铝基材料水解制氢技术研究进展

氢能是全球公认的清洁能源,被认为是化石能源的理想替代品,具有广泛的市场前景。铝价格低廉、密度较低且能量密度高,铝水解产氢是一种有效提供氢能的方法。简述了铝水反应的原理,介绍了目前国内外主流的3种铝基材料水解制氢技术(纯铝与酸碱溶液反应、机械球磨法制备铝基复合材料、熔铸法制备铝基低熔点合金)的研究进展,并探讨了不同技术的反应原理、不同添加物的作用机理,对比了各种技术的特点,提出熔铸法制备低熔点合金将成为日后研究的重点,最后对未来熔铸法制备铝基低熔点合金的前景进行了展望。

不同Cl^(-)浓度下SRB对抗微生物腐蚀管材性能的影响

针对油田复杂环境下管材发生腐蚀失效问题,采用SEM、EDS及XRD对试样在不同Cl^(-)浓度下(0 g/L、20 g/L、40 g/L、80 g/L和120 g/L)腐蚀后的表面形貌、腐蚀产物的成分及物相组成进行分析,通过电化学测试,研究了不同Cl^(-)浓度下SRB对抗微生物腐蚀管材性能的影响。结果发现,Cl^(-)浓度为20 g/L时最适宜SRB生长,但此时SRB对抗微生物腐蚀管材的腐蚀性最小,此后随着Cl^(-)浓度升高,生物膜减少,腐蚀速率增大;当Cl^(-)浓度分别为0 g/L、20 g/L时,在腐蚀产物中检测出FeS和Fe_(3)(PO_(4))_(2),且腐蚀均受阴极反应控制。因此,在不同Cl^(-)浓度下,SRB对抗微生物腐蚀管材性能的影响与试样表面形成的生物膜有关,随着Cl^(-)浓度的增加,SRB对抗微生物腐蚀管材腐蚀作用减小。

D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理研究

为了明确D-氨基酸增强杀菌剂的生物膜驱散效果及杀菌机理,采用不同D-氨基酸与传统杀菌剂三丁基正十四烷基氯化膦(TTPC)、四羟甲基硫酸磷(THPS)以及抗菌肽组成复配杀菌剂,通过失重实验、电化学测试、表面分析等手段研究了复配杀菌剂对碳钢表面上的硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化菌(IOB)、SRB+IOB混合菌的杀菌缓蚀效果,明确了D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理。结果表明:SRB和IOB发生协同作用,在碳钢试样表面形成致密的生物膜,其不仅提供了适合SRB生长的厌氧环境,还对SRB起到一定的保护作用,导致SRB+IOB混合菌造成的腐蚀最为严重,而D-氨基酸释放出的生物膜分散信号因子可改变细菌细胞壁肽聚糖成分以及调节细胞基因表达方式,通过其与细菌蛋白质结合来抑制生物膜形成,并使已有生物膜主动从碳钢表面分散脱落,破坏SRB与IOB所构成的氧浓差环境,在很大程度上抑制了因细菌所产生的胞外聚合物(EPS)导致的金属腐蚀加剧,进而使得杀菌剂能更好地杀灭生物膜下的细菌,对混合菌生物膜中SRB和IOB的杀菌率分别高达100%、82.60%,表明D-氨基酸通过驱散生物膜行为对杀菌剂起到了很好的杀菌增强效果。

绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢的腐蚀行为影响研究

目的揭示绿色杀菌缓蚀剂对不同粗糙度碳钢表面SRB+IOB生物膜的杀菌缓蚀行为与规律的影响。方法本文采用失重实验、表面分析、电化学测试等手段,探究20#碳钢在不同粗糙度(240#、600#、1200#)下,添加绿色杀菌缓蚀剂对混合菌的杀菌行为和对碳钢的缓蚀效果的影响,阐明D-酪氨酸分解抑制生物膜的作用机理。结果试样表面的腐蚀产物层厚度、点蚀坑大小与深度随表面粗糙度的降低、杀菌缓蚀剂的添加,而减小。在不添加杀菌缓蚀剂情况下,碳钢随表面粗糙度从240#降到1200#,其年腐蚀深度由0.186 mm/a降到了0.157 mm/a,下降幅度达15.6%。自腐蚀电流密度icorr由20.5 mA/cm^(2)降到了6.93 mA/cm^(2),下降幅度高达66.2%。其中,在240#表面粗糙度下,碳钢年腐蚀深度由不添加杀菌缓蚀剂的0.186 mm/a降到了添加杀菌缓蚀剂的0.116 mm/a,下降幅度达37.6%。icorr由20.5 mA/cm^(2)降到了11.8 mA/cm^(2),下降幅度达42.4%。结论随表面粗糙度降低,碳钢表面趋于光滑,应力集中减小,碳钢表面很难聚集混合菌里的硫化物、矿化物,以及腐蚀性阴离子,H+很难与阴离子结合形成酸性环境,不易产生氧浓差电池,减缓了均匀腐蚀向局部腐蚀的转变,降低了点蚀发生概率。而D-酪氨酸的加入可将生物膜中的细菌由固着态转变为浮游态,同时破坏了细菌细胞结构、蛋白质、氧浓差环境,进而增强了杀菌缓蚀效果。

D-氨基酸对生物膜生长周期的影响机理

为了探究复配杀菌剂对微生物生命活动周期的影响,采用失重实验、电化学测试、表面分析技术等研究方法,利用油气田采出水中培养出的SRB和IOB所组成的混合微生物群研究D-氨基酸复配杀菌剂在不同时期对碳钢的缓蚀率和杀菌率的改善机理。结果表明:不同时期加入D-氨基酸复配杀菌剂对缓蚀率、腐蚀速率以及杀菌效率均有改善;在第3 d加入效果最佳,缓蚀率能达到68.68%,腐蚀速率从0.105 mm/a下降到0.033 mm/a,下降幅度高达68.6%。自腐蚀电流密度icorr由3.59×10^(-5)A/cm^(2)降到了2.06×10^(-5)A/cm^(2),下降幅度高达43%;D-氨基酸作用于细菌表面可使细菌表现出疏水性,对细菌之间的物质传输产生影响;D-氨基酸对生物膜的分解作用明显,同时对生物膜的生成也具有抑制作用。随着时间的推移,微生物在钢材表面迅速繁殖,在第7 d达到生命活动的活跃峰期,期间产生H2S,加剧钢材腐蚀。

SRB对X100钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用失重法、线性极化曲线和阻抗谱电化学技术,结合扫描电子显微镜和能谱分析仪研究了X100钢在有/无SRB的鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X100钢在无菌与有菌时的腐蚀速率随时间延长均为:减小→增大→减小,腐蚀速率有菌时小于无菌,SRB的存在减缓了X100钢的腐蚀;腐蚀速率的控制主要由腐蚀产物膜的均匀性与致密性决定,无菌介质中,腐蚀产物膜不致密、不均匀,保护性较差,在有菌介质中,钢表面形成致密均匀的结合膜,致密的膜对传质有一定的阻碍作用,从而减轻了X100钢的腐蚀;无菌时腐蚀产物主要为Fe2O3,Fe3O4,α-FeO(OH),有菌时腐蚀产物为Fe3O4,FeS。

X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、电化学测试法、SEM及XRD分析等方法研究了原始态(焊态)和退火态X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:在酸性土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的延长,原始态与退火态X80管线钢平均腐蚀速率和腐蚀趋势均减小,而瞬时腐蚀速率先增大后减小;腐蚀产物主要由-γFeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成;退火态X80管线钢的耐腐蚀性能低于原始态的,这主要与X80管线钢的显微组织因热处理发生变化以及试样表面生成腐蚀产物的完整性和致密性有关。

X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特征研究

采用电化学测试、扫描电镜观察、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的电化学腐蚀特征与机理,分析了热处理工艺和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响。结果表明,退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的延长,原始态与退火态的X80钢在东南酸性土壤模拟溶液中腐蚀趋势均减小,而腐蚀速率先增大后减小;其阴极过程受析氢腐蚀和吸氧腐蚀联合控制;腐蚀产生的锈层主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀过程,使管线钢表面的腐蚀破坏程度增加。研究还发现,氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。

炼油厂冷却水系统硫酸盐还原菌对316L不锈钢点腐蚀的研究

用开路电位、动电位扫描、电化学阻抗技术和扫描电镜等方法,研究了316L不锈钢在硫酸盐还原菌(SRB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制.结果表明,在含有SRB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)和点蚀电位(Ep it)随浸泡时间的增加而负移,极化电阻(Rp)随浸泡时间的增加而减小;在含有SRB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;SRB的生长代谢活动影响了316L SS表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L SS的腐蚀.

SRB对X100管线钢在西北盐渍土壤中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉神(SSRT)实验和SEM研究了SRB对X100管线钢在典型的西北盐渍土壤(库尔勒土壤模拟溶液)中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,X100管线钢母材和焊缝在无菌的库尔勒土壤模拟溶液中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶+沿晶SCC混合断裂;X100管线钢母材和焊缝在含有SRB的库尔勒土壤模拟溶液中的SCC敏感性低于无菌时的,其断口模式为穿晶SCC断裂,说明SRB的存在抑制了X100管线钢的脆变,致使X100管线钢的SCC敏感性降低,这可能是由于SRB能在X100管线钢表面快速繁殖并形成生物膜,该生物膜随时间的增加会不断的堆积并变得致密,一定程度上阻隔了活性阴离子Cl-进入X100管线钢基体表面,致使X100管线钢的SCC敏感性减小。

X80管线钢在西北盐渍土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为

采用电化学测试、扫描电镜观察、表面能谱分析及X射线衍射等方法研究了原始态(焊态)与650℃×3 h退火态X80管线钢在西北盐渍土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为与机理,分析了退火处理及腐蚀时间等因素对X80管线钢极化曲线的影响。结果表明:退火态X80管线钢的耐蚀性远低于原始态的,这主要与组织发生改变有关;随着浸泡时间的延长,两种状态X80管线钢的腐蚀倾向是先增大后减小,腐蚀速率呈现出先减小再增大的趋势,但总的腐蚀速率呈增大趋势,点蚀敏感性增加,其阴极过程均为氧的去极化反应;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,Cl-浓度对X80管线钢的腐蚀起主导作用。

316L不锈钢在硫酸盐还原菌和铁氧化菌共同作用下的腐蚀行为

采用微生物分析、电化学测试、扫描电镜观察及表面能谱分析等方法,研究了316L不锈钢在硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)与铁氧化菌(Iron-Oxidizing Bacteria,IOB)共同作用的溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统中微生物腐蚀的特征及机制。结果表明,不锈钢电极在SRB与IOB相结合的溶液中的自腐蚀电位、点蚀电位和再钝化电位均随浸泡时间的增加而负移,其滞后环增大;在SRB与IOB共同作用的溶液中的腐蚀速率大于在无菌溶液中;显微观察表明生物膜疏松多孔,生物膜内细菌的生长代谢活动促使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,在SRB与IOB共同作用下316L不锈钢电极发生了严重的点蚀。

X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD分析等方法研究了X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:在库尔勒土壤模拟溶液中,X80管线钢发生了严重的腐蚀;随着腐蚀时间的延长(腐蚀90 d),X80管线钢的平均腐蚀速率有所下降,而瞬时腐蚀速率先减小后增大,腐蚀趋势逐渐增加;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成。

X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在格尔木土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在格尔木土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但腐蚀趋势增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极反应为氧的去极化;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。

铁氧化菌作用下316L不锈钢点蚀电化学特性的研究

采用电化学测量、交流阻抗技术、扫描电镜观察和能谱分析等实验方法,研究了316L不锈钢在铁氧化菌(IOB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制,结果表明,在含有IOB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)、点蚀电位(Epit)和极化电阻(Rp)均随浸泡时间的增加呈现出降-升-降的变化趋势;在含有IOB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;IOB的生长代谢活动及其生物膜的完整性和致密性影响了316L不锈钢表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L不锈钢的点蚀。

B型套筒焊接对X80管线钢性能的影响

为了研究B型套筒焊接对X80管线钢服役性能及腐蚀行为的影响,通过对X80母材及HAZ试样采用金相、硬度、拉伸、冲击、弯曲等测试,研究了焊接对管线钢各项理化性能的影响,并采用挂片失重法、表面分析(SEM/EDS)、电化学测试等方法,探究了套筒、X80母材及HAZ区在土壤模拟溶液中的腐蚀电位及腐蚀速率。结果表明:X80母材及其焊接HAZ的理化性能均符合标准;在模拟溶液中浸泡7 d后,Q345B套筒腐蚀速率>X80HAZ腐蚀速率>X80母材腐蚀速率,电化学测试显示X80母材的腐蚀电流随着腐蚀时间的增加而减少,HAZ试样和套筒的腐蚀电流随时间的增加而增大。B型套筒焊接后对X80管线钢母材的理化性能影响不大;3种试样的腐蚀速率均属于中度腐蚀,但随着腐蚀时间的延长,HAZ和套筒的腐蚀倾向性越大,O2、SO4<sup>2-和Cl-对管材的腐蚀起主导作用。

国外炼油厂换热设备腐蚀研究现状及发展动态

综述了近年来国外炼油厂换热设备的腐蚀研究现状及其发展动态 ,重点介绍了研究腐蚀过程的新方法、新技术和新设备。对减轻换热器结垢的措施、防腐蚀的表面工程技术以及腐蚀监、检测的高新技术手段进行了评述 ,同时分析了腐蚀研究中存在的问题 ,展望了今后的研究趋势。

D-酪氨酸对Q235B钢在硫酸盐还原菌培养基中的杀菌作用及其增强机理

为了弄清D-酪氨酸(D-tyrosine)是否可以抑制和分解水系统中的硫酸盐还原菌(SRB),采用失重、绝迹稀释、表面分析、电化学测试等方法研究了Q235B钢分别在不含杀菌剂、含100 mg/L杀菌剂-四羟甲基硫酸磷(THPS)和50 mg/L THPS+1 mg/L D-酪氨酸(tyrosine)的含硫酸盐还原菌(SRB)培养基条件下的腐蚀行为,探讨了D-tyrasine对杀菌剂的增强效果及对微生物腐蚀的抑制机理。结果表明:D-tyrosine能抑制微生物膜的形成,促进成熟微生物膜的解体,配以THPS能抑制微生物腐蚀的发生,对SRB的杀菌效果十分显著,杀菌率高达99%,优于单一THPS的杀菌效果;7 d腐蚀期内,前2种条件下极化电阻总体趋势逐渐减小,腐蚀速率逐渐增大,加D-tyrosine后极化电阻总体趋势逐渐增大,腐蚀速率逐渐减小,在腐蚀1,3,7 d的极化电阻大小排列为50 mg/L THPS+1mg/LD-tyrosine>100 mg/LTHPS>不加入杀菌剂。3种条件下的腐蚀产物均为Fe_7S_8,Fe_(1-x)S和FeSO_3·3H_2O。D-tyrosine对杀菌剂的增强效果十分明显,能很好地抑制微生物的腐蚀,可以有效解决杀菌剂用量多产生的抗药性及其环境污染问题,为处理水系统中微生物的腐蚀问题提供了理论基础和切实可行的应用技术。

海滨盐碱土壤中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀行为的影响

为了进一步明确X100管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)海滨盐碱土壤中的耐蚀性,采用表面分析技术、电化学技术和失重法,研究了SRB对X100管线钢腐蚀过程与行为的影响。结果表明:X100管线钢在有无SRB海滨盐碱土壤中的腐蚀均属于中度腐蚀,无SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4和γ-Fe O(OH),有SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4,α-Fe O(OH)和Fe7S8;SRB代谢形成的活性生物膜影响了X100管线钢的腐蚀行为,随着腐蚀时间的增加,SRB可在X100管线钢表面形成由微生物膜与腐蚀产物结合的膜,其更加致密,对腐蚀传质具有物理阻碍作用,可以减缓X100管线钢的腐蚀;无SRB菌时X100管线钢表面的腐蚀产物疏松多孔并分布有裂纹,且对基体的保护作用差,其腐蚀速率大于有SRB时的值;SRB的代谢活动抑制了X100管线钢的腐蚀。

融合思政与工程教育理念的“金属材料焊接性”课程教学改革

基于思政与工程理念共融的新时代教育背景,全面分析了当前西安石油大学“金属材料焊接性”课程教学过程中存在的问题及产生机制,从教学内容、教学手段、考核机制等多个角度进行课程改革,力图改变教学过程中对思政与工程教育理念融入不足的现状,以引导学生培养良好的职业道德,同时提升对工程实践中面临的焊接复杂工程问题认知、表述、分析与解决的能力和素质。