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压力容器2024年第10期:液相流速对X60钢在气液两相塞状流条件下腐蚀性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙云龙;杨贵荣;宋文明;马颖;

单位:兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司;

摘要:针对X60钢管道腐蚀失效,对管道中的腐蚀环境和腐蚀行为进行分析,利用自主设计的模拟CO_2/H_2O气液两相流动态腐蚀实验装置,通过数据统计方法对塞状流的流态特征进行分析,并结合失重法、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段,测试分析了腐蚀表面特征形貌、产物成分。结果表明,随着液相流速增大,腐蚀速率与塞状流液塞所占单元比值、液塞频率和液塞速度呈正相关,多因素之间协同腐蚀作用,加剧了管道腐蚀;在液相流速大于0.083 m/s时,液塞所占单元的比值超过0.4;液相流速为0.110 m/s时,壁面剪切应力相比液相流速为0.055 m/s时提高了34.1%;腐蚀速率随液相流速的变化趋势与液塞在塞状流单元中所占比值的变化趋势一致;腐蚀产物的主要组成相为Fe_2O_3,Fe_3O_4,FeCO_3,γ-FeOOH和α-FeOOH。在相似的塞状流环境中,通过合理降低液相流速,能够有效减小液塞所占单元比值、液塞频率和液塞速度对管壁腐蚀的影响,延长管道服役寿命。

关键词:管线钢;;塞状流;;液相流速;;腐蚀性能

基金资助:国家自然科学基金项目(51765035,51205178);; 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室开放基金课题(ARES-2022-02)