.4 實驗介質配制
        2.3.5 腐蝕實驗步驟
        2.3.6 試樣處置與數據處理方法
    2.4 實驗結果
        2.4.1 試樣宏觀形貌
        2.4.2 試樣沖刷面的腐蝕速率
    2.5 本章小結
3 環(huán)烷酸流動腐蝕數值模擬
    3.1 流動腐蝕數值模擬方法
    3.2 數值計算模型
        3.2.1 單液相流數值計算模型
        3.2.2 兩相流模型
    3.3 數值模擬結果
        3.3.1 不同沖刷角環(huán)烷酸流動腐蝕數值模擬結果
        3.3.2 不同流速環(huán)烷酸流動腐蝕數值模擬結果
        3.3.3 氣液兩相流環(huán)烷酸流動腐蝕數值模擬結果
    3.4 本章小結
4 環(huán)烷酸流動腐蝕行為分析與流固耦合作用機制
    4.1 沖刷角對環(huán)烷酸流動腐蝕行為的影響和作用機制
        4.1.1 數值模擬與實驗結果對比
        4.1.2 沖刷角對環(huán)烷酸流動腐蝕行為的影響分析
        4.1.3 沖刷角對環(huán)烷酸腐蝕的作用機制
    4.2 流速對環(huán)烷酸流動腐蝕行為的影響與作用機制
        4.2.1 流速對腐蝕的影響分析
        4.2.2 流速對環(huán)烷酸腐蝕的作用機制
    4.3 氣液兩相流下環(huán)烷酸流動腐蝕行為與作用機制分析
        4.3.1 氣液兩相流下環(huán)烷酸流動腐蝕行為分析
        4.3.2 氣液兩相流下環(huán)烷酸流動腐蝕機制
    4.4 環(huán)烷酸流動腐蝕的流固耦合作用機制
        4.4.1 環(huán)烷酸流動腐蝕的協同效應機制
        4.4.2 環(huán)烷酸流動腐蝕的關鍵流體力學特征參量及其作用機制
    4.5 本章小結
5 高溫環(huán)烷酸流動腐蝕工程防治方法
    5.1 環(huán)烷酸流動腐蝕工程預測方法改進
        5.1.1 應用關鍵流體力學特征參量預測腐蝕趨勢方法的改進
        5.1.2 環(huán)烷酸流動腐蝕速率預測方法的完善和修正
        5.1.3 其它預防措施
    5.2 加工高酸原油石化過程裝置腐蝕評價與檢測方法
        5.2.1 腐蝕評價與檢測方法
        5.2.2 工程應用示范
    5.3 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間主要的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]20G低碳鋼的高溫環(huán)烷酸腐蝕行為[J]. 饒思賢,呂運容,艾志斌,潘紫微,岑豫皖,陳學東.  材料工程. 2013(01)
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[9]環(huán)烷酸結構組成的質譜分析方法[J]. 呂振波,姚立剛,張振庚,趙杉林.  遼寧石油化工大學學報. 2006(03)
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博士論文
[1]高溫環(huán)烷酸腐蝕機制與防護預測研究[D]. 陳志量.武漢大學 2010



本文編號：3174419