典型加氫空冷器材質(zhì)在含硫污水中的成膜特性研究

題目：典型加氫空冷器材質(zhì)在含硫污水中的成膜特性研究摘要加氫裂化反應(yīng)流出物空冷器（簡稱REAC）是加氫裂化裝置的重要設(shè)備之一。由于國內(nèi)大量引進(jìn)高硫原油，原油劣質(zhì)化趨勢日益嚴(yán)重，含硫污水腐蝕REAC管道導(dǎo)致非計(jì)劃停工次數(shù)增多，損失相當(dāng)慘重。沖蝕失效是其主要失效形式，影響因素主要有流速，KP值，Ph值，Cl-含量，NH4HS濃度，是流固耦合作用的結(jié)果。其腐蝕機(jī)理是先在試件表面形成一層腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜，然后經(jīng)過沖蝕后掉落，再重新形成保護(hù)膜，再被沖掉，如此循環(huán)?，F(xiàn)有研究仍存在不足之處：無法獲得復(fù)雜工況下典型材質(zhì)的成膜特性，本論文的研究有助于該方面的發(fā)展，指導(dǎo)空冷器選材。針對(duì)加氫REAC系統(tǒng)，為研究不同實(shí)驗(yàn)條件下典型材質(zhì)的腐蝕成膜特性的影響，故搭建溫度壓力可控型實(shí)驗(yàn)裝置及旁路預(yù)膜系統(tǒng)，設(shè)計(jì)三電極電化學(xué)測試探頭，適用于測試不同溫度，不同壓力，不同NH4HS濃度，不同Cl-含量的實(shí)驗(yàn)裝置。本論文針對(duì)10#碳鋼測試溫度，NH4HS濃度等對(duì)典型材質(zhì)成膜特性影響，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)REAC的腐蝕預(yù)測。本論文主要研究內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：結(jié)合國內(nèi)外的研究成果，初步認(rèn)識(shí)保護(hù)膜形成機(jī)理。分析制定實(shí)驗(yàn)方案以及操作流程。通過電鏡法和能譜儀對(duì)膜成分進(jìn)行分析，對(duì)比不同工況下形成的保護(hù)膜形態(tài)并分析其特性。總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，作出預(yù)測性總結(jié)。本文創(chuàng)新：單一變量下，分別對(duì)比研究不同材料腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的形成機(jī)理，成分，形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)膜的特性研究。關(guān)鍵詞：REAC系統(tǒng)；含硫污水；腐蝕；保護(hù)膜

AbstractThehydrocrackerreactoreffluentaircooler(REAC)systemisanimportantpartofhydrocrackingunits.Sincetheintroductionoflargequantitiesofhigh-sulfurcrudeoil,crudeoilinferiortendencyincreasinglyserious,thepipecorrosionofREACbythesourwatercauseincreasedfrequencyofunplanneddowntime,lossisquiteheavy.Erosion-corrosionfailureisthemainfailuremodeofthat,themaininfluencingfactorsare:flowrate,KPvalue,Phvalue,Cl-content,NH4HSconcentration.It’sresultoffluid-structureinteraction.Thecorrosionmechanismisformingaprotectivefilmofcorrosioninsurfaceofthetestpiece,andthendropaftererosion,andthenre-formingaprotectivefilm,andthenwaswashedawayagain,sothecycle.Existingresearchthereisstillinadequate:unabletoobtainthefilm-formingpropertiesofcomplexconditionsoftypicalmaterials.Thisresearchcontributestodevelopmenttoguidethematerialselectionofaircooler.Inordertostudythetypicalcorrosionfilm-formingpropertiesimpactofthematerialunderdifferentexperimentalinhydrogenationREACsystemstructuresoftemperatureandpressurecontrollableexperimentaldeviceandbypasspre-membranesystem,thedesignofthree-electrodeelectrochemicaltestprobefortestingdifferenttemperature,differentpressure,differentconcentrationofNH4HS,differentCl-contentoftheexperimentalapparatus.Thisarticletesttheimpactoftemperature,NH4HSconcentrationofthefilm-formingpropertiesoftypicalon10#carbonsteel,summarizestheexperimentallaw.Inthisthesis,thecontentsoffollowing:Combinewiththeresearchresultsatdomesticandforeign,preliminaryunderstandingprotectivefilmformationmechanism.Analysisandformulatetheexperimentschemeandoperationprocess.Analysisthemorphologyandcompositionsofsurfacecorrosionproductsusingscanningelectronmicroscopyandenergydispersivespectroscopy.Summarizestheexperimentallaw,makepredictabilitysummary.Theinnovationinthispaperisasfollowing:comparingtheformationmechanism,compositionsandmorphologyofcorrosionproductsprotectivefilmondifferentmaterialrespectivelywithonesinglevariabletostudythecharacteristicsoftheprotectivefilm.Keyword:REAC

System;Sourwater;corrosion;protectivefilm

目錄摘要Abstract第1章緒論 11.1研究背景與意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2.1國外腐蝕失效研究 11.2.2國內(nèi)腐蝕失效研究 21.3實(shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容 3第2章沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置及測試方法 42.1腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)、組成及其影響因素 42.2實(shí)驗(yàn)方法介紹 42.2.1Tafel曲線法 42.2.2交流阻抗譜法 52.2.3電鏡掃描（SEM）法 52.2.4能譜分析（EDS）法 52.3實(shí)驗(yàn)裝置介紹 52.3.1實(shí)驗(yàn)探頭 52.3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹 52.4實(shí)驗(yàn)方案 62.4.1實(shí)驗(yàn)一：研究溫度對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響 72.4.2實(shí)驗(yàn)二：研究NH4HS濃度對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響 72.5實(shí)驗(yàn)流程 72.5.1探頭制作 72.5.2安裝探頭并進(jìn)行保壓測試 72.5.3配制溶液 72.5.4實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制 72.5.5電化學(xué)測試 72.5.6腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜分析 8第3章腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的特性研究 83.1電化學(xué)方法腐蝕研究 83.1.1交流阻抗（EIS） 83.1.2Tafel曲線圖 83.210#碳鋼在不同溫度條件下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜研究 103.2.1腐蝕產(chǎn)物膜表面及斷面形態(tài)對(duì)比分析 103.2.2腐蝕產(chǎn)物膜成分對(duì)比分析 103.310#碳鋼在不同NH4HS濃度條件下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜研究 113.3.1腐蝕產(chǎn)物膜表面及斷面形態(tài)對(duì)比分析 113.3.2腐蝕產(chǎn)物膜成分對(duì)比分析 13第4章總結(jié)與展望 144.1總結(jié) 144.2展望 14參考文獻(xiàn) 15致謝 16典型加氫空冷器材質(zhì)在含硫污水中的成膜特性研究PAGE24PAGE25緒論研究背景與意義隨著科技的發(fā)展，人類生活水平的提高，對(duì)能源的需求越來越大。而現(xiàn)階段，易開采的油氣田已經(jīng)趨于貧瘠，導(dǎo)致石油價(jià)格越來越高。現(xiàn)如今，全球范圍內(nèi)，高硫劣質(zhì)原油開采加工比例逐年增加。近年來，隨著天然氣開采產(chǎn)量不斷提高，在油田開發(fā)與集輸過程中H2S的含量也不斷增加，而且含硫天然氣中一般還含有CO2，具有十分強(qiáng)的腐蝕性，壓力容器及管道的腐蝕與開裂等事故不斷上升[1-15]。含硫污水是高硫原油加工過程中最為嚴(yán)重的腐蝕體系。因此，其引起的生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中的腐蝕行為成為了一個(gè)值得關(guān)注的話題。材料的腐蝕失效和腐蝕形成的保護(hù)膜性質(zhì)有著緊密聯(lián)系，只有掌握不同工況下材料的不同成膜特性才能更好的認(rèn)識(shí)腐蝕的本質(zhì)，才能做好實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)輸中的預(yù)防和防護(hù)措施。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外腐蝕失效研究存在二氧化碳和硫化氫的碳鋼管道的內(nèi)部腐蝕首先在20世紀(jì)40年代被意識(shí)到，已經(jīng)被研究了60多年了。許多研究已經(jīng)證明，硫化氫的存在既可能加速也可能抑制碳鋼的腐蝕，這取決于硫化氫的分壓。早期的研究中提到，硫化氫濃度低于690帕?xí)r，形成硫化亞鐵保護(hù)膜。硫化氫濃度大于690帕?xí)r，形成一個(gè)非保護(hù)膜。再近一些，Ma等人提出硫化氫在低濃度（≤0.04mmoldm?3），pH為3-5，長時(shí)間（≥2小時(shí)）浸泡這樣的特定條件下可提供很強(qiáng)的抑制作用。Abelev等人也在報(bào)告中指出濃度為5ppm的硫化氫對(duì)存在二氧化碳的腐蝕有一個(gè)抑制作用。雖然沒有絕對(duì)的提供抑制的硫化氫濃度標(biāo)準(zhǔn)，但已經(jīng)表明抑制效果與不同晶體結(jié)構(gòu)的硫化亞鐵的形成有關(guān)，比如非晶硫化亞鐵，四方硫鐵礦，立方硫鐵礦，菱硫鐵礦，硫復(fù)鐵礦，磁黃鐵礦，隕硫鐵和黃鐵礦。然而，當(dāng)硫化氫濃度太低而不能觀察到膜的破裂和氣泡時(shí)，還沒有對(duì)在二氧化碳/硫化氫環(huán)境下形成的膜的本質(zhì)和它們在酸性溶液中的防護(hù)性能有清楚的理解[2]。在pH值相同的水溶液中，含有這些弱酸的陰極反應(yīng)與在強(qiáng)酸中的反應(yīng)相比，其反應(yīng)速率更快。溶解二氧化碳的情況下，緩沖效應(yīng)有助于在鋼表面的質(zhì)子的運(yùn)輸，充分解釋了這種現(xiàn)象。在含硫化氫溶液的情況下，這種化學(xué)機(jī)制不能更充分地解釋陰極極化曲線。我們可以清楚地看到一個(gè)與H2S濃度緊密相關(guān)的電化學(xué)反應(yīng)，具體介紹如下。在石油和天然氣的環(huán)境中，腐蝕往往包括溶解二氧化碳和硫化氫的水溶液腐蝕。當(dāng)它們?nèi)芙庠谒袝r(shí)，表現(xiàn)出和弱酸一樣的性質(zhì)。因此，它們能夠提供氧化能力，促進(jìn)鐵的腐蝕，建立一個(gè)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)之間平衡：Fe→Fe2++2e-脫氣酸性介質(zhì)中的最常見的還原反應(yīng)是質(zhì)子還原：H++2e-→H2然而，也可能發(fā)生更多其他的反應(yīng)。從幾十年前，學(xué)者們就開始廣泛討論二氧化碳的腐蝕[3]。二氧化碳腐蝕的一個(gè)獨(dú)有特性是它與相同pH值強(qiáng)酸溶液相比，通常呈現(xiàn)更強(qiáng)的腐蝕性。特別是在石油和天然氣行業(yè)中，這一規(guī)律與事實(shí)及其相符。然而這種腐蝕機(jī)理仍沒有得到廣泛地理解。有兩大理論共同解釋著碳酸溶液的腐蝕性。近來，最常見的假設(shè)考慮可能是碳酸的還原反應(yīng)[4]：H2CO3+e-→HCO3-+H2因此，這種陰極反應(yīng)疊加在質(zhì)子還原反應(yīng)上，從而增加了陰極的總電流。在60年代，Bolmer提出了如下直接還原反應(yīng)[5]：H2S+e-→HS-+H2在含有不同量的硫化氫和硫氫根離子的近中性溶液中進(jìn)行極化試驗(yàn)是在停滯狀態(tài)的。Bolmer記錄了Tafel曲線在115mV和55mV的之間的斜率取決于硫氫根離子的濃度。傳質(zhì)限制也被注意到，但是它不能用來解釋定量。在80年代，莫里斯等人用一個(gè)碳鋼旋轉(zhuǎn)圓盤電極來研究弱酸性硫化氫系統(tǒng)水溶液中的腐蝕[6]。他們得出的結(jié)論是在激活區(qū)域里硫化氫并沒有改變陰極過程，但是他們也注意到隨著硫化氫的增加氫離子的擴(kuò)散控制作用逐漸消失。高爾文馬丁內(nèi)斯等人記錄了受控湍流條件下的測量值[7]，用碳素鋼制成的旋轉(zhuǎn)圓柱筒。他們根據(jù)公式驗(yàn)證了這個(gè)減少直接硫化氫的假設(shè)，但他們注意到，腐蝕電位處于一個(gè)陰極電流在氫離子傳質(zhì)限制下的區(qū)域。另一種硫化氫作用的原理由休史斯等人提出。他們指出，含硫化氫的鐵的腐蝕反應(yīng)主要為固態(tài)反應(yīng)，總體反應(yīng)流程為[8]：Fe+H2S→FeS+H2國內(nèi)腐蝕失效研究劉文會(huì)[9]等人研究表明：在不同試驗(yàn)條件下，H2S既可以加速鐵的腐蝕，也可以抑制鐵的腐蝕。在酸性介質(zhì)中，H2S對(duì)陽極鐵溶解和陰極氫析出，都具有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用。但是，在H2S濃度低于0.04x10-3mol/dm3，溶液的pH值介于3~5之間，電極浸入時(shí)間大于2h時(shí)，H2S對(duì)鐵的腐蝕起到很強(qiáng)的抑制作用[9]。白真權(quán)等[10]認(rèn)為：當(dāng)H2S質(zhì)量濃度較低（70mg/m3）和較高（6000mg/m3）時(shí)，管線的腐蝕速率較低；隨硫化氫含量增加，呈現(xiàn)出明顯的局部腐蝕特征，同時(shí)腐蝕傾向與腐蝕形態(tài)有關(guān)。王澎[11]研究發(fā)現(xiàn)：在H2S含量小于含量小于7×104MPa時(shí)，CO2是主要的腐蝕介質(zhì)；H2S含量在PCO2／PH2S>200時(shí)，材料表面形成一層與系統(tǒng)溫度和pH值有關(guān)的FeS膜，導(dǎo)致腐蝕速率降低；在PCO2／PH2S<200時(shí)，系統(tǒng)中H2S為主導(dǎo)影響了腐蝕產(chǎn)物膜的形成機(jī)制。影響H2S腐蝕的因素主要可分為材料因素，環(huán)境因素[16]。如圖1-1[2]、1-2[12]是典型實(shí)驗(yàn)裝置，：圖1-1實(shí)驗(yàn)裝置圖圖1-2旋轉(zhuǎn)式單向流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-3[13]是表面膜形貌，。圖1-3不同腐蝕時(shí)間下的鈍化膜SEM形貌實(shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容最近十幾年內(nèi)，國內(nèi)外發(fā)生了多起REAC腐蝕引起的裝置失控的惡性事故。針對(duì)這一現(xiàn)象，國內(nèi)外學(xué)者在這方面的研究上投入了大量的精力。研究表明：不同NH4HS溶液濃度、溫度等因素都會(huì)對(duì)腐蝕產(chǎn)生不同程度的影響。但是有關(guān)于腐蝕速率和腐蝕形態(tài)的研究占多數(shù)，而對(duì)于腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的研究卻還存在著諸多亟待完善的方面。本實(shí)驗(yàn)研究基于前人的研究成果，主要就10#碳鋼展開針對(duì)不同溫度和NH4HS溶液濃度對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜特性的影響的研究。利用自主改裝設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)式單向流沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，確定不同工況，采集不同工況下交流阻抗圖譜（EIS），Tafel曲線圖，電鏡分析（SEM）與能譜分析（EDS）圖等其他相關(guān)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行對(duì)比研究，總結(jié)出這些因素對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響規(guī)律，為腐蝕預(yù)測與安全運(yùn)行提供依據(jù)。

沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置及測試方法腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)、組成及其影響因素含硫污水對(duì)碳鋼造成的腐蝕失效機(jī)理復(fù)雜，影響因素眾多，對(duì)典型加氫空冷器材質(zhì)在含硫污水中的成膜特性研究是預(yù)測和降低腐蝕引起的損失的有效方法。REAC系統(tǒng)管道腐蝕產(chǎn)物膜，已經(jīng)逐漸引起了科研人員的關(guān)注。早在1978年，Damin和McCoy在表明硫氫化銨腐蝕的臨界濃度是35wt%時(shí)，提出當(dāng)大于臨界濃度時(shí)將形成金屬氨絡(luò)合物，從而剝?nèi)ソ饘俦砻娴腇eS保護(hù)膜，使材料防腐性能發(fā)生急劇改變。2002年公布的API932-A中描述沖蝕腐蝕時(shí)指出：腐蝕所產(chǎn)生的薄膜對(duì)機(jī)械斷裂的敏感性是控制因素，腐蝕產(chǎn)物膜的性質(zhì)是影響材料抗沖蝕能力的最重要因素。而雜質(zhì)的存在會(huì)影響腐蝕產(chǎn)物膜的性能，可能對(duì)它抵抗因流速增加而造成的開裂有很大的影響。REAC出口管道系統(tǒng)腐蝕產(chǎn)物膜組成可用通式FexSy表示，其中FeS2保護(hù)性能最好[17]，F(xiàn)e(l+x)S和Fe9S8保護(hù)性能最差，F(xiàn)e(l+x)S的溶解速度是FeS2的10倍。由金屬表面向外，硫化物出現(xiàn)的順序依次為Fe(l+x)S、Fe(1-x)S、FeS2。硫化氫濃度對(duì)腐蝕產(chǎn)物膜的影響表現(xiàn)在：當(dāng)H2S濃度低于2.0mg·L-1時(shí)，腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜主要成份為隕鐵礦FeS和黃鐵礦FeS2，晶粒粒徑在0.02um以下，晶格缺陷相對(duì)較小，可阻止鐵離子擴(kuò)散，具有一定的防護(hù)作用。當(dāng)H2S濃度為2.0mg·L-1~20mg·L-1時(shí)，腐蝕產(chǎn)物由FeS、FeS2和Fe9S8組成，粒徑增大到0.075um。隨著Fe9S8組成的增多，因其晶格不完整，不能阻止鐵離子的擴(kuò)散，因而也就不具有防護(hù)性，從而形成持久的腐蝕[18-20]。NACE用H2S的臨界分壓來區(qū)分保護(hù)膜的耐蝕性能，H2S分壓為689.5Pa是腐蝕產(chǎn)物膜成為由FeS2（白鐵礦或黃鐵礦）、FeS（隕硫鐵）向Fe9S8轉(zhuǎn)變的臨界分壓。當(dāng)形成的保護(hù)膜中Fe9S8逐漸增多時(shí)，保護(hù)膜晶格不完整，無保護(hù)性，腐蝕率隨之上升。溫度對(duì)腐蝕產(chǎn)物膜的影響表現(xiàn)在：碳鋼在室溫下潮濕的H2S氣體中，表面生成的保護(hù)膜是Fe9S8，無保護(hù)性。碳鋼在50℃飽和H2S水溶液中生成的保護(hù)膜主要組成是易溶解，保護(hù)性能差的Fe(1+x)S和少量的FeS。隨溫度的升高，腐蝕產(chǎn)物逐漸由富鐵、幾何微晶結(jié)構(gòu)無規(guī)則的保護(hù)膜，變?yōu)楦涣虻摹缀挝⒕ЫY(jié)構(gòu)有規(guī)則、保護(hù)性能良好的Fe(1-x)S或FeS2，且溫度越高，這種轉(zhuǎn)化過程越快。pH值對(duì)保護(hù)膜的影響表現(xiàn)在：在不同pH值下，溶解在水中的H2S離解成HS-和S2-的百分比不同，從而會(huì)影響腐蝕動(dòng)力學(xué)、保護(hù)膜組成及溶解度，改變腐蝕速率。Guazeit等人研究表明：在高pH值下（當(dāng)pH＞8時(shí)），H2S可完全解離并形成較為完整的硫化鐵保護(hù)膜，此區(qū)域?yàn)榉歉g區(qū)。對(duì)于REAC系統(tǒng)，N轉(zhuǎn)化率高時(shí)，較高濃度的氨可以使冷凝水的pH值增加到8以上，從而產(chǎn)生較好的保護(hù)效果。實(shí)驗(yàn)方法介紹本次實(shí)驗(yàn)主要采用Tafel曲線法，交流阻抗譜（EIS）法，電鏡掃描（SEM）法，能譜圖分析（EDS）法。下面將逐一進(jìn)行簡單介紹。Tafel曲線法Tafel曲線是表征金屬腐蝕的極化曲線，該段曲線（E－logi曲線）在一定的區(qū)域（Tafel區(qū)）呈現(xiàn)線性關(guān)系。美國CHInstrument公司研制的CHI660D測試系統(tǒng)中，Tafel曲線技術(shù)能實(shí)現(xiàn)電位從初始電位掃描到終止電位，再回掃到初始電位值。該方法可用來評(píng)價(jià)金屬點(diǎn)蝕的敏感性以及金屬表面腐蝕產(chǎn)物膜變化情況。電位信號(hào)波形圖如圖4.1所示，測試過程中電位掃描范圍：開路電位-0.15V~開路電位+0.25V，掃描速率1mV/s，掃描后保持時(shí)間設(shè)置為0，掃描段數(shù)設(shè)置成2段，即典型的三角波掃描[21]。圖2-1Tafel曲線電位信號(hào)波形圖交流阻抗譜法電化學(xué)阻抗譜（EIS）用于測量保護(hù)膜體系電化學(xué)腐蝕行為，可以得到腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的電容、孔隙電阻、基體腐蝕反應(yīng)的極化電阻、雙電層電容等與保護(hù)膜性能及膜破壞過程相關(guān)的信息，因此已經(jīng)成為一種主要的評(píng)估腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜性能的電化學(xué)測量方法[22-23]。電鏡掃描（SEM）法掃描電鏡（SEM）是材料檢測及研究領(lǐng)域的一種主要的檢測分析手段，隨著檢測分析技術(shù)的不斷發(fā)展，成為材料分析研究不可或缺的助手[24]。掃描電鏡的特點(diǎn)為：能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu)、樣品制備簡單、放大倍率連續(xù)可調(diào)、景深大、分辨本領(lǐng)高等，是觀察樣品表面的有效工具，尤其適合于觀察粗糙的表面，如腐蝕產(chǎn)物等。它比一般光學(xué)顯微鏡大100~500倍，比透射電鏡大10倍左右，由于景深大，掃描電鏡圖像的三維立體感強(qiáng)?？稍谟^察形貌，同時(shí)進(jìn)行微小區(qū)域的成分分析，提高了分析效率。本文采用日本電子株式會(huì)社（JEOL）制造的型號(hào)為JSM－5610LV鎢燈絲掃描電鏡觀察試件表面及斷面腐蝕產(chǎn)物膜形貌特征，放大倍數(shù)選擇500倍。能譜分析（EDS）法X射線能譜（X-rayEnergyDispersiveSpectroscopy）是在樣品表層微區(qū)內(nèi)激發(fā)元素的特征X射線，根據(jù)X射線的波長和強(qiáng)度，進(jìn)行微區(qū)化學(xué)成分定性或定量分析的一種手段。一般搭配掃描電鏡一起使用。EDS的分析方法有點(diǎn)分析、線分析與面分析。對(duì)樣品沒有特殊要求，適合于粗糙表面的分析工作。本文采用英國牛津OxfordInstruments公司型號(hào)為INCA的能譜儀的面分析法測試腐蝕產(chǎn)物膜的成分組成及其含量比。測試時(shí)加速電壓（AcceleratingVoltage）設(shè)置為20KeV。實(shí)驗(yàn)裝置介紹實(shí)驗(yàn)探頭實(shí)驗(yàn)探頭包括電化學(xué)測試探頭和預(yù)膜探頭，分別又可叫做主路探頭和旁路探頭。主路電極之間用聚四氟乙烯絕緣以及作為電極載體，旁路探頭金作為載體。探頭各部件均由中國石化鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司加工成型。主路探頭實(shí)物圖2-2與CAD簡圖如下圖所示。圖2-2主路探頭實(shí)物與CAD簡圖旁路探頭用于電鏡掃描（SEM）和能譜分析（EDS）。旁路探頭實(shí)物圖與CAD簡圖如下圖2-3所示。圖2-3旁路探頭實(shí)物與CAD簡圖實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹本次論文實(shí)驗(yàn)基于旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖如下圖2-4所示。圖2-4旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖左半部分為主路旋轉(zhuǎn)沖刷系統(tǒng)，主要由筒體、變頻電機(jī)、磁力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電化學(xué)測試傳感器、加熱器、熱電偶、壓力傳感器、液位計(jì)等組件組成。右半部分為旁路循環(huán)預(yù)膜系統(tǒng)，主要包括四個(gè)交錯(cuò)的預(yù)膜室、耐腐蝕自吸泵、過濾器以及管道閥門等。旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖如下圖2-5所示。1變頻電機(jī)2磁力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)軸4壓力計(jì)5電化學(xué)測試傳感器6電加熱器7溫度傳感器8進(jìn)料口9墊液線10球閥11過濾器12循環(huán)自吸泵13預(yù)膜裝置圖2-5旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)驗(yàn)各部分功能如下：變頻電機(jī)：提供動(dòng)力源，進(jìn)行變頻調(diào)速；磁力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動(dòng)密封，使裝置達(dá)到完全無泄漏。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了試驗(yàn)過程中有毒氣體通過軸承密封泄漏的安全隱患，確保實(shí)驗(yàn)介質(zhì)濃度穩(wěn)定及操作人員的身心健康和實(shí)驗(yàn)安全；軸：機(jī)械傳動(dòng)；壓力計(jì)：顯示并將裝置內(nèi)部液體壓力；電化學(xué)測試探頭：實(shí)現(xiàn)流動(dòng)腐蝕瞬態(tài)特性和沖蝕臨界特性的在線監(jiān)測；電加熱器：接受控制元件依據(jù)接收的信息發(fā)出控制信號(hào)，升高溶液溫度；溫度傳感器：作為溫度傳感器將裝置內(nèi)部液體的溫度信號(hào)傳遞給控制系統(tǒng)，使控制元件依據(jù)接收的信息發(fā)出控制信號(hào)，維持裝置內(nèi)部的溫度；進(jìn)料口：充入液體的進(jìn)口；排污口：容器底部封頭樣式設(shè)計(jì)，然后接上排污管道，以便徹底排盡污漬；球閥：控制排污口的打開或閉合。過濾器：防止耐腐蝕自吸泵堵塞；旋轉(zhuǎn)自吸泵：循環(huán)旁路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，循環(huán)泵輸送液體，對(duì)磁力傳動(dòng)器內(nèi)部滑動(dòng)軸承冷卻潤滑，以免燒碎軸承；預(yù)膜裝置：實(shí)驗(yàn)裝置外部同步預(yù)制腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜，拆裝方便；實(shí)驗(yàn)方案控制除研究變量外的條件一致的單一變量法，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加具有說服力，也便于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。實(shí)驗(yàn)一：研究溫度對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響鑒于實(shí)際工況下REAC出口管道系統(tǒng)溫度范圍在40℃~60℃內(nèi)，本文設(shè)定的溫度為40℃和60℃進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的研究。在常溫、常壓、無氧環(huán)境下，采用NH3、H2S分別按順序通入蒸餾水的方法配制得到理論NH4HS濃度為5wt%腐蝕介質(zhì)。將溫度升至設(shè)定溫（溫度升高過程中可能會(huì)引起裝置內(nèi)壓強(qiáng)以及溶液pH值的變化，本文不加另外分析），靜態(tài)條件下，待試件在溶液中預(yù)膜24小時(shí)充分反應(yīng)后，對(duì)不同溫度下的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜進(jìn)行測試，采集數(shù)據(jù)以及對(duì)比分析研究。實(shí)驗(yàn)二：研究NH4HS濃度對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響本文設(shè)定NH4HS濃度為8wt%和10wt%，仍然采用上文提及的制備方法配制得到理論NH4HS濃度為8wt%和10wt%的腐蝕介質(zhì)。為避免加熱過程中可能對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響，本組實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度為20℃。靜態(tài)條件下，待試件在溶液中預(yù)膜24小時(shí)充分反應(yīng)后，對(duì)不同溫度下的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜進(jìn)行測試，采集數(shù)據(jù)以及對(duì)比分析研究。實(shí)驗(yàn)流程探頭制作主路探頭中的電極分別與三種不同顏色的導(dǎo)線連接，白色連接參比電極，綠色為工作電極，紅色為輔助電極。從內(nèi)到外分別用環(huán)氧樹脂進(jìn)行密封固定。旁路探頭無需用導(dǎo)線連接電極，其余制作方式與主路探頭類似。安裝探頭并進(jìn)行保壓測試分別將打磨平整的主路探頭和旁路探頭安裝在左邊的筒體及右邊的預(yù)膜室。關(guān)閉各個(gè)閥門后打開進(jìn)氣閥，充入一定量（約0.3-0.4Mpa）的氮?dú)?，關(guān)閉進(jìn)氣閥。保壓24小時(shí)后，觀察壓力表，看示數(shù)是否出現(xiàn)減小以判斷是否存在泄露。若存在泄露，檢查泄露位置，調(diào)節(jié)處理后重新保壓，直至壓力至少可保6h以上為止。配制溶液灌泵后充入13L蒸餾水，N2法除氧后，加熱升溫至設(shè)置溫度，根據(jù)所需濃度先充入適量N2后充入H2S得到NH4HS溶液。通常情況下，加氫裝置原料含H2S量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于含NH3量，所以NH4HS濃度被“定義”成原料含氮量及裝置反應(yīng)的變量。即工程上可從原料含氮量推算介質(zhì)的NH4HS濃度，加之確定的H2S分壓，即可構(gòu)成確定的腐蝕介質(zhì)體系。NH4HS溶液配制中的反應(yīng)式如下：常見NH4HS濃度對(duì)應(yīng)液氨所需量見下表2-1。表2-1常見NH4HS濃度對(duì)應(yīng)液氨所需量NH4HS的質(zhì)量濃度wt%nNH3（mol）410.62092616.27034822.165391028.32244實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制主路上通過變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁力傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)帶齒槽的圓盤旋轉(zhuǎn)，使得裝置中腐蝕性溶液對(duì)安裝在壁面上的電化學(xué)測試電極產(chǎn)生沖刷腐蝕作用，來模擬流體對(duì)管道材料的沖刷腐蝕。介質(zhì)溫度通過由電加熱器、冷卻水循環(huán)以及熱電偶溫度傳感器組成的系統(tǒng)來控制。電化學(xué)測試探頭上的電信號(hào)由美國CHInstrument公司研制的CHI660D電化學(xué)工作站采集。旁路上通過循環(huán)自吸泵自下而上的向預(yù)膜室輸送來自主路的腐蝕性溶液，使得安裝在預(yù)膜室壁面上的試件得到均勻腐蝕。電化學(xué)測試本實(shí)驗(yàn)使用美國CHInstrument公司研制的CHI660D電化學(xué)工作站進(jìn)行測試，配套分析軟件為CHI660D。分別測試腐蝕體系的開路電位(OpenCircuitPotential)、阻抗譜圖(EIS)、塔菲爾曲線(Tafel)。膜分析中主要用到后兩個(gè)參數(shù)。阻抗譜圖的測試。交流阻抗譜(ACImpendence)是一種能用來評(píng)價(jià)表面膜性能的電化學(xué)方法，當(dāng)開路電位穩(wěn)定后即可測試阻抗譜圖。測試頻率范圍為l00000-0.01Hz，交流電幅值為5mV。通過圖譜分析可以給出表面膜在不同交流頻率下的電阻和電容值，以及表面膜下金屬界面的信息。塔菲爾曲線的測定。塔菲爾曲線是通過對(duì)工作電極進(jìn)行陽極極化和陰極極化，來分析金屬材料在自然腐蝕狀態(tài)下的腐蝕電位與腐蝕電流，最終表征金屬腐蝕速率的電化學(xué)分析方法。測試Tafel曲線之前需保證系統(tǒng)穩(wěn)定，故開路電位穩(wěn)定后才可進(jìn)行。設(shè)置掃描電位為相對(duì)于開路電位-0.5～0.5V，掃描速度為5mV/s。軟件自帶擬合腐蝕速率的功能，通過設(shè)置軟件中的相應(yīng)參數(shù)，即可擬合出對(duì)應(yīng)的腐蝕速率。VersaStudio軟件是新開發(fā)的電化學(xué)測試軟件，功能強(qiáng)大，可以在同一文件下連續(xù)多種測量。根據(jù)以上分析，加之塔菲爾曲線的測量為大電流測量，會(huì)破壞金屬表面的腐蝕產(chǎn)物膜，故可按以下順序進(jìn)行連續(xù)測量：OCP—EIS—Tafel。腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜分析電化學(xué)測試完成以后，放掉腐蝕介質(zhì)，拆下旁路探頭，取出試件，開始進(jìn)行膜分析。做表面分析的試件取出試件即可進(jìn)行測試；做斷面的分析的試件是在取出試件第二天進(jìn)行測試，取出后需要在表面涂環(huán)氧樹脂膠水，凝固24h，用砂紙打磨出一個(gè)斷面。打磨過程是先用400#的砂紙粗磨，待工作面光滑以后使用1000#的砂紙進(jìn)行細(xì)磨。常用的膜分析包括下面三種：電鏡掃描分析法（SEM），X射線能譜分析法（EDS），X射線衍射分析法（XRD）。本文實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用前兩種分析法進(jìn)行對(duì)比討論分析。查閱文獻(xiàn)[25-29]，分析前人分析方法?？偨Y(jié)出以下幾個(gè)分析比較方面：分別分析對(duì)比腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的表面及截面SEM圖譜，觀察表面晶粒大小，晶體致密度，是否有裂紋或點(diǎn)蝕現(xiàn)象存在；看截面分層現(xiàn)象是否明顯，腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜厚度大小，厚度是否均勻，與基體表面連接緊密程度。對(duì)比分析腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的EDS圖譜，觀察腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜中各個(gè)元素的含量，并分析該元素存在的原因以及對(duì)保護(hù)膜性能的影響。

腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的特性研究在實(shí)際工況調(diào)節(jié)模擬下的實(shí)驗(yàn)配制的溶液中，在靜止?fàn)顟B(tài)下，經(jīng)過一段時(shí)間的預(yù)膜后，取出試件，針對(duì)10#碳鋼典型材料試件在不同的溫度和NH4HS濃度條件下形成的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜，進(jìn)行電鏡掃描（SEM）和能譜分析（EDS）對(duì)其表面和斷面形態(tài)，成分進(jìn)行對(duì)比分析研究。電化學(xué)方法腐蝕研究交流阻抗（EIS）本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件置于5wt%的NH4HS溶液中，分別控制溫度為40℃和60℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，通過CHI660D電化學(xué)工作站進(jìn)行測試，下圖3-1為實(shí)驗(yàn)采集的交流阻抗譜疊加效果圖。圖3-1不同溫度下阻抗譜圖圖3-1中紅線表示40℃時(shí)在5wt%濃度的NH4HS溶液中測試得到的阻抗譜圖。藍(lán)線則表示60℃時(shí)5wt%濃度的NH4HS溶液中測試得到的阻抗譜圖。觀察圖3-1，可以很明顯的看出，圖中兩溫度下的交流阻抗譜均能看到明顯的有電阻性質(zhì)的圓弧，這說明有腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的形成。而比較兩個(gè)溫度下的采集的圓弧，可以看出有明顯的差異性，表現(xiàn)為阻抗隨溫度的上升逐漸變小。這一現(xiàn)象也證明了不同溫度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜性質(zhì)存在差異性。Tafel曲線圖本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件置于5wt%的NH4HS溶液中，分別控制溫度為40℃和60℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，通過CHI660D電化學(xué)工作站進(jìn)行測試，下圖3-2為實(shí)驗(yàn)采集的tafel疊加效果圖。圖3-2不同溫度下tafel圖圖3-2中紅線表示40℃時(shí)在5wt%濃度的NH4HS溶液中測試得到的Tafel曲線圖。藍(lán)線則表示60℃時(shí)5wt%濃度的NH4HS溶液中測試得到Tafel曲線圖。觀察圖3-2，可以很明顯的看出，兩曲線存在著位置上的偏差，隨溫度的升高表現(xiàn)出向左平移的趨勢。這表明兩種工況下的腐蝕速率存在差異。由于根據(jù)阻抗譜圖已證明腐蝕過程中有腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的形成。則腐蝕速率的差異便更進(jìn)一步得說明論證了腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜性質(zhì)的變化。綜上所述，腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜在含硫污水腐蝕中扮演著極其重要的角色。而它的性質(zhì)可能與溫度，NH4HS濃度等因素存在著密切的聯(lián)系。下文將從溫度和NH4HS濃度兩方面對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜進(jìn)行對(duì)比分析研究。10#碳鋼在不同溫度條件下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜研究腐蝕產(chǎn)物膜表面及斷面形態(tài)對(duì)比分析本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件置于5wt%的NH4HS溶液中，分別控制溫度為40℃和60℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，得到腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜。分別通過電鏡掃描（SEM）分析，得到試件腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜表面及斷面形貌圖如下圖所示。圖3-340℃下10#碳鋼表面SEM圖圖3-440℃下10#碳鋼斷面SEM圖圖3-3和圖3-4分別是40℃下10#碳鋼的500倍表面和斷面電鏡掃描圖。從表面SEM圖上可看到膜表面有裂紋，較為疏松。從斷面SEM圖上可看出膜厚度有明顯不同，有深坑，表示有嚴(yán)重局部腐蝕。圖3-560℃下10#碳鋼表面SEM圖圖3-660℃下10#碳鋼斷面SEM圖圖3-5和圖3-6分別是60℃下10#碳鋼的500倍表面和斷面電鏡掃描圖。從表面SEM圖上可看到膜表面平整致密。從斷面SEM圖上可看到膜厚度較小，厚度分布也較為均勻，致密度好。觀察對(duì)比圖3-3和圖3-5，即不同溫度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜表面形態(tài)圖，可以很明顯的看出60℃下的膜表面晶粒更細(xì)，致密度更好，隔絕效果也就更好，因此該條件下的保護(hù)效果更好，不容易發(fā)生更進(jìn)一步的腐蝕。觀察對(duì)比圖3-4和圖3-6，即不同溫度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜斷面形態(tài)圖，可以很明顯的看出40℃下膜厚度疏松且有明顯差異，表明試件表面有腐蝕深坑，發(fā)生了嚴(yán)重的局部腐蝕。而60℃下膜斷面平整，形態(tài)平整致密，說明該條件下保護(hù)效果更好。腐蝕產(chǎn)物膜成分對(duì)比分析本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件置于5wt%的NH4HS溶液中，分別控制溫度為40℃和60℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，得到腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜。分別通過能譜分析（EDS），得到試件腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜EDS能譜圖如下圖所示。圖3-740℃下10#碳鋼斷面EDS能譜圖圖3-860℃下10#碳鋼斷面EDS能譜圖觀察對(duì)比圖3-7和圖3-8，即不同溫度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜EDS能譜圖，可以很明顯的看出60℃下S元素含量較40℃時(shí)有非常明顯的下降，表明40℃下的腐蝕明顯強(qiáng)于60℃下的腐蝕。這一現(xiàn)象也進(jìn)一步驗(yàn)證了前文對(duì)SEM圖對(duì)比分析得出的結(jié)論。10#碳鋼在不同NH4HS濃度條件下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜研究腐蝕產(chǎn)物膜表面及斷面形態(tài)對(duì)比分析本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件分別置于8wt%和10wt%的NH4HS溶液中，控制溫度為20℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，得到腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜。分別通過電鏡掃描（SEM）分析，得到試件腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜表面及斷面形貌圖如下圖所示。圖3-98wt%濃度下10#碳鋼表面SEM圖圖3-108wt%濃度下10#碳鋼斷面SEM圖圖3-9和圖3-10分別是20℃，8wt%的NH4HS濃度下10#碳鋼的500倍表面和1000倍斷面電鏡掃描圖。從表面SEM圖上可以看到膜表面略微有裂痕，但是痕跡并不明顯，膜的致密度比較高。從斷面SEM圖上可以看到膜有分層現(xiàn)象，分層處有細(xì)微裂痕，但總體較為致密。圖3-1110wt%濃度下10#碳鋼表面SEM圖圖3-1210wt%濃度下10#碳鋼斷面SEM圖圖3-11和圖3-12分別是20℃，10wt%的NH4HS濃度下10#碳鋼的500倍表面和1000倍斷面電鏡掃描圖。從表面SEM圖上可以看到膜表面存在很多細(xì)小的坑，表明點(diǎn)蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重。從斷面SEM圖上可以看到膜的分層現(xiàn)象較為明顯，分層處膜分布較為不均勻，略微疏松。觀察對(duì)比圖3-9和圖3-11，即不同銨鹽濃度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜表面SEM圖，可以很明顯的看出8wt%濃度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的致密度更高，而10wt%濃度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜表面有明顯的凹陷的小孔，表明有較為嚴(yán)重的點(diǎn)蝕現(xiàn)象，因此，8wt%濃度條件下的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的保護(hù)效果更好，不容易出現(xiàn)進(jìn)一步的腐蝕。觀察對(duì)比圖3-10和圖3-12，即不同銨鹽濃度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜斷面SEM圖，可以很明顯的看出兩種濃度下形成的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜均有較為明顯的分層現(xiàn)象，但8wt%濃度條件下的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜致密度更好，且牢牢扎根在碳鋼基體上。因此，8wt%濃度條件下的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的保護(hù)效果更佳。腐蝕產(chǎn)物膜成分對(duì)比分析本組實(shí)驗(yàn)在靜態(tài)條件下，將10#碳鋼試件分別置于8wt%和10wt%的NH4HS溶液中，控制溫度為20℃，在無氧密閉環(huán)境中預(yù)膜后，得到腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜。分別通過能譜分析（EDS），得到試件腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜EDS能譜圖如下圖所示。圖3-138wt%濃度下10#碳鋼斷面EDS能譜圖圖3-1410wt%濃度下10#碳鋼斷面EDS能譜圖觀察對(duì)比圖3-13和圖3-14，即不同銨鹽濃度下腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜EDS能譜圖，可以很明顯的看出8wt%下S元素含量較10wt%時(shí)有非常明顯的下降，表明8wt%下的腐蝕明顯強(qiáng)于10wt%下的腐蝕。這一現(xiàn)象也進(jìn)一步驗(yàn)證了前文對(duì)SEM圖對(duì)比分析得出的結(jié)論。

總結(jié)與展望總結(jié)通過含硫污水的NH4HS濃度，溫度，研究10#碳鋼表面腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的性能的變化規(guī)律。所得結(jié)論如下：靜態(tài)條件下，NH4HS濃度為5wt%，實(shí)驗(yàn)溫度范圍為40℃~60℃，隨溫度的升高，膜的晶粒大小增大，致密程度下降，腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜較為疏松，隔絕保護(hù)作用下降，更容易發(fā)生進(jìn)一步腐蝕作用。靜態(tài)時(shí)，實(shí)驗(yàn)溫度控制在20℃下，實(shí)驗(yàn)NH4HS濃度范圍為8wt%~10wt%，隨NH4HS濃度的升高，腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜變得更加疏松，隔絕保護(hù)作用下降，更容易發(fā)生進(jìn)一步的腐蝕作用。展望這篇學(xué)士論文，雖然本人傾注了大量的熱情與精力，花費(fèi)了較多的時(shí)間進(jìn)行研究，但依舊存在一些不足之處：實(shí)驗(yàn)并非是連續(xù)進(jìn)行，中間在存在時(shí)間上的間隔，且實(shí)驗(yàn)組別較多，測試時(shí)間較長，這都可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生；在每組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，從放掉腐蝕介質(zhì)，取出試件，再將試件送至老師處進(jìn)行SEM及EDS處理分析，中間試件存在與氧氣接觸的可能性，這也將對(duì)膜形態(tài)及成分造成影響，從而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生；本文僅僅研究了10#碳鋼一種材料，并未將其與其他材料進(jìn)行展開比較分析，結(jié)論具有一定的局限性。針對(duì)以上出現(xiàn)的不足之處，以及結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，本人認(rèn)為本系列實(shí)驗(yàn)可進(jìn)行一下幾點(diǎn)優(yōu)化：首先可在實(shí)驗(yàn)變量上作出優(yōu)化，在銨鹽濃度，溫度兩種變量的基礎(chǔ)上對(duì)H2S分壓，Cl-濃度、O2含量和PH值等因素對(duì)腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的影響加以研究；針對(duì)API932B中的推薦材料，在10#碳鋼的基礎(chǔ)上可增加對(duì)2250、合金825、316L不銹鋼等材料進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)分析研究；提前預(yù)約老師，做好SEM和EDS分析前的所有準(zhǔn)備工作，以及在條件允許下作針對(duì)性更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后盡快取出試件送往進(jìn)行SEM和EDS研究。

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