回火温度对2Cr13钢在H2S-CO2环境中腐蚀的影响

为了研究回火温度对2Cr13钢在H2S-CO2环境中腐蚀的影响,首先分析了3种热处理状态下2Cr13钢的显微组织,再利用失重法测试了2Cr13钢在不同回火温度下的腐蚀速率,利用表面形貌法观测了2Cr13钢的腐蚀产物形貌及产物组成,最后利用电化学方法分别测试了3种热处理后2Cr13裸钢和在H2S-CO2环境中腐蚀72 h后试样的动电位极化曲线。结果表明:在正火状态下2Cr13钢的显微组织为富Cr铁素体加粒状未溶碳化物,600,700℃回火处理的显微组织为板条马氏体加碳化物;3种热处理状态下,正火处理的2Cr13钢的耐H2S-CO2腐蚀性能显著;正火处理的2Cr13钢中的游离Cr质量分数高,在H2S-CO2环境中将生成完整、致密的腐蚀产物膜,而回火处理的2Cr13钢中的游离Cr质量分数降低,生成疏松的腐蚀产物膜。

O2-H2S-CO2条件下O2分压对316L钢腐蚀行为的影响规律

油田火驱尾气中存在CO2、H2S和O2 3种腐蚀性气体,且O2分压会在一定范围内变化。目前,鲜有关于O2分压对注气管常用钢316L钢腐蚀行为影响的报道。以316L钢为试材,利用高温高压模拟试验、失重法和扫描电镜等分析技术,研究在O2-H2S-CO2条件下O2分压对316L钢腐蚀行为的影响规律并分析其机理。结果表明:O2-H2S-CO2条件下,316L钢的腐蚀速率和产物膜厚度随O2分压的升高呈先减小再增大的变化规律;钝化膜均由极细的颗粒构成,有Cr和Ni的化合物沉积,有利于提高316L钢的抗腐蚀能力;一定范围内,O2分压升高会促进316L钢发生钝化,提高钝化膜的稳定性;但随O2分压的继续升高,会促进O2与H2S生成S8,更多的S8局部沉积,与H2O反应引起局部酸化,导致钝化膜出现破损点,并形成腐蚀电偶,发生严重的点蚀。

300MW S-CO2一次再热燃煤锅炉炉膛结构设计优化

基于300MW一次再热分流再压缩超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环,优化锅炉受热面布置方式,为解决工质压降大和炉膛管壁温度高问题,对S-CO2锅炉炉膛进行结构设计优化,提出S-CO2锅炉炉膛可采用单炉膛双切圆、垂直管屏的结构布置方式。建立系统性能分析模型并计算了膛侧工质压降和管壁温度并与原始方案进行了比较。结果表明:设计负荷下,优化方案过热气冷壁压降和再热气冷壁压降明显降低。优化后因工质压力损失的减小,从而使系统的发电效率上升、发电标准煤耗降低,在设计负荷下,系统标准发电煤耗减少2.8g/(kW×h)。沿炉膛高度方向,优化方案气冷壁的管外壁最高温度显著低于原始方案,优化方案有更宽的安全裕度,从而保证机组的安全运行。

S-CO2布雷顿循环发电技术发展

S-CO2布雷顿循环发电技术由于效率高、结构紧凑、低噪声等优势,在国外近年来得以快速发展。文章就S-CO2布雷顿循环发电装置的技术特征、发展现状、关键技术、应用前景等进行了综述,对我国未来发展过程中的注意事项提出了建议。

S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。

几何结构对S-CO_(2)离心压缩机热力学性能影响分析

离心压缩机是超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环中的核心部件,其内部结构与流动换热机理复杂,为了研究多种结构对S-CO_(2)离心压缩机性能影响,本文针对某兆瓦级S-CO_(2)离心压缩机进行了一维和三维数值方法模拟。基于该模型采取线性加权和法对压缩机5种不同结构参数变化引起的热力学性能进行了量化研究。结果表明:叶片后弯角和无叶扩压器长度对离心压缩机性能的影响最大,其次是叶片数、分流叶片长度和叶顶间隙;增加叶片数可提高叶轮做功能力和压比,但增加过多会降低效率;0.25~0.75 mm内,随着叶顶间隙增加,离心压缩机的压比和效率降低,最佳分流叶片长度系数为0.74。本文研究结果可为后续S-CO_(2)布雷顿循环系统中离心压缩机设计提供参考。

H_2S-CO_2环境下低铬钢的硫化物应力腐蚀开裂行为

目的评价90SS和90SS-3Cr油管钢在H_2S-CO_2环境下的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为,并分析其断裂机理。方法利用四点弯曲实验和慢应变速率拉伸实验,结合显微组织分析、扫描电子显微镜分析技术,研究90SS和90SS-3Cr两种钢材在H_2S-CO_2环境下的应力腐蚀开裂行为和断口形貌特征。结果 90SS-3Cr钢的显微组织中存在更多的非金属夹杂物。经过720 h四点弯曲实验后,90SS和90SS-3Cr试样表面均未出现宏观及微观裂纹,表现出良好的抗硫化物应力腐蚀开裂能力。在慢应变速率拉伸实验中,当H_2S浓度由0增加至6 mol/L时,90SS-3Cr试样的断后伸长率δ、断面收缩率φ及断裂时间t分别下降了71.6%,69.6%,61.4%,远高于90SS钢的塑性损失(分别下降2.9%,52.5%,10.3%)。断口形貌分析表明,90SS-3Cr钢在较低浓度H_2S时就由塑性断裂向脆性断裂转变。结论随着H_2S浓度的升高,90SS和90SS-3Cr钢的塑性损失增加,抗SSCC能力均下降。相比90SS钢,90SS-3Cr钢对应力腐蚀开裂更为敏感。

16MnR系列材料在油田H_2S-CO_2-Cl^-环境下的耐蚀性

通过应力腐蚀试验及全面腐蚀试验,系统地研究了16MnR系列压力容器用钢在油气田高含H2S-CO2-Cl-环境下的抗腐蚀性能,分析了16MnR系列钢在这种工况条件下作为压力容器用材的适用性。结果表明,16MnR(HIC)母材和焊接接头满足抗硫化物应力开裂(SSC)的基本要求,可以在pH值6以上、50℃以下的介质中任意H2S、CO2和Cl-含量下安全使用,其他16MnR材料对硫化物应力开裂(SSC)和氢诱导开裂(HIC)较敏感。在选材时还应在实际模拟工况条件下进行全浸腐蚀试验,以确定其腐蚀速率。

300系列奥氏体不锈钢在油田H_2S-CO_2-Cl^-环境下耐蚀性研究

通过U型弯曲恒应变应力腐蚀试验、点蚀试验和模拟介质的全面腐蚀试验系统地研究了300系列奥氏体不锈钢材料在油气田高含H2S-CO2-Cl-环境下的腐蚀特性,分析了在该工况条件下奥氏体不锈钢作为压力容器用材的适用性和适用范围。

H_2S-CO_2-Cl^-腐蚀环境单井集输管材选择

塔河油田腐蚀环境为H2S-CO2-Cl-体系,单井集输管道材质以20号钢为主,腐蚀穿孔严重。通过对BX245-1Cr、20号钢两种管材的室内实验和现场应用分析,采用了扫描电镜和激光共聚焦显微镜对BX245-1Cr与20号钢的腐蚀情况进行对比分析。室内实验分析表明,BX245-1Cr材质抗腐蚀能力优于20号钢,均匀腐蚀速率相比降低33.07%,点腐蚀速率相比降低30.05%。现场应用测试分析表明,BX245-1Cr点腐蚀速率明显低于20号钢点腐蚀速率,相比降低35.89%。通过对两种管材经济对比分析,选用管径为76 mm×5 mm的BX245-1Cr管材可节约1.44×104RMB$/km,选用管径为89 mm×5 mm的BX245-1Cr管材可节约1.34×104RMB$/km。

H_2S-CO_2高低分压下高硫高盐介质中BNS管线钢的腐蚀速率

为了掌握H2S-CO2高低分压下高硫高盐强腐蚀介质中钢的腐蚀速率,采用全浸挂片法、XRD测试技术对伊朗北阿油田BNS管线钢在温度、压力、Cl-浓度变化下的腐蚀规律进行了研究。结果表明:在H2S-CO2低分压下,BNS管线钢的腐蚀产物为Ca CO3,随着温度的升高,腐蚀速率先减小后增大,随着压力的增加,腐蚀速率减小,随着Cl-浓度的升高,腐蚀速率升高;在高分压下,腐蚀产物主要为Cl-和Fe CO3混合物,随温度的升高,腐蚀速率减小,Cl-浓度对腐蚀速率的影响较为复杂。

H_2S-CO_2分压对高硫高盐油田地面管线腐蚀规律的影响

通过腐蚀模拟试验,研究了H2S-CO2含量对高硫高盐油田地面管线的腐蚀规律。结果表明,随H2S-CO2总压力升高,X52QS和BNS钢的腐蚀速率均降低,X52QS钢腐蚀速率较BNS钢略高,腐蚀机制为H2S控制,腐蚀产物膜以马基诺矿(FeS1-x)为主。

H_2S-CO_2高低分压下高硫高盐油田16Mn管线钢的腐蚀规律

对高硫高盐油田16 Mn管线钢在H2S-CO2高低分压下不同的温度、压力、Cl-浓度等腐蚀影响因素下进行腐蚀模拟实验。结果表明:在低分压下,腐蚀产物主要为Ca CO3,随着温度的升高,腐蚀速率先减小后增大;随着Cl-浓度的增加,腐蚀速率先增大后减小;随压力的升高,腐蚀速率持续减小。在高分压下,腐蚀产物主要为FexSy和Fe CO3混合物,随着Cl-浓度的增加,腐蚀速率先迅速增大后减小,随着温度的升高,腐蚀速率迅速减小。

S-CO_2布雷顿循环中离心式压缩机研究现状

从小型离心式压缩机运行效率和冷凝影响两方面介绍了国内外机构对S-CO2离心式压缩机研究的现状。指出:采用小型离心式压缩机对布雷顿动力循环系统中压缩机的设计和理论研究进行实验验证仍是最优的方案;应充分利用现有技术深入研究小型离心式压缩机内部流场分布和边界层的影响,为S-CO2离心式压缩机设计与优化提供理论支持。

超级13Cr不锈钢在高CO_(2)/H_(2)S分压比环境中的腐蚀行为

采用高温高压反应釜进行浸泡腐蚀试验,分析了超级13Cr不锈钢在低H_(2)S分压、高CO_(2)分压环境中的腐蚀行为;采用单轴拉伸及三点弯曲试验,分析了该钢的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。结果表明:在低H_(2)S分压、高CO_(2)分压环境中,温度对该钢腐蚀速率及腐蚀形貌的影响最显著;随着温度的上升,钢表面钝化膜逐渐转变为腐蚀产物膜,腐蚀速率呈先上升后缓慢下降的趋势;在高温下,CO_(2)分压对该钢腐蚀速率的影响较为明显,呈先上升后下降的趋势;在高CO_(2)/H_(2)S分压比条件下,H_(2)S分压对该钢腐蚀速率的影响不显著,该钢在24℃下的SSCC敏感性高,在60℃和220℃下SCC敏感性低。

以S-CO_2为底循环工质的燃气联合循环系统优化

建立以超临界CO_2为底循环工质的联合循环系统,对比分析再压缩循环系统、部分加热循环系统、预压缩循环系统的性能参数,计算表明再压缩循环系统的效率最高。以再压缩循环为基础建立再压缩+简单循环和再压缩+部分加热循环模型,功率和效率比再压缩循环都有相应提高。对再压缩+部分加热循环进行性能参数优化,得到最佳运行工况点。

油气田高含H_S、CO_2和Cl^-环境下压力容器腐蚀机理研究进展

系统地分析和研究了在油气田高矿化度采出水和高含硫化氢、二氧化碳、氯离子等环境下的压力容器使用现状,分析了H2S-CO2-Cl-环境下的腐蚀失效机理。

非纯净超临界CO_(2)再压缩布雷顿循环的热力学分析

针对实际超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))发电系统中CO_(2)为非纯净这一问题,以S-CO_(2)再压缩循环为研究对象,基于热力学第一定律建立了再压缩循环的数学模型,纯CO_(2)和非纯净CO_(2)的热物性采用NIST物性数据库,研究了CO_(2)纯度对系统热力学性能的影响。结果表明,在近临界压力区,空气质量分数对密度、焓值的影响较大,远离临界压力区影响较小。主压缩机和透平入口参数对系统热效率影响较大。空气质量分数越大,循环热效率越小。在计算工况内,非纯CO_(2)系统循环热效率较纯CO_(2)系统减小约1~6百分点。研究结果对实际S-CO_(2)循环设计提供一定的理论指导,具有重要的工程意义。

H_2S分压对N80油套管钢CO_2环境下应力腐蚀开裂的影响

利用U形弯试样浸泡试验和电化学技术研究了N80钢在不同H2S分压的CO2环境下的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理。结果表明:N80油套管钢在CO2-H2S环境下存在一定的应力腐蚀敏感性;随H2S分压的升高,N80钢的腐蚀电流和应力腐蚀敏感性都先增大后减小,H2S分压为0.2 MPa时,应力腐蚀敏感性最大;N80钢在CO2-H2S环境下裂纹初期以沿晶开裂(IGSCC)为主,随裂纹扩展转变为沿晶开裂与穿晶开裂混合(TGSCC)的扩展模式,SCC机制为阳极溶解(AD)与氢脆(HE)协同机制。

镍基合金G3在高含H_2S和CO_2环境中的腐蚀行为

采用高温高压模拟腐蚀试验、动电位扫描技术和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段研究了镍基合金G3在高含H2S和CO2腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明,在高温高压(90℃,32 MPa,pH2S为3.4 MPa,体积分数10.49%,pCO2为3.3MPa,体积分数为10.41%)的模拟气田采出液中,镍基合金G3发生了明显腐蚀,腐蚀产物由片状晶粒构成;在含50%H2S气田采出水中加入CO2促进了合金的腐蚀,当CO2的体积分数进一步提高到50%,合金点蚀敏感性下降;在50%H2S和50%CO2环境中,Cl-提高了合金点蚀敏感性,同时高浓度Cl-破坏了合金钝化膜自修复能力,G3在该腐蚀环境中形成的钝化膜由Cr2S3,Cr2O3,FeS,Fe2O3,Ni(OH)2和MoO3等组成。随着使用环境条件的恶化,合金钝化膜遭到破坏,腐蚀加速。