低碳钢20CrNi2Mo的高温热变形行为及热加工图

以20CrNi2Mo低碳钢为研究对象,采用DIL805A/T热模拟试验机在变形温度为900~1050℃、应变速率为0.001~1s^(-1)条件下进行等温单道次轴向热压缩试验,建立了20CrNi2Mo钢高温压缩的最大变形抗力本构方程和热加工图,并观察了热变形组织。结果表明:真应变值为0.1~0.5的热加工图中均存在两个功率耗散峰区,且随着应变量的增加峰区I逐渐向变形温度较高的区域移动,峰区II向应变速率增大的区域移动。热加工图中失稳区域随着应变量的增加先逐渐减小后又逐渐增大,在ε=0.4时,失稳区域最小,此应变量下20CrNi2Mo钢较优的热加工工艺区间为:变形温度940~960℃、应变速率0.001 s^(-1)或温度1025~1050℃、应变速率0.01~0.06 s^(-1)。

20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中腐蚀行为研究

无碱复合驱(复合盐、聚合物、表面活性剂)是一种新型改进驱油技术,能够有效降低成本,提高采收率及降低管线结垢。但是,随着集输系统采出液中化学剂浓度逐渐升高,目前,在用的无内防腐20#碳钢材质的集输管道在未来采出液中的适应性还不明确。为摸清20#碳钢材质在采出液中的腐蚀情况,依据大庆油田某区块产能建设工程所提供的无碱复合驱三元上返采出液浓度预测,通过室内模拟现场集输系统工况环境,利用动态腐蚀模拟试验和电化学试验,确定20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中的腐蚀行为。试验结果表明:20#碳钢试片在配制最高浓度模拟液中的腐蚀速率较大,腐蚀等级为中度。目前,区块采出液和回掺水中的腐蚀等级为低度,试片表面在模拟液中出现了明显的钝化现象,但Cl^(-)能够很快穿透钝化膜导致钝化时间较短,加速了腐蚀电极反应。考虑到未来集输管道中采出液里存在的大量Cl^(-),使电化学反应过程变得更加复杂,将导致管道内腐蚀情况加剧,因此,建议集输管道采取合适的内防腐措施。

20碳钢热态飞灰冲刷磨损性能的试验研究

主要研究 2 0碳钢在 2 0 0～ 5 5 0℃的温度范围内受飞灰冲刷磨损的规律。试验结果表明 ,2 0碳钢在该温度范围内 ,首先随着温度的升高 ,相对磨损量减小 ,当达到一临界温度后 ,则随着温度的升高 ,相对磨损量增大。试验数据处理采用了 2种方法。用多项式非线性回归 ,得出可计算磨损量的计算式 ,并可求得其临界温度。用二元线性分段回归 ,得出了临界点前后的温度指数和速度指数 ,可以此来表征临界点前后温度与速度对磨损的影响。数据处理中 ,考虑了热态试验过程中 。

20碳钢在腐蚀性气流环境中飞灰冲蚀磨损试验研究

利用热态飞灰磨损试验台,向试验气流中加入一定量的SO2和CO2气体,在250~500℃内进行电厂20碳钢金属材料的耐冲蚀磨损性能试验,研究SO2和CO2气体对金属冲蚀磨损性能的影响,并对不同气流环境下的试验结果进行比较.结果表明：随着温度的升高,20碳钢在试验温度范围内均出现相对磨损量先减小后增大的现象;20碳钢在加入SO2或CO2气流环境下的相对磨损量明显高于只含压缩空气环境下的相对磨损量,可见电站锅炉烟气流中CO2和SO2气体能够加速20碳钢的冲蚀磨损.

20#碳钢和321不锈钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

高温环烷酸腐蚀是加工高酸原油过程中主要的腐蚀问题,温度和环烷酸浓度对其影响很大。本工作采用动态高温反应釜研究了不同温度和环烷酸浓度下20#碳钢和321不锈钢的腐蚀行为。结果表明,两种材质在环烷酸中的腐蚀速率随温度升高均呈现先增加后减小的规律。在环烷酸浓度为5%时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高,而321不锈钢在260-280℃时腐蚀速率最高。在280℃时,随环烷酸浓度的增大,两种材料的腐蚀速率急剧增加,但浓度对两种材料的腐蚀速率加速比不同。在一定的环烷酸浓度下,两种材料的腐蚀速率发生突跃,对于20#碳钢,在环烷酸浓度1.5%-2%时存在一个腐蚀突跃区,而321不锈钢的腐蚀突跃区在环烷酸浓度为3%-5%之间。

硫脲/硫氰酸钾复合缓蚀剂对20碳钢的缓蚀性能研究

借助静态腐蚀失重法研究了硫脲/硫氰酸钾缓蚀剂的最佳配方及在5%盐酸、5%硫酸、5%硝酸中对20碳钢的缓蚀性能。结果表明,在5%盐酸中,只需加入0.2%的复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=7∶3),20碳钢材质的缓蚀率可以达到85.1%;在5%硫酸介质中,缓蚀率在复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=5∶5)为0.2%时达到最大,为87.3%;在5%硝酸溶液中,当复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=7∶3)的加入量为0.15%时,20碳钢的缓蚀率可达到99%。

钼酸盐系列缓蚀剂在中性介质中对A20碳钢缓蚀的极化曲线研究

通过电化学极化曲线实验 ,作者主要研究了钼酸盐系列缓蚀剂在自来水中对 A2 0碳钢的缓蚀情况。指出钼酸盐与正磷酸盐的复配可以达到低浓度、高缓蚀率的效果 。

碳-氮共渗对20碳钢飞灰磨损性能影响的试验研究

主要研究20碳钢表面经过碳-氮共渗热处理后在250℃～500℃的温度范围内受飞灰磨损的规律。试验结果表明，经过表面碳-氮共渗热处理后的20碳钢在试验温度范围内，仍然具有未处理时的热态磨损规律，即随温度的升高，相对磨损量先减小而后增大，临界温度为331℃。20碳钢经C-N共渗后相对磨损量减小一倍左右。

低磷酸盐-低NaOH模拟炉水中20A碳钢的腐蚀

通过高压釜挂片试验 ,模拟在低磷酸盐 -低NaOH工艺下炉水温度、溶解氧、pH值、侵蚀性阴离子Cl-、SO2 -4等对 2 0A碳钢的腐蚀影响 ,用电子探针二次电子像或背散射电子法、腐蚀产物的X -射线衍射分析及溶液中总铁离子的测定、计算腐蚀速率等方法综合分析评价腐蚀行为 .结果表明 ,温度升高 ,碳钢的腐蚀速率增大 ,大于 2 5 0℃时腐蚀产物为磁性Fe3O4 ,表面膜均匀致密 ,耐蚀性能好 ;溶解氧对试片成膜影响较大 ,腐蚀速率随溶解氧浓度减小而明显下降 ;炉水 pH值控制在 9 2～ 9 6合适 ;侵蚀性阴离子Cl-、SO2 -4 主要引起点蚀 ,加速腐蚀 。

十八胺在20G碳钢表面高温成膜条件研究

采用均匀试验设计,进行了高压釜挂片试验,并通过膜性能检验和测试试验评价了试片的成膜效果,考察了温度、十八胺浓度、恒温时间和pH值等4个因素对十八胺在20G碳钢表面高温成膜特性的影响。研究表明,上述因素影响大小的次序为:pH值>温度>十八胺浓度>恒温时间,且十八胺在20G碳钢表面的最优成膜条件为:pH在8.7～9.0之间,十八胺质量浓度为60～70mg/L,温度为470～480℃,恒温时间为3～4h。

20碳钢水基清洗剂的配制及应用效果

为了洗净量大面广的钢铁制品表面的防锈油,配制了一种有效的20碳钢水基清洗剂。采用单因素试验法,逐一对5种市售非离子表面活性剂进行了除油清洗,优选出表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)后,确定PAA分散剂、助剂和缓蚀剂的最佳含量。按照国标分别采用DDS-307A电导仪、722N可见分光光度计测定清洗剂的临界胶束浓度和浊点。结果表明:20碳钢水基清洗剂的最佳组成为4 g/L 087型表面活性剂,3 g/L 731分散剂,12 g/L无水碳酸钠,4 g/L硅酸钠,1~2 g/L十二烷基硫酸钠。本清洗剂碱度小、耐酸性好、除油效果能满足生产需要。

20碳钢在不同温度工况中冲蚀磨损性能的试验研究

主要研究电厂锅炉常用钢材20碳钢在不同温度状态时速度对磨损率的影响,分别进行了常温态试验与热态(200℃~550℃)的试验。试验结果表明:相同冲刷速度时,常温态的相对磨损率明显大于热态时的相对磨损率。常温态的速度指数n为2.874 38,而热态磨损则是先随温度升高而磨损率下降,其n=1.240 15,在拐点温度约350℃之后,则磨损率随温度升高而上升,此时的速度指数仅为1.034 7。显然,速度的影响随着温度的升高而减弱。

高温炉水中氯离子对20号碳钢成膜的影响

通过高压釜静态模拟试验及EPMA、XRD表面分析得出 :在低磷酸盐水处理工况的高温炉水中 ,Cl- 对碳钢成膜起抑制作用 ,随着Cl- 浓度增加 ,点蚀密度增加 ,在Cl- 浓度小于 0 .2mg/L时点蚀不明显。对成膜完整试片 ,Cl- 浓度达 1mg/L时 ,膜未明显溶解且无蚀点产生。对已有点蚀的成膜试片 ,Cl- 浓度在 0 .2mg/L时原蚀点明显变大变深 ,周围产生小蚀点。对典型蚀点成分分析发现蚀点周围Cl-富集 ,表面膜的主要成分为Fe3 O4 。

20碳钢海水中Ce盐预膜的耐蚀性能及成膜机理

海水中以Ce盐对20碳钢预膜,其防腐蚀性能如何,过去报道不够。采用旋转挂片法、电化学技术、视频显微镜及电子能谱对海水中以Ce盐为主的预膜剂在20碳钢表面形成的缓蚀保护膜进行了综合表征和预膜机理探讨。结果表明:经Ce盐预膜后,20碳钢表面形成了一层较为均匀的蓝色薄膜,主构成为Ce(OH)3,Ce(OH)4,CeO2,Fe(OH)3及Fe(Ⅲ)的有机配位化合物;膜层抑制了O2和电子的传输,对20碳钢表面的腐蚀过程有明显的抑制作用,有效地提高了其耐蚀性能。

吐温40及其复配缓蚀剂在原油模拟液中对20号碳钢的缓蚀性能研究

通过采用失重法、CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪、极化曲线法和交流阻抗法研究了在酸性体系溶液中吐温40、硫酸锌、葡萄糖酸钠三种缓蚀剂单独使用及以吐温40为主的二元复配体系对20号碳钢在酸性体系中的缓蚀效果。实验结果表明:温度为30℃,p H值为4时,吐温40可以很好地抑制20号钢的腐蚀;而且吐温40与硫酸锌、葡萄糖酸钠的复配缓蚀剂具有良好的增效作用。

2-苯基咪唑啉在常见酸洗液中对20#、45#碳钢的缓蚀性能

采用静态失重法研究2-苯基咪唑啉作为缓蚀剂(40℃恒温时)在5%盐酸、5%硫酸及5%硝酸介质中对20#、45#碳钢的缓蚀行为,确定了2-苯基咪唑啉在各种酸性条件下的最佳添加量,并研究了在不同酸性溶液中复合型缓蚀剂2-苯基咪唑啉/KI对20#、45#碳钢材质的缓蚀性能。结果表明2-苯基咪唑啉在上述3种酸性介质中对20#碳钢,45#碳钢均具有一定的缓蚀作用,其中KI成分对2-苯基咪唑啉具有协同缓蚀效果。

含人工穿透裂纹20碳钢管道抗弯矩能力试验研究

完成了全尺寸带穿透裂纹的20碳钢管道抗弯矩能力的试验研究。观察了6个管试样。结果表明,EPRI法可较好地用于预测试样的抗裂纹起始扩展能力。以略大于1的修正系数乘以屈服强度与极限强度之和的1/2作为材料流动强度,Matheck-Morawietz公式可较好预测试样破前极限弯矩。

20号碳钢汽、液相中十八烷基胺成膜效果试验研究

通过测定在高压釜中十八烷基胺在20号碳钢表面成膜的交流阻抗特性 ,验证了十八烷基胺成膜效果最佳的条件。同时得出十八烷基胺在汽相中的成膜效果比在液相中更佳的结论。

SRB对20碳钢在气田采出水中腐蚀行为的影响

为研究气田采出水系统微生物腐蚀机理,提出有效的防腐蚀措施,设计了3组气田采出水静态腐蚀挂片试验(灭菌组、空白组和SRB组)并连续测定各组试样49 d的腐蚀速率;通过测定SRB的生长曲线,并利用电化学测试和表面分析研究了SRB对20碳钢的腐蚀机理。结果显示:SRB的生长区间可分为适应期、对数生长期以及衰亡期;试验钢片浸泡49 d的平均腐蚀速率:灭菌组<空白组<SRB组;SRB在试样表面形成不均匀的生物膜易引发局部腐蚀;生物膜和腐蚀产物膜的形成可在一定程度上阻碍金属与溶液的传质过程,导致腐蚀速率减慢,但其疏松多孔且易脱落使得试样裸露出基体致使20碳钢再次被腐蚀;SRB参与20碳钢的腐蚀过程能产生FeS,SRB加速金属腐蚀是其代谢活动与金属溶解相互作用的结果。

球化20碳钢的损伤与弹性模量的变化

理论分析和实验结果表明,材料弹性模量的变化能够准确而敏感地反映材料早期损伤的程度和本质。由σ～ε曲线测量了球化20碳钢光滑试样拉伸过程中弹性模量的变化,结合钢中一级、二级微空洞的形成,从宏观和微观结合的角度提出了损伤因子D,讨论了不同损伤因子的意义和临界损伤因子D_c的定义,建议用“损伤阻力曲线”和“损伤韧性”表示延性材料的损伤演化过程。