設(shè)計-b附件3.文獻(xiàn)綜述

1、加氫空冷器材質(zhì)在含硫污水中的沖蝕臨界特性研究（過程裝備與控制工程 09（1）班B09360111）1.前言隨著社會發(fā)展的需求，對能源的消耗也越來越高。氯等劣質(zhì)原油加工比例的不斷增加，使石油化工裝備由于腐蝕失效的非計劃停工事故頻發(fā)。用于加氫裂化反應(yīng)的冷卻器也很溶液腐蝕，由于腐蝕的存在大大降低了管道的使用，造成巨大損失。如何有效的減慢化工設(shè)備材料的腐蝕是一個非常重要的課題。加氫空冷器常用的材料有碳鋼，400#系列不銹鋼，300#系列不銹鋼，雙相鋼 3RE60、2205，合金 800，合金 825 以及合金 C-2761。每種材料在含硫污水中的腐蝕特性有較大差異，材料的選擇對降低成本和提高設(shè)備使用起

2、到關(guān)鍵作用。對金屬材料在緩沖溶液中的沖蝕臨界特性研究對加氫空冷器材質(zhì)的選擇具有指導(dǎo)意義。加氫空冷器常用材料腐蝕研究現(xiàn)狀國內(nèi)外防腐機(jī)構(gòu)介紹NACE（National Assotion of CorroEngineers）是防腐工程師，其職責(zé)是提高公眾對腐蝕控制和預(yù)防技術(shù)的認(rèn)識，防腐知識。NACE 每年召開一次年會，是世界上專業(yè)了解新產(chǎn)品，獲得技術(shù)信息，與腐蝕建立聯(lián)系的，NACE 標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了腐蝕防控的各個領(lǐng)域，包括方法，設(shè)計和材料選擇等研究熱點。NACE 標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)南。為腐蝕預(yù)防和控制領(lǐng)域設(shè)定的非強(qiáng)制性指工防腐蝕技術(shù)已于 2004 年 8 月 19 日正式在國家登記更名為中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)（簡稱中

3、國防腐蝕），英文名為 CHINAINDUSTRYORROTECHNOLOGY ASSOTION（縮寫TA）。工防腐蝕技術(shù)成立于 1985 年，是以石油和化學(xué)工業(yè)為主、工業(yè)企業(yè)為主、應(yīng)用技術(shù)為主的面向國內(nèi)外的技術(shù)性、專業(yè)性和行業(yè)性的國家級社會法人團(tuán)體，履行國家賦予的“行業(yè)管理、技術(shù)交流、書刊編輯、業(yè)務(wù)培訓(xùn)、專業(yè)展覽、服務(wù)”等職責(zé)2。2.2 國外對金屬材料在溶液中的腐蝕特性研究自從加氫處理技術(shù)在 1960 年始進(jìn)入廣泛的商業(yè)利用以來，設(shè)備與管道系統(tǒng)的故障主要由反應(yīng)器流出物介質(zhì)與NH3，H2S 與HCl 相關(guān)的腐蝕產(chǎn)生的。評價金屬材料在煉油廠環(huán)境中的耐蝕性能是非常重要，一般將三電極探頭浸泡在配置的溶

4、液中，通過電化學(xué)測試技術(shù)定的分析3。對材料在溶液中的腐蝕過程做一M.A. Veloz 和I. Gonzalez 根據(jù) NACE 標(biāo)準(zhǔn)中的典型溶液配置了三種溶液4。將碳鋼作為三電極體系的工作電極浸泡在配置好的溶液中。通過極化曲線、阻抗和施加電位下的阻抗進(jìn)行分析5，對比 NACE碳鋼在典型溶液中的腐蝕機(jī)理6。分析結(jié)果表明沒有膜的腐蝕產(chǎn)物，通過研究阻抗譜特征表明大量的碳鋼溶解在溶液中，只有在低頻時阻抗譜存在差異。包含了醋酸和氯化物的復(fù)雜混合溶液對局部腐蝕和鈍化膜的形成有影響，在有硫化氫的情況下也一樣7。J.L. Mora-Mendoza 和S. Turgoose 則通過實驗對低碳鋼在不同PH 值的飽

5、和緩沖溶液中和湍流作用下進(jìn)行了研究8。阻抗譜分析表明如果FeCO3膜形成，施加用于阻抗圖測量的循環(huán)電壓會影響它的規(guī)模9。交流阻抗圖如 1 所示。圖 1 交流阻抗的FeCO3，同時負(fù)電勢會增加局部的溶解。正電勢會增加鐵的溶解產(chǎn)生這種影響在高頻的時候不明顯，膜的濃度并不能很快改變。在低頻范圍內(nèi)，施加電壓移動更加緩慢，產(chǎn)生的影響表明出現(xiàn)一個不同的，比高頻時大的電流響應(yīng)。實驗表明在湍流作用下金屬表面的腐蝕保護(hù)膜會在較短的時間內(nèi)形成，并且隨著浸泡時間的增加和表面的Fe3C 堆積面積的增大，腐蝕速率也相應(yīng)增大10。也有許多學(xué)者對金屬材料在溶液中的沖蝕臨界流速作了研究。Gregor Mori11等人研究了含

6、砂高速多相流情況下，設(shè)備發(fā)生沖蝕的臨界流速。K.D.Efird 通過實驗得出了銅在流速小于 15m/s 條件下的臨界剪切應(yīng)力數(shù)據(jù)12。G.Sitt 通過腐蝕環(huán)境下發(fā)生沖蝕破壞的臨界剪切應(yīng)力13。Ferrer實驗，得出了碳鋼在等人14研究了溶液中的雜質(zhì)和設(shè)備管件結(jié)構(gòu)影響下的腐蝕產(chǎn)物膜沖蝕破壞臨界流速。2.3 國內(nèi)對金屬材料在溶液中的腐蝕特性研究隨著腐蝕領(lǐng)域交流的增多，國內(nèi)對防腐蝕領(lǐng)域的研究也有很大的發(fā)運用電化學(xué)測試技術(shù)，研究了 Cu-Ni 合金發(fā)生沖蝕破壞的臨界流速15。和通過實驗?zāi)M碳鋼在不同溫度和不同流速的海水中的腐蝕16。失重展法得和電化學(xué)測量技術(shù)到的實驗結(jié)果表明，碳鋼在動態(tài)海水中的腐蝕速

7、率比靜態(tài)時的大，隨著流速的增大和溫度的升高，腐蝕速度也相應(yīng)增大17。H2S-Cl-等人對 316L 不銹鋼在高濃度科技大學(xué)新材料的環(huán)境中的腐蝕行為做了研究18。通過電鏡掃描發(fā)現(xiàn)隨著腐蝕時間的增長，金屬表面形成的鈍化膜變得疏松，耐腐蝕性下降。電鏡掃描圖如圖 2 所示。圖 2 不同腐蝕時間下的鈍化膜 SEM 形貌通過線性計劃和交流阻抗的分析都發(fā)現(xiàn)，隨著腐蝕時間的增長，腐蝕速率加快19。3.總結(jié)通過國內(nèi)外對于金屬材料在溶液中腐蝕特性的研究，普遍認(rèn)為溶液濃度（如硫氫化銨濃度）的增加，溶液體積流速的增大等都會使腐蝕速率增大；氯化物的存在和溶液PH 值的大小都會對腐蝕速率產(chǎn)生影響。而對腐蝕過程的具體分析，

8、如是否在金屬表面形成一層致密保護(hù)膜，保護(hù)膜對腐蝕的影響，還沒有明確的實驗結(jié)論，需要進(jìn)一步探索。加氫空冷器常用材料的適用范圍也沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，需要通過實驗來探索。參考文獻(xiàn)1 API932B-2012，加氫反應(yīng)流出物空冷系統(tǒng)腐蝕控制的設(shè)計、選材、制造、操作及檢查指導(dǎo)方針S2 中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)簡介OLhttp:/roduction/xhjj.html3，應(yīng)用電化學(xué)M第一版高等教育2004 年 7 月4 NACE TM 0177，金屬在H2S 環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕開裂的試驗方法S5，電化學(xué)基礎(chǔ)M第一版化學(xué)工業(yè)2004 年 9 月6 H Ma，X Cheng，G Li，S Chen，Z Q

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