CCUS全尺寸腐蚀模拟试验技术与应用

CO_(2)腐蚀是制约CO_(2)驱油与埋存试验的关键问题,其中温度、压力、CO_(2)相气液多相流是影响腐蚀的主要因素。根据CO_(2)驱现场实际,综合考虑影响CO_(2)驱腐蚀的各个因素,以及室内高温高压釜与矿场实际流体的流速、流态有明显差异性,为真实模拟地面注水、集输及注采井筒CO_(2)腐蚀环境,准确研究和评价CO_(2)腐蚀规律,研发形成国内首套CCUS全尺寸腐蚀模拟中试试验装置,实现了水平和垂直管流速环境下CO_(2)腐蚀规律、材料腐蚀行为、缓蚀剂应用效果等综合腐蚀的试验评价。通过CO_(2)中试模拟试验数据与软件预测、室内实验、矿场腐蚀监测等数据对比分析发现,CO_(2)中试模拟试验数据与矿场腐蚀监测数据更为接近,可模拟CO_(2)驱注采集输系统腐蚀工况,实现垂直管流与水平管流动态腐蚀模拟。试验筛选出了经济可行的材质及药剂体系,确定适合现场使用的防腐药剂浓度和加药周期,有效指导了CO_(2)驱油与埋存工程防腐工艺。

硅各向异性腐蚀模拟的3-D连续CA模型研究

针对硅的各向异性腐蚀,直接采用硅的晶格结构作为CA(元胞自动机)的晶格结构,建立了硅各向异性腐蚀的3 D连续CA模型。模型通过引入更多腐蚀过程中出现的晶面,使得腐蚀过程中表层元胞边界条件的确定只与表层元胞有关,提高了模拟的精度。通过对模似结果的理论分析及将模拟的三维输出结果与已有实验结果进行对比,验证了模型的模拟效果。

考虑高指数晶面的体硅腐蚀模拟新CA模型

针对目前体硅腐蚀(硅各向异性腐蚀)的3DCA模型无法引入(211),(311),(331),(411)等较多高密勒指数晶面,模拟精度不高的问题,建立了一种高精度的体硅腐蚀模拟的新3D连续CA(元胞自动机)模型.模型可以有效引入(211),(311),(331),(411)等高密勒指数晶面,提高模拟精度.模拟结果与实验结果一致,证明了模型的模拟效果,对体硅腐蚀模拟研究和提高MEMS设计水平具有一定的实用意义.

吉林油田矿场条件下CO_2腐蚀模拟装置的建立及实验研究

目的建立一种全尺寸腐蚀模拟放大试验装置。方法针对CO2驱油现场的实际情况,综合考虑影响CO2驱油腐蚀的各个因素,设计并研制更有效的高温高压CO2腐蚀模拟试验装置。对该装置开展模拟CO2腐蚀环境下,多种材料腐蚀特征及缓蚀剂防腐性能的实验研究,并将评价数据与室内高压釜实验、现场腐蚀监测的数据进行对比分析。结果该装置可实现液态CO2流量0~0.9 m3/h、温度-25~120℃、最高压力32 MPa下各种矿场腐蚀环境的模拟,能够模拟常规室内研究设备无法模拟的低温-高温高压条件下的多相流动状态,与现场流态更为接近,模拟结果可有效指导CO2驱油与埋存工程防腐工艺的制定。结论表面矿场条件下的CO2腐蚀模拟数据接近矿场实际腐蚀监测数据,实现了井筒、地面设备管道材料和防腐工艺技术的矿场模拟评价。

LC4CS铝合金大气腐蚀模拟加速实验方法的研究

采用周期降雨模式的加速腐蚀方法对LC4铝合金进行试验,通过正交试验分析干燥时间、降雨时间、润湿时间、相对湿度、去极化剂、加速剂、人造雨水pH值等7项因子对试验模拟性和加速性的影响规律,得出优化的试验控制参数:人造雨水成分为0.05%NaNO3+0.8%Na2S2O8+4%NaCl,pH为4;单循环时间30 min;单循环中干燥时间2 min;单循环中降雨时间30 s;保湿阶段相对湿度70%.

木质素磺酸钙对模拟混凝土孔隙腐蚀液中碳钢阻锈作用

钢筋混凝土结构常因钢筋锈蚀而导致过早破坏,加入阻锈剂可以有效抑制钢筋锈蚀,提高钢筋混凝土结构耐久性。在模拟混凝土孔隙腐蚀液中加入不同浓度的木质素磺酸钙,通过开路电位、交流阻抗谱和动电位极化曲线研究其对碳钢的阻锈作用与机理。结果表明:在3.5%Na Cl、p H为12.5的腐蚀液中,木质素磺酸钙可提高开路电位、增大电荷转移电阻以及减小腐蚀电流密度,从而起到阻锈作用。同时,木质素磺酸钙在碳钢表面能够与氯离子竞争吸附,保护钝化膜,抑制腐蚀发展。

铝合金微电偶腐蚀机理与数值模拟研究进展

综述了铝合金微电偶腐蚀在机理研究和数值模拟两方面的研究进展,针对独立微电偶的腐蚀机理表征、多元微电偶空间随机分布相互作用规律、结构/载荷因素与铝合金微电偶腐蚀驱动力间的竞争机制等3个方面进行了展望,期望为铝合金微电偶腐蚀研究提供方向参考。

南海某铁离子超标天然气管道腐蚀治理措施研究

南海某天然气管道自2022年上半年开始,在段塞流捕集器和生产分离器水相出口处Fe^(2+)、总铁含量大幅升高,为确定该海管铁离子超标的原因,本文通过工艺系统排查、腐蚀监检测数据分析、腐蚀模拟等手段开展研究,并提出腐蚀治理措施。

渤海某注水海管内腐蚀机理研究

渤海某注水管线2020年内检测结果显示,该海管存在107093处内损伤,最大损伤深度60.1%,严重影响了该海管的安全运行。为进一步确定该海管的腐蚀机理,本文通过生产组分分析、垢样分析、化学药剂分析、腐蚀模拟分析等手段开展研究,最终确定该海管内腐蚀机理。

Super 304H钢在模拟烟气腐蚀环境中持久性能与组织演变研究

奥氏体钢在锅炉关键部位服役过程中面临烟气/煤灰腐蚀+应力协同作用的挑战,存在一定的安全隐患。在静态空气及烟气/煤灰腐蚀环境下,通过模拟实验台对Super 304H钢进行温度为650℃、应力为200~300 MPa的持久实验,研究腐蚀环境对其持久性能及组织演变的影响。结果表明:相较于空气环境,腐蚀条件下Super 304H钢持久寿命下降幅度可达83%,且随着持久应力的降低合金寿命下降更明显;烟气/煤灰腐蚀导致合金表面连续的腐蚀产物出现开裂、剥落,基体发生内硫化,在拉应力的共同作用下试样内部出现沿晶开裂等蠕变损伤;基体表面由于合金元素的损失,在高温下发生再结晶,并在实验结束后发生马氏体转变,腐蚀-应力环境中合金表面腐蚀产物的开裂、剥落,内硫化物的形成,表层再结晶细晶区的增厚和晶界损伤的加剧共同促进了Super 304H钢的持久断裂。烟气/煤灰腐蚀环境通过影响Super 304H钢腐蚀过程,恶化合金基体组织影响其持久性能。

用3D动态元胞自动机模型模拟硅的各向异性腐蚀过程

建立了硅各向异性腐蚀的3D动态元胞自动机模型,模拟过程中表层元胞边界条件的确定只与表层元胞有关,简化了表层元胞边界条件的确定过程.此外,腐蚀模拟过程中只需要计算与腐蚀液接触的表面元胞的腐蚀过程,提高了模拟计算的速度.采用不同的掩模图形,模拟了硅的各向异性腐蚀过程,通过对模拟结果的理论分析及将模拟的三维输出结果与已有实验结果进行对比,验证了模型的模拟效果.

元胞自动机方法模拟硅的各向异性腐蚀研究

随着计算机运算速度的提高及M EM S结构变得日渐复杂,元胞自动机(CA)方法逐渐在M EM S CAD方面显出优势。针对硅的各向异性腐蚀模拟,首先建立硅衬底表面元胞的腐蚀过程二维CA模型,然后推广为三维CA模型,从而建立了硅的各向异性腐蚀的连续CA模型。已有实验结果和理论分析证明了模型的效果。

模拟油田污水中主要成份对A3钢腐蚀的影响

采用静态挂片失重、电导率测量、pH测量、氧含量测定等方法研究了模拟油田污水中的主要成份 (Cl-、Ca2 + 、O2 、HCO-3 )对A3钢腐蚀的影响并对腐蚀的原因做出了分析。在静态敞开体系中 ,当Ca2 + 、O2 、HCO-3 、Mg2 + 、SO2 -4 等离子的浓度一定 ,Cl-≤ 2 0 0 0mg L时 ,碳钢的腐蚀速率随介质中Cl-浓度增大而呈现上升趋势 ;当Cl-浓度超过此浓度后 ,A3钢的腐蚀速率随介质中Cl-浓度增大而下降。无论在高Cl-的介质中 ,还是在低Cl-的介质中 ,当Ca2 + ≤ 110mg L时 ,Ca2 + 离子的加入都会在一定程度上促进A3钢的腐蚀。

环烷酸腐蚀动态模拟实验研究

通过环烷酸动态腐蚀模拟装置，研究了动态高温条件下流速和酸值变化对腐蚀的影响。结果表明：舍有Mo的316L、317L耐环烷酸冲刷腐蚀性能明显优于304L和16MnR，流速30m／s，温度300℃，304L不锈钢存在发生腐蚀速率突变的临界酸值，酸值（以KOH计）在2．5—4．3mg/g之间。在酸值8．3mg／g，300℃条件下，16MnR发生腐蚀速率急剧变化的临界流速≤10m／s，304L不锈钢的临界流速应在10～30rn／s之间。

金属大气暴露与模拟加速腐蚀结果相关性探讨

阐述了金属大气暴露腐蚀试验与模拟加速腐蚀试验2种腐蚀试验结果的相关性,具体介绍了相关性的评价原则和常见的评价方法,并提出了现阶段相关性评价中尚存在的问题,探讨了相关性研究的发展趋势和重要意义。

油田采出水腐蚀性动态模拟试验研究

介绍了一套腐蚀管路动态模拟试验系统,利用该系统较深入地研究了各种介质条件(温度、流速、矿化度、溶解氧含量)对油田采出水腐蚀性的影响。指出对于封闭集输系统,油田采出水腐蚀性较强的条件是较高温度、较高流速及较高矿化度;溶解氧含量的增加会显著加剧油田采出水的腐蚀性。

模拟酸雨腐蚀下方钢管混凝土抗震性能研究

为研究酸雨锈蚀对方钢管混凝土柱抗震性能的影响,设计并制作12根方钢管混凝土试件,按照试验方案将9根试件放入模拟酸雨溶液中浸泡,同时通电加速腐蚀,对全部试件进行低周往复荷载试验。观察试件的最终破坏形态,讨论腐蚀水平及轴压比对试件抗震性能的影响,并与相关规范计算出的低周往复荷载下试件压弯承载力对比。结果表明:试件均在焊缝开裂后迅速破坏;随着锈蚀率升高,滞回曲线由饱满变为梭形,试件的轴向承载力下降,骨架曲线有明显的降低趋势,延性系数下降,耗能能力降低;试件的耗能能力与轴向承载力均随着轴压比的增加而减小;本文试验结果与《钢管混凝土结构技术规范》和江西省规范预测结果均吻合良好,《钢管混凝土结构技术规范》偏于保守。

X65管线钢在模拟土壤中的腐蚀行为

以华南某地酸性土壤为参考土壤体系,采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,应用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等系统研究了X65管线钢在模拟土壤腐蚀环境介质中埋地腐蚀不同周期的腐蚀行为。结果表明:在该模拟土壤环境中X65管线钢表面腐蚀形貌由不均匀的点蚀发展为较为均匀的全面腐蚀,电化学极化曲线表现为阳极活化控制,自腐蚀电位出现正移,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3等组成。

汽车用镀锌钢/铝合金搭接件腐蚀的模拟分析

以汽车常用的CR330Y590T-DP GI50/50镀锌钢板和AA6016 T4铝合金板的搭接件为研究对象,应用腐蚀模拟软件对钢/铝搭接件进行电化学腐蚀模拟,并对其进行循环盐雾试验。通过对比外观形貌和腐蚀深度的模拟结果和试验结果分析了模型计算的可靠性。结果表明,腐蚀模拟结果与试验结果能够较好地吻合,这说明腐蚀模拟软件能在一定程度上模拟镀锌钢和铝合金的贴合面缝隙腐蚀情况。

医用Mg-Zn-Ca-Mn合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为

利用真空感应熔炼,采用金属模浇铸制备了Mg(100-x-y-z)-Znx-Cay-Mnz四元合金。使用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪对合金进行分析和表征。探讨了合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为。结果表明,Ca、Zn及Mn原子的复合加入可显著细化合金的铸态显微组织;镁合金的腐蚀发生于晶粒内部,至晶界处终止;当加入2.0%的Zn和0.5%的Ca时,铸态合金的抗腐蚀性能最佳(平均腐蚀速率为0.77mm/a);当Zn、Ca含量均大于1%时,固溶时效态合金的腐蚀速率下降为铸态的1/2～1/4,表现出优异的耐蚀性;固溶时效处理可有效减少Mg2Ca相的体积分数,改善其分布,提高合金的耐蚀性能。