After the high parameterization of the boiler in the garbage power plant, the corrosion of the pipe wall intensifies, and enterprises face the urgent problem of how to choose the best protection method according to their own needs. At present, there are many methods for coating corrosion protection of waste incineration boiler pipelines, each with its own advantages and disadvantages. Therefore, it is necessary to establish a scientific and effective evaluation method for various existing corrosion protection technologies to help relevant scientific and technological personnel choose coating protection methods and technologies reasonably. This article designs a total of 13 typical anti-corrosion process schemes currently in use, and selects two types of protection schemes: high cost-effectiveness and high economy. After determining the weight coefficients, a fuzzy comprehensive evaluation method based on Analytic Hierarchy Process was adopted. After constructing a judgment matrix and consistency testing, a comprehensive evaluation technology ranking suitable for high-temperature protection schemes under high parameter conditions was finally formed. This evaluation method is used to select protection schemes, which has significant effects, is simple and convenient, and has strong practicality.
某电厂锅炉水冷壁管发生了爆管.通过失效管道宏观形貌和显微组织观察、管材化学成分和力学性能检测、腐蚀产物成分分析等对该水冷壁管爆管的原因进行了分析.结果表明:爆管位置有明显腐蚀沟槽,局部位置发生了Na元素浓缩,腐蚀产物主要为铁的氧化物(Fe3 O4 和Fe2 O3)、水垢和一定量的NaFeO2;断口无明显塑性变形,宏观形貌表现为脆断特征,微观形貌表现为沿晶断裂特征;爆管位置组织为铁素体+珠光体,组织中有大量沿晶裂纹;锅炉运行期间,锅炉水pH出现过一段时间较高(10.0～10.2)的情况.综合以上分析,确定水冷壁管失效原因为碱腐蚀引起的应力腐蚀开裂.
在对某油田套损井工况调研的基础上,通过采出水成分、腐蚀产物成分等分析,明确了套管内、外腐蚀环境及腐蚀原因.通过化学成分分析及模拟工况环境的腐蚀速率测试评价了在用套管材料的耐蚀性;通过有限元模拟方法计算得到套管内置和外置牺牲阳极在不同环境中的有效保护距离;通过释放率和缓蚀率测试评价了在用固体缓蚀剂的缓蚀性能.最后根据评价结果对防腐蚀措施提出了改进建议.
高压直流输电系统接地极单极大地回路运行时,大量电流入地导致接地极附近地电位升高,接地极附近管道及附属设施可能面临管体腐蚀、管体氢脆、防腐蚀层剥离、设备烧蚀等风险.为监检测高压直流接地极对管道的影响,对国内外相关研究案例进行了调研总结,介绍了多种高压直流干扰监检测方法,对其未来的发展方向进行展望并提出了相关建议.
采用循环神经网络(RNN)对腐蚀探针的监测数据(90%)进行训练,建立了管道腐蚀速率预测模型,并利用剩余的 10%监测数据对模型的有效性进行了验证.结果表明:基于RNN建立的腐蚀速率预测模型能准确地预测出管道的腐蚀速率,预测值与监测数据的均方误差为 0.008%,该方法可以为管道的腐蚀监测提供预警信息.
基于模糊层次分析法,将在役地下排水管渠按若干构件进行耐久性评估,考虑各类缺陷对构件耐久性的影响,给出了各层指标的权重,建立了管渠耐久性模糊综合评估模型.利用该模型对管渠结构的耐久性进行半定量化综合评估,并由此推断管渠的剩余使用寿命.利用该方法对南方某城市管渠的剩余寿命进行了评估,验证该方法的可行性.该方法将复杂的管渠的耐久性寿命评估问题科学简明化,可为城市老旧管渠维修加固及耐久性寿命评估提供参考.
以六水合硝酸钴[Co(NO3)2·6 H2 O]中钴离子为中心金属离子,均苯三甲酸(H3 BTC)为有机配体,通过水热法合成了钴基金属有机骨架(Co-MOF)材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)及X 射线衍射仪(XRD)对其进行表征.将制备的Co-MOF掺杂于松香基醇酸树脂中,然后涂于Q235 低碳钢电极及马口铁片表面得到涂层试样.采用电化学测试、盐雾腐蚀试验等研究了Co-MOF的添加量对涂层防腐蚀性能的影响.结果表明:适量添加Co-MOF可以提高涂层的防腐蚀作用,但过量的Co-MOF容易引起颗粒团聚,从而降低涂层的保护作用;当松香基醇酸树脂中Co-MOF的添加量为 0.2 g(质量分数约 0.1%)时,腐蚀电流密度为 1.63×10-6 A/cm2,保护效率达到 99.2%,而未添加Co-MOF涂层的腐蚀电流密度为 29.10×10-6 A/cm2,保护效率只有 85.4%.
基于二次回归通用旋转组合设计的方法建立了机器人喷涂参数(喷涂距离、喷涂间距和喷涂角度)与漆膜厚度偏差之间的数学模型,并研究各喷涂参数及各喷涂参数之间的交互作用对漆膜厚度偏差的影响.利用所建立的3D响应曲面模型,对某复杂钢节点的喷涂参数进行了优化.采用优化的喷涂参数对复杂钢节点进行了机器人喷涂,所得漆膜厚度偏差控制在 4.51 μm以内,喷涂均匀性较好.
红河油田油水混输管道出现了腐蚀,通过自制高温高压动态腐蚀评价装置,分别研究了CO2 分压、管输流体含水率、Cl-含量、硫酸盐还原菌(SRB)含量以及温度等因素对混输管道材料 20 钢腐蚀速率的影响,并基于试验数据利用灰色关联分析确定了主要影响因素.结果表明:20 钢的腐蚀速率随着温度和管输流体含水率的升高而呈幂指数增加,随着CO2 分压和SRB含量的增加,先大幅度上升后以线性趋势缓慢增加,随着Cl-含量的增加呈线性上升趋势;腐蚀因素影响程度由大到小排序为含水率>温度>Cl-含量>CO2 分压>SRB含量,其中含水率和温度是影响 20 钢腐蚀最显著的两个因素.
利用井下挂环的方法评估注多元热流体井筒油管的腐蚀行为.通过失重法、扫描电子显微镜、能谱分析仪、蚀坑 3D形貌分析等方法研究了不同井身位置挂环的腐蚀速率和腐蚀产物膜特征.结果表明:随着井身深度增大,油管内环和外环的腐蚀速率均显著增大;由于油管内部和外部接触的腐蚀介质有所差异,内环的腐蚀速率远高于外环,但随着井身深度增大内环/外环腐蚀速率比逐渐减小;挂环腐蚀产物均由大量铁的氧化物和少量碳酸亚铁组成,呈多层结构,外环腐蚀产物的层状结构相比内环腐蚀产物更加复杂;在井身中上部,腐蚀主要受高温多元气相流体的氧化反应主导,而在井身下部主要由高温CO2-O2 溶液的电化学腐蚀主导.
为明确 316L不锈钢CO2 输送管线的垢下腐蚀行为,在模拟垢下腐蚀环境中对 316L不锈钢进行了电化学测试及高温高压浸泡试验.结果表明:砂垢和碳酸钙垢均会增加 316L不锈钢的垢下腐蚀敏感性,削弱其再钝化能力,砂垢会导致亚稳态点蚀发生,较厚的碳酸钙垢会降低该不锈钢的自腐蚀电位;在 100℃、5 MPa CO2 环境中,316L不锈钢对垢下腐蚀具有较好的耐受度,但是,当沉积垢与材料形成合适的狭缝时,其具有一定的垢下腐蚀风险.对于高温高含CO2 的 316L不锈钢管线需注意防垢、除垢问题.
对国内某气田集气管线带有焊缝的失效弯头进行了分析,利用Fluent软件模拟了焊缝与 90°弯头处流体流型流态,分析了集气管线在该处的冲刷腐蚀机理.结果表明:焊缝和弯头外弧侧内壁处具有较高的漩涡强度,使该处腐蚀产物从金属表面剥离;受近壁面较高湍流强度的流体影响,剥离的腐蚀产物快速向主流体运移,裸露的金属基体继续被腐蚀,最终使焊缝和弯头外弧侧内壁发生严重的冲刷腐蚀.两端具有焊缝的天然气集输管线弯头,在焊缝、外弧侧内壁的冲刷腐蚀速率较高,在无内防护的服役过程中易发生腐蚀穿孔.
某化工企业火炬气分液罐不锈钢法兰发生断裂失效.通过化学成分分析、硬度测定、金相检查和断口形貌和成分分析研究了法兰的失效原因.结果表明:失效法兰母材中硫含量超标、硬度超标;断口位于热影响区、表面呈脆性断裂特征;断口处内壁和外壁均存在裂纹,裂纹从表面向内部扩展,呈树枝状分叉,沿晶界扩展,符合敏化-晶间腐蚀失效的特征.焊接导致热影响区敏化,在应力和腐蚀环境的共同作用下,裂纹沿晶扩展,最终导致不锈钢法兰在热影响区发生晶间腐蚀断裂.
在含有H+的混合海水溶液中采用小冲孔应力腐蚀试验方法对 2205 双相不锈钢焊接接头不同区域的应力腐蚀开裂敏感性进行了研究.基于小冲孔试验的载荷-位移曲线建立了应力腐蚀开裂敏感性系数计算方法,并依托小冲孔试样毫微取样的优势对比了母材区、热影响区和焊缝区应力腐蚀敏感性的差异.从宏观断口与微观断口两方面分析了断裂机理.结果表明:焊缝区的应力腐蚀开裂敏感性均高于母材区和热影响区,焊缝区在海洋环境中更易发生应力腐蚀开裂.小冲孔应力腐蚀试验方法是一种评价焊接接头不同区域应力腐蚀开裂现象的有效方法.
在 650℃、20 MPa的超临界二氧化碳(sCO2)环境中对 800H合金进行了均匀腐蚀试验.运用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对腐蚀后试样表面的氧化膜形貌、成分和结构等进行了观察和分析.结果表明:800 H合金在sCO2 中腐蚀 1 000 h后,其质量增加了 11.2 mg/dm2,腐蚀质量增加随时间的变化近似服从抛物线生长规律;表面氧化膜主要成分为Cr2 O3,其结构致密且具有保护性;C元素沉积于氧化膜表面,富Al及富Si氧化物存在于氧化膜与基体交界处.
为研究雷击高压输电线路对临近埋地油气管道的电磁影响,利用SES CDEGS数值模拟软件建立了国内某现场案例的输电线路和临近埋地油气管道电磁干扰模型,计算预测了雷电流对管道造成的干扰情况.基于国内外相关标准和研究成果的调研,从人身安全、管道防腐蚀层击穿风险和管壁电弧熔伤风险三方面建立了雷电流对管道电磁影响的风险评价指标,对现场案例的干扰风险进行了评价,同时计算分析了土壤电阻率和杆塔接地网类型对管道过电压和接地网导体泄漏电流的影响.结果表明:现场案例中雷电流导致的管道安全风险低;土壤电阻率对管道过电压和接地网导体泄漏电流有明显影响,其随土壤电阻率升高而增大;采用水平接地网时,在接地网表面积相同的前提下,接地网结构对管道过电压和接地网导体泄漏电流的影响较小;垂直接地体的引入可缓解管道过电压,但其数量不宜过多.
对采用不锈钢衬套和铜衬套的 2 种典型钛-铝双耳两层结构进行了加速腐蚀试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构腐蚀形貌、腐蚀产物,对比分析 2 种结构的耐腐蚀性能.研究表明:在腐蚀环境中,经过 10 个周期的加速腐蚀试验,2 种典型结构均发生了腐蚀疲劳破坏;不锈钢衬套结构的铝合金腐蚀疲劳裂纹形成时间早且断口腐蚀严重,铜衬套周围铝合金的严重腐蚀是诱发该结构腐蚀疲劳损伤的主要原因.推迟疲劳裂纹形成和降低电偶腐蚀等可提高不锈钢衬套结构的耐腐蚀性能,降低结构应力水平、加强结构的日常维护,能有效提高铜衬套结构的耐腐蚀性能.
为研究L245M输油管道在服役期内出现腐蚀穿孔失效的原因,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等分析了失效管道的显微组织、蚀坑形貌和腐蚀产物成分.结果表明:腐蚀产物主要为Fe、O、S、Cl的化合物,结合现场环境发现管道运输的凝析油中含有Cl-、H2 O、H2 S以及CO2 等物质,这些物质对管道金属具有腐蚀作用,并且形成的腐蚀产物会加快管道腐蚀,在这些侵蚀性物质与腐蚀产物的共同作用下,管道发生点蚀,最终穿孔.
采用电化学测试研究了环氧树脂,玻璃鳞片和热熔胶三种涂层对于碳钢螺栓的防腐蚀效果,并利用盐雾试验研究了锌丝与涂层联合保护方法的防腐蚀效果.结果表明:在三种螺栓防腐蚀涂层中,热熔胶涂层的防腐蚀性能优于玻璃鳞片涂层,而玻璃鳞片涂层的防腐蚀性能优于环氧树脂涂层;三种涂层与锌丝联合保护方法可使螺栓在 48 h盐雾腐蚀试验中不受腐蚀,在 72 h盐雾腐蚀试验中,热熔胶与锌丝联合保护方法的耐盐雾腐蚀性能最优;同时热熔胶涂层还具备施工简便,易于拆除等优点,为盐雾环境下螺栓防腐蚀提供了新途径.
为解决玛湖油田非金属管的结垢问题,通过结垢试验、接触角测量等研究了温度、CO2 分压、Ca2+含量和矿化度对玻璃钢管、热塑性塑料内衬玻璃钢管、柔性复合管结垢的影响,并优选出适用于玛湖油田现场工况的阻垢剂.结果表明:相同条件下,柔性复合管的结垢速率远高于其他两种材料;几种因素对非金属管材结垢影响的显著性排序为温度>矿化度>CO2 分压>Ca2+含量;有机膦酸阻垢剂(MQ2)的阻垢效果最优,推荐加注量为 60 mg/L;现场应用效果表明,降低运行温度并加注MQ2 可使非金属管的结垢现象得到良好控制.
