高温高压水环境中腐蚀产物膜的研究现状
高压环境下金属腐蚀机理探究
高压环境下金属腐蚀机理探究高压环境下金属腐蚀机理探究引言金属腐蚀是指金属在与外界介质相互作用时，发生一系列化学或电化学反应而导致金属表面受损的现象。
在高压环境下，金属腐蚀是一个重要而复杂的问题，其机理的解析对于确保设备和结构的安全运行至关重要。
本文旨在探究高压环境下金属腐蚀的机理，并介绍一些常见的抑制腐蚀的方法。
一、高压环境下金属腐蚀的机理1. 压力效应高压环境下，介质中溶解的氧气、水和一些酸性或碱性物质更容易与金属表面发生反应，从而加速腐蚀过程。
一方面，高压会增加氧气和水的溶解度，使其更易渗透到金属表面并与金属发生反应；另一方面，高压还会增加液态介质中氧气和其他腐蚀物质的活性，从而使金属更容易受到腐蚀的侵害。
2. 强腐蚀介质的存在在某些高压环境中，存在一些强腐蚀介质，如酸性溶液、强氧化剂等。
这些介质能够迅速氧化金属表面，并在短时间内形成大量的腐蚀产物，加速金属的腐蚀速率。
3. 应力腐蚀高压环境下，金属内部的应力会受到增大，而金属表面又常常存在裂纹或缺陷等缺陷，在高压下，这些缺陷处的应力会进一步增大，从而促进金属的腐蚀。
此外，高压环境下金属之间的相互摩擦、挤压等作用也会导致金属表面的腐蚀。
二、高压环境下金属腐蚀的抑制方法1. 选择合适的金属材料在高压环境下，选择合适的金属材料是防止金属腐蚀的首要措施。
一般来说，具有优异耐蚀性的不锈钢是高压环境中的首选材料。
此外，还可以通过金属合金的选择来提高金属的抗腐蚀性能。
2. 表面处理通过表面处理可以形成一层保护性的膜或涂层，以防止金属与外界介质直接接触。
常用的表面处理方法包括：电镀、喷涂、镀膜等。
这些处理方法可以在金属表面形成一层致密、均匀的保护膜，起到抵御腐蚀介质侵害的作用。
3. 添加缓蚀剂在高压环境中，添加适量的缓蚀剂可以有效降低金属的腐蚀速率。
缓蚀剂能够在金属表面形成一层保护膜，阻止金属与腐蚀介质接触，从而起到抑制腐蚀的效果。
常见的缓蚀剂包括有机缓蚀剂、无机缓蚀剂等。
高温高压环境下13Cr不锈钢的腐蚀性能
高温高压环境下13Cr不锈钢的腐蚀性能牛坤;赵国仙;张国超;蔡文婷【摘要】采用高温高压釜研究了110钢级13Cr不锈钢在模拟油气田腐蚀环境气、液相条件下的腐蚀行为,利用SEM、XRD及EDS等对表面腐蚀产物形貌及成分进行了分析。
结果表明,气、液两相环境下,13Cr材料腐蚀速率均随温度的升高而在150℃左右达到最大值,且气相腐蚀速率均大于液相。
液相环境中13Cr钢主要发生均匀腐蚀,局部腐蚀较为轻微,气相则主要发生点蚀;气、液两相条件下材料的点蚀速率均大于均匀腐蚀速率。
13Cr不锈钢在两相条件下的腐蚀产物膜的主要成分为Fe-Cr化合物;元素Cr主要以Cr2O3的形式存在于腐蚀产物膜中。
%The corrosion behaviors of 13Cr stainless steel of 110 steel grade,13Cr110,were studied by high temperature and high pressure corrosion tests in gas and liquid states of simulated oilfield corrosion environments.The corrosion product scale was analyzed by scanning electron microscopy,energy dispersive X-ray spectrometer,X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy.The results show that the corrosion rate of the materials increased with increasing the temperature and reached their maximum values in both gas-plase and liquid phase;The corrosion rate in gas was greater than in liquid.The corrosion mode of 13Cr110 steel in liquid was mainly uniform corrosion and a little localized corrosion,in the gas was mainly pitting.Pitting corrosion rate of materials was greater than the uniform rate was in both gas phase and liquid phase.The main composition of corrosion scale of 13Cr110 stainless was Fe-Crcompound;Element Cr was mainly in the form of Cr2O3 in the corrosion product scale.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】4页(P407-410)【关键词】110钢级;13Cr不锈钢;均匀腐蚀;点蚀【作者】牛坤;赵国仙;张国超;蔡文婷【作者单位】西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065;西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065;西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065;西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065【正文语种】中文【中图分类】TG172.82近几年来随着油气田开发的深井超深井越来越多，井下油管柱所面临的腐蚀环境越来越苛刻，对油管柱的耐蚀性也提出了更高的要求。
涂层材料在高温环境下的性能分析与优化
涂层材料在高温环境下的性能分析与优化随着工业技术的不断发展，高温环境下的工作条件也日益普遍。
因此，对于材料在高温环境下的性能分析与优化变得尤为重要。
涂层材料作为一种重要的材料形式，广泛应用于高温工作环境中，其性能优化具有一定的挑战性。
在分析涂层材料在高温环境下的性能时，首先需要关注其耐热性能。
高温环境下，材料可能会受到热膨胀、热变形等因素的影响，导致性能下降甚至失效。
因此，涂层材料的耐热性能是优化的关键。
科学家们通过研究材料的热膨胀系数、热导率以及热稳定性等参数，以期找到最适合高温环境下使用的涂层材料。
进一步，涂层材料的化学稳定性也是需要考虑的因素。
在高温环境下，涂层材料可能会与周围环境发生反应，导致材料的化学性质发生变化，进而影响涂层的性能。
因此，在设计涂层材料时，需要考虑其在高温环境下的化学稳定性，并选择具有良好抗氧化和耐腐蚀性能的材料。
此外，涂层材料的机械性能在高温环境下也需要得到保证。
高温环境下，涂层可能会受到应力、振动等因素的影响，导致材料的破坏。
因此，在设计涂层材料时，需考虑其强度、韧性以及抗疲劳性等机械性能指标。
科学家们通过研究涂层材料的材质结构、加工工艺以及纳米材料的引入等方式，来提高涂层材料在高温环境下的机械性能。
优化涂层材料的性能，不仅需要从材料的角度出发，还需要考虑涂层的结构设计。
例如，合理设计多层涂层结构，能够增加涂层的耐热和抗氧化能力。
同时，利用多相相互作用原理，合理选择涂层材料的配比，可以实现涂层材料的强度和稳定性的平衡。
另外，通过表面改性等技术手段，可以改善涂层材料的抗磨损性能，提高其在高温环境下的使用寿命。
除了涂层材料的性能分析与优化，涂层应用技术的发展也是提高涂层材料性能的重要途径。
目前，越来越多的先进技术得到应用，如物理气相沉积、电化学沉积等，不仅可以提高涂层材料的成膜质量，还能够控制涂层材料的内部结构和成分分布，进一步改善性能。
综上所述，涂层材料在高温环境下的性能分析与优化具有一定的挑战性。
《2024年膜技术在工业废水处理中的应用研究进展》范文
《膜技术在工业废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，工业废水处理成为环境保护和可持续发展的关键问题。
传统的废水处理方法在处理复杂、高浓度的工业废水时，往往存在效率低、效果差等问题。
近年来，膜技术作为一种新型的分离技术，在工业废水处理领域得到了广泛应用。
本文旨在研究膜技术在工业废水处理中的应用及其进展。
二、膜技术概述膜技术是一种基于物理、化学或机械手段，利用半透膜实现物质分离的技术。
膜技术的核心是利用膜的选透性，通过不同孔径的膜对废水中的物质进行选择性分离和去除。
常见的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
三、膜技术在工业废水处理中的应用1. 微滤在工业废水处理中的应用：微滤主要去除废水中的悬浮物、胶体等大分子物质，如重金属、悬浮颗粒等。
其孔径一般在微米级别，可有效去除废水中的杂质，为后续处理提供便利。
2. 超滤在工业废水处理中的应用：超滤的孔径介于微滤和纳滤之间，可有效去除废水中的有机物、病毒、细菌等。
在染料、制药等行业的废水处理中，超滤技术得到了广泛应用。
3. 纳滤和反渗透在工业废水处理中的应用：纳滤和反渗透的孔径较小，主要用于去除离子态物质、溶解性有机物等。
在电镀、化工等行业的废水处理中，纳滤和反渗透技术发挥着重要作用。
四、膜技术在工业废水处理中的研究进展1. 膜材料的研究：为了提高膜的性能，研究者们开发了各种新型膜材料，如无机膜材料、复合膜材料等。
这些新材料具有更高的抗污染性能、更长的使用寿命和更好的分离效果。
2. 膜工艺的优化：针对不同行业、不同特性的废水，研究者们不断优化膜工艺，如复合膜的组合方式、运行参数等。
这些优化措施提高了处理效率，降低了运行成本。
3. 膜技术的应用研究：随着对膜技术研究的深入，其在工业废水处理中的应用范围不断扩大。
例如，将膜技术与生物反应器结合，形成膜生物反应器（MBR），在污水处理中取得了良好的效果。
五、结论膜技术在工业废水处理中发挥着越来越重要的作用。
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究
高温高压条件下的腐蚀机理与防护技术研究在工业生产过程中，涉及到腐蚀的问题是不可避免的。
特别是在高温高压条件下，腐蚀现象更加明显，因此相关领域对于高温高压腐蚀机理与防护技术的研究一直是热门问题之一。
一、高温高压腐蚀状况在高温高压的气体、液体环境中，金属材料很容易出现腐蚀现象。
这是因为在高温下，金属表面的化学反应速率会提高，易于发生氧化、硫化、氯化等化学反应。
此外，在高压下，化学物质之间的反应容易发生，加速金属材料的腐蚀，特别是在酸性、碱性状况下，腐蚀更加明显。
所以，一些要求环境温度高、压力大、强腐蚀性的生产过程中，特别是化工、锅炉、轨道交通领域必须在腐蚀的基础上进行材料选择和防护管理。
二、腐蚀机理我们需要了解腐蚀机理，才能更好地采取措施对高温高压环境下的金属材料进行防腐和防护。
腐蚀包括化学腐蚀、电化学腐蚀、冲蚀腐蚀几种形式，各种腐蚀在高温高压环境下发生的机理不同。
其中化学腐蚀是指在化学试剂作用下发生的腐蚀，化学腐蚀可以分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种类型。
而电化学腐蚀，主要是由金属材料在化学反应中发生电化学反应，形成负极和正极。
当电化学反应的速度大于金属的防护能力时，就会发生电化学腐蚀现象。
冲蚀腐蚀是由于流体中液流的冲击效应导致的金属表面剥蚀现象。
在高压下，冲击力会变大，这会使液流的速度较大，形成节点和环的不稳定流场现象，从而形成冲蚀腐蚀。
三、防腐技术在高温高压环境下，采用不同的金属材料进行防腐防护是一种常见的手段。
1. 选择正确的材料在高温高压腐蚀条件下，合金材料相对于纯金属具有较好的抗腐蚀性能。
合金材料中经常加入耐腐蚀的金属元素，如钨、钼、铬等，这些元素可以显著提高材料的抗腐蚀性能。
此外，还可以采用多层复合材料进行防护。
多种金属材料复合在一起，可以形成一种更为抗腐蚀性能的复合材料，具有更高的强度和韧性。
2. 防蚀涂层在高温高压腐蚀环境下，涂层是非常必要的一种防护手段。
涂层的作用是形成一层高污染度的保护层，以减缓化学物质的侵蚀速度。
关于水处理膜技术发展现状探讨
关于水处理膜技术发展现状探讨水处理膜技术是一种通过将水通过膜进行过滤和分离的技术，广泛应用于污水处理、饮用水净化、海水淡化以及工业生产中的水处理等领域。
随着人们对水资源的需求不断增加，水处理膜技术也得到了越来越多的关注和重视。
本文将就水处理膜技术的发展现状进行探讨，分析其存在的问题和未来的发展方向。
一、水处理膜技术的发展历程水处理膜技术最早可以追溯到上世纪60年代，当时主要应用于海水淡化和废水处理的领域。
随着材料科学、化工工程和环境工程的发展，水处理膜技术逐渐得到了改进和完善。
1990年以后，随着聚合物膜、陶瓷膜和金属膜等新型膜材料的涌现，水处理膜技术迎来了快速发展的时期。
目前，水处理膜技术已经成为水处理领域的主流技术之一，应用广泛，技术含量和市场前景都非常可观。
1. 技术水平不断提高近年来，水处理膜技术在膜材料、膜结构、膜模块、膜系统等方面的研究取得了显著成果，膜的通量、分离效率和寿命等性能不断提高，使得水处理膜技术能够更加高效地实现对水的净化和处理。
2. 应用领域不断拓展水处理膜技术已经逐渐渗透到污水处理、饮用水净化、海水淡化、工业废水处理、医药和化工生产中的水处理等领域。
尤其在城市供水和工业生产中的水资源利用中得到了广泛应用，成为提高水资源利用效率和保护水资源的重要技术手段。
3. 市场需求不断增加随着人们对水质的要求不断提高，以及水资源的日益紧缺，水处理膜技术的市场需求不断增加。
尤其在中国和发展中国家，水处理膜技术具有巨大的市场潜力，有望成为未来水处理技术市场的主导技术。
三、水处理膜技术存在的问题和挑战1. 能耗问题水处理膜技术在运行过程中需要消耗大量能源，尤其是在高压逆渗透膜应用中，能耗较高。
如何降低水处理膜技术的能耗，成为了目前水处理膜技术面临的一个重要问题。
2. 膜污染问题膜污染是水处理膜技术中一个严重的问题，会影响膜的通量和寿命，甚至导致膜的失效。
目前，如何有效地预防和清洗膜污染成为了水处理膜技术研究的重点之一。
关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究
关于循环水腐蚀问题的初步探讨与研究循环水腐蚀是指在循环水系统中，由于水中的各种化学物质和微生物的作用，导致管道、设备等金属材料发生腐蚀现象。
这种腐蚀现象不仅会损坏设备，增加维修和更换的成本，还会降低设备的使用寿命，对生产和环境造成不良影响。
对循环水腐蚀问题进行研究和探讨，对于工业生产和环境保护具有重要意义。
循环水腐蚀的主要原因可以归纳为以下几个方面：1. 水中的溶解氧和二氧化碳：溶解氧和二氧化碳在水中能够形成一定的酸性环境，从而导致金属材料发生腐蚀。
尤其是在高温和高压条件下，溶解氧和二氧化碳的腐蚀作用更加显著。
2. 微生物腐蚀：循环水中存在着各种微生物，其中一些微生物能够产生酸性物质，对金属材料造成腐蚀。
微生物结膜和结垢也会对设备产生不良影响，加剧腐蚀现象。
3. 水中的杂质：水中含有的硬度物质、有机物和其他杂质会与金属发生反应，形成沉积物和腐蚀产物，进而导致腐蚀。
1. 控制水中的溶解氧和二氧化碳含量：通过适当的加热和通气措施，可以降低水中氧和二氧化碳含量，从而减轻腐蚀作用。
2. 微生物控制：定期清洗和消毒循环水系统，加入适量的杀菌剂或生物控制剂，防止微生物的滋生和繁殖。
3. 定期清洗和除垢：定期对循环水系统进行清洗和除垢处理，以去除管道和设备中的沉积物和污垢，减轻腐蚀的发生。
4. 选择合适的金属材料：在设计和选购设备时，要选择能够抵抗循环水腐蚀的合适金属材料，如不锈钢、合金钢等。
5. 监测和控制水质：定期对循环水的水质进行监测，及时调整和控制水的化学成分，保持良好的水质状态，以减少腐蚀的发生。
循环水腐蚀问题是一个复杂的系统工程，需要综合考虑水质、微生物、金属材料等多个因素。
只有通过科学研究和实践探索，制定科学的控制措施，才能有效地解决循环水腐蚀问题，提高设备的运行效率和使用寿命，保护生产和环境的安全。
高温高压水中镍基合金表面氧化膜的原位表面增强型拉曼光谱
高温高压水中镍基合金表面氧化膜的原位表面增强型拉曼光谱汪峰;Thomas M.Devine【摘要】采用表面增强型拉曼光谱方法原位研究了镍基合金在高温高压水环境中的腐蚀行为及其表面生成氧化膜.Ni-5Cr-8Fe表面氧化膜的拉曼光谱存在三个拉曼峰,位于540 cm-1,610 cm-1和670 cm-1.610 cm-1峰的出现表明了氧化膜中存在Cr2 O3.540 cm-1峰则说明氧化膜中含有Cr2 O3或NiO或两者的混合物.670 cm-1峰对应于FeCr2O4尖晶石的生成.Ni-10Cr-8Fe的表面氧化膜由Cr2 O3、FeCr2O4构成,可能含有一定的NiO.Ni-10Cr和Ni-20Cr的表面氧化膜主要为Cr2 O3,没有发现尖晶石相的存在.随着合金中铬含量的增加,表面氧化膜中Cr2O3的含量增加,NiO成分减少.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2015(036)003【总页数】6页(P300-305)【关键词】高温高压水;镍基合金;表面氧化膜;原位表面增强型拉曼光谱【作者】汪峰;Thomas M.Devine【作者单位】国核(北京)科学技术研究院核电燃料与材料研究所,北京100029;国家能源核级锆材研发中心,北京100029;加州大学伯克利分校材料科学与工程系,CA94720,美国【正文语种】中文【中图分类】TG172.82镍基合金在压水堆一回路中有着广泛应用[1-2]。
高温高压水环境条件下材料表面生成了氧化膜。
镍基合金的抗腐蚀能力与其表面氧化膜性质有密切关系[3]。
研究表明，表面氧化膜与蒸汽发生器传热管发生应力腐蚀开裂的敏感性之间存在着内在关联性[4-5]。
通过镍基合金表面氧化膜的研究，可以澄清材料腐蚀失效的热力学与动力学机制，从根本上提高核电材料的抗腐蚀能力。
在多数情况下，镍基合金的表面氧化膜呈现多层结构，内层为富铬层，外层为富镍或富铁层[6]。
氧化膜的化学组份以及膜的质量好坏对镍基合金的耐腐蚀性有重要影响。
P110钢冲刷腐蚀预测模型的构建及其机理研究
P110钢冲刷腐蚀预测模型的构建及其机理研究马文祺;王勤英;宋宇辉;符昌友;张兴寿;罗晓芳;西宇辰;董立谨;张华礼;张智【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2024(53)10【摘要】目的探究高温高压环境下P110钢在不同冲刷速度和角度下的腐蚀行为规律,揭示其冲刷腐蚀机理,建立腐蚀预测模型,以期指导油气田材料腐蚀防护与腐蚀预测。
方法采用电化学工作站和高温高压反应釜,开展高温高压冲刷腐蚀实验。
采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对冲刷腐蚀前后材料的微观组织结构、化学成分及物相进行表征。
此外,通过调研文献数据,基于随机森林(Random Forest,RF)算法构建了P110钢的冲刷腐蚀预测模型,并开展了预测准确性研究。
结果在3m/s的冲刷速度下,随着冲刷角度的增加,自腐蚀电流密度由30°的2.19×10^(-4)A/cm^(2)降低到90°的1.449×10^(-4)A/cm^(2)。
在30°的冲刷角下,随着冲刷速度的增加,自腐蚀电流密度由0m/s的6.30×10^(-5)A/cm^(2)增加到3 m/s的2.19×10^(-4)A/cm^(2)。
腐蚀产物具有双层膜结构,外层主要由FeCO_(3)组成,内层主要为Fe_(2)O_(3)。
腐蚀预测模型分析结果表明:温度对P110钢的腐蚀速率影响程度最大,其次是CO_(2)和冲刷速度。
结论在高温高压环境下,P110钢能够产生Fe_(2)O_(3)和FeCO_(3)的双层腐蚀产物膜,随着冲刷速度的增加和角度的降低,腐蚀产物膜完整性破坏,腐蚀加剧。
腐蚀预测模型具有良好的性能,能够有效预测腐蚀速率。
【总页数】14页(P110-123)【作者】马文祺;王勤英;宋宇辉;符昌友;张兴寿;罗晓芳;西宇辰;董立谨;张华礼;张智【作者单位】西南石油大学新能源与材料学院;西南石油大学石油与天然气工程学院;中国石油西南油气田公司工程技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.P110钢抗冲刷腐蚀行为研究2.P110套管钢在饱和盐水中的腐蚀机理研究3.砂粒和氯离子对P110钢冲刷与腐蚀性能的影响4.P110钢在含Cl-介质中的冲刷与腐蚀行为研究5.P110与P110S钢在套管环空液中的腐蚀行为研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高温高压水中新锆合金表面氧化膜的原位拉曼光谱研究
高温高压水中新锆合金表面氧化膜的原位拉曼光谱研究汪峰【摘要】利用已建立的高温高压循环水腐蚀试验系统、原位观察高压釜以及拉曼光谱表征系统,针对SZA-4、SZA-6、ZIRLO等合金开展了腐蚀试验以及原位拉曼光谱测量,腐蚀试验溶液为含1200 mg/L H 3 BO 3+2 mg/L LiOH的水溶液.结果表明:三种合金的拉曼光谱峰分别位于350,390,486,644,700,750,770 cm-1附近,且分别来自于锆合金表面生成的氧化物立方相二氧化锆(c-ZrO 2)、四方相二氧化锆(t-ZrO 2)、单斜相二氧化锆(m-ZrO 2)以及非晶氧化物.三种合金表面氧化膜中出现m-ZrO 2的时间有所不同,ZIRLO合金的最早,SZA-6合金的次之,SZA-4合金表面氧化膜中最晚出现m-ZrO 2.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2019(040)007【总页数】6页(P469-473,506)【关键词】新锆合金;原位拉曼光谱;高温高压水;表面氧化膜【作者】汪峰【作者单位】国家电投集团科学技术研究院核燃料与材料研究所,北京 102209;国家能源核级锆材研发中心,北京 102209【正文语种】中文【中图分类】TG174锆合金材料具有中子吸收截面小、辐照稳定性好等优点，是压水堆核电站应用的关键材料之一。
当其与高温高压水发生反应，表面会生成一层氧化膜[1]。
锆合金的增重动力学一般分为两个阶段，通常称为转折前阶段和转折后阶段：锆合金在转折前阶段的腐蚀速率较低，在转折后阶段的腐蚀速率较高。
在加氢除氧的压水堆运行条件下，锆合金主要发生均匀腐蚀[2-4]。
目前，关于锆合金腐蚀氧化膜的研究主要集中在非原位的表征方法上，如扫描电子显微镜(SEM)等[5]。
由于腐蚀试验环境与表征环境存在差异，通过非原位方法获得的信息有可能不准确，也不能实时反映氧化膜的变化情况。
研究结果表明，锆合金腐蚀性能的变化与其氧化膜的改变存在一定的联系。
《2024年膜技术在工业废水处理中的应用研究进展》范文
《膜技术在工业废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，工业废水排放量日益增加，其中含有大量有毒有害物质，对环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，寻找一种高效、环保的废水处理方法成为了当务之急。
膜技术因其高效、节能、环保等优点，在工业废水处理中得到了广泛应用。
本文将就膜技术在工业废水处理中的应用研究进展进行详细阐述。
二、膜技术概述膜技术是一种利用特殊材料制成的薄膜对溶液进行分离、纯化、浓缩的技术。
根据不同的分离机制，膜技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
这些技术通过物理筛分、化学吸附等方式，实现对废水中各种污染物的有效去除。
三、膜技术在工业废水处理中的应用1. 微滤和超滤在工业废水处理中的应用微滤和超滤技术主要应用于对废水中悬浮物、胶体物质等进行去除。
通过使用不同孔径的微滤和超滤膜，可以有效截留废水中的颗粒物、细菌、病毒等，从而达到净化废水的目的。
此外，微滤和超滤技术还可以与其他工艺相结合，如与生物反应器联用，提高废水处理的效率。
2. 纳滤和反渗透在工业废水处理中的应用纳滤和反渗透技术主要应用于对废水中溶解性物质进行去除。
纳滤膜的孔径介于微滤和超滤之间，可以有效截留离子、小分子有机物等。
反渗透技术则是一种高效、低能耗的分离技术，可以实现对废水中盐类、重金属等污染物的去除。
这两种技术广泛应用于电镀、化工、造纸等行业的废水处理。
四、膜技术应用研究进展1. 膜材料的研究与改进为了提高膜技术的性能和寿命，研究者们不断对膜材料进行研究和改进。
新型的膜材料具有更高的通量、更低的能耗、更好的抗污染性能和更长的使用寿命，为膜技术在工业废水处理中的应用提供了更好的支持。
2. 组合工艺的研究与应用为了进一步提高废水处理的效率，研究者们不断探索将膜技术与其他工艺进行组合。
如将膜技术与生物反应器、活性炭吸附、光催化等技术进行联用，形成组合工艺，实现对废水的深度处理和资源化利用。
3. 自动化和智能化控制随着工业自动化和智能化技术的不断发展，膜技术在工业废水处理中的应用也逐渐实现了自动化和智能化控制。
超临界水中的腐蚀及其影响溶液参数概述
超临界水中的腐蚀及其影响溶液参数概述谢云【摘要】简介了高温超临界水中材料普遍存在的腐蚀及主要作用机制.超临界水中的腐蚀强弱主要由密度、温度、pH值、溶剂的电化学特性和作用离子的强弱决定,腐蚀包括粒间腐蚀、蚀损斑、普通腐蚀、压力破裂腐蚀.腐蚀产物和反应物的作用强弱及其在高温水中的溶解度对腐蚀起着主要作用.溶解和分解过程受到溶剂的密度、离子产物的影响,这两个参数值较高有利于离子反应,从而加快了腐蚀的电化学反应.并展望了未来的研究需求.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】5页(P46-49,54)【关键词】腐蚀;超临界水;离子产物【作者】谢云【作者单位】中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川,绵阳,621900【正文语种】中文Abstract:The common corrosion phenomena and the predominant corrosion mechanisms in high－temperature and supercritical water were introduced.Corrosion in aqueous systems up to supercritical temperatures was determined by several solution－dependent.Solution－depending factors were the density，temperature，pH value，and electrochemicalpotential of the solution，and aggressiveness of the attackinganions.Corrosion phenomena observed included intergranular corrosion，pitting，general corrosion，and stress corrosion cracking.The solubilityand dissociation of both attacking species and corrosion products played the most important role for corrosion in high－temperature water.Both solubility and dissociation processes were strongly influenced by the density，and the ionic product，respectively，of the solvent.An outlook was also given for the future research needs.Key words:corrosion;supercritical water;ionic product高温超临界水的物理与化学特性(T＞374℃;p＞22.05 MPa)最早由E.U.Franck和他的合作者研究并详细报道［1］，并有计算机程序能够计算这些特性［2］。
超级13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能
文献标识码 ：Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ ｔ ｅＣＯ２ ｒ ｏ ｉ ｎ Ｒｅ ｉｔ ｎｃ ｆＳ ｐ ｒ１ ＣｒＭ ａ ｔ ｎｓｔｃ Ｓ ａ ｎ ｅ ｓＳ ｅ ｌ ｔ ｔ ｙ ｏ ｈ Ｃｏ ｒ ｓｏ ｓｓ ａ ｅ ｏ ｕ ｅ ３ ｒ ｅ ｉｉ ｔ ｉ ｌｓ ｔ ｅ ａ
腐蚀研究
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超级１Ｃ ￣在高温高压下的抗Ｃ ２ ｒＲ ３ Ｏ 腐蚀性能
刘艳朝 ’ 赵 国仙 ’ 薛 艳 牛 坤’ （． １西安石 油大学材料科 学与工程 学院 ，陕西 西安 ７０ ６ ； １０ ５
ｗｅ ｅａ ｒ ｈ ｕ ｏ ｐ ｕ ｄＣｒ０３ ｒ ｍｏ ｐ ｏ ｓｃ ｍ ｏ ｎ ２ ．
Ｋ ｅ ｒ ： ｕ ｅ ３ ｔｅ ； ａｂｏ ｉ ｘ ｄ ｏ ｒ ｓｏ ； ｎ ｆ ｒｌ ｃ ｒｏ ｉｎ；ｏ ａｉｅ ｏ ｒ ｓｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓ ｐ ｒ１ Ｃｒｓｅ ｌ ｃ ｒ ｎｄ ｏ ｉ ｅｃ ｒｏ ｉ ｎ ｕ ｉｏ ｉ ｏ ｒ ｓｏ ｌｃ ｌｚ ｄｃ ｒｏ ｉ ｎ ｌ
ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｒｔ ｓｆ ｒｌｓ ｈ ｎ ０ １ ｏ ｒ ｓｏ ａｅ ｗａ ａ ｓｔ ａ ．ｍｍ／ ｅ ａｄ ｅ ｓｏ ｏ ｒ ｓｏ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｌ ｕｄ ｐ ａ ｅ ｏ ａ ｈ ｓ ， ｅ ａｒ ｇ ｌ ｓ ｆｃ ｒｏ ｉｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ｑ ｉ ｈ ｓ ｒｇ ｓｐ ａ ｅ ｒ ｉ ｉ
高温高压及醋酸环境中H2S对油管钢CO2腐蚀行为的影响
Ｖ
可 以考 虑选 用经 济适 用 型的低 合金 材料 。
２２ 腐 蚀 类 型 及 腐 蚀 形 态 ．
瓣 避 基 签
普 通 Ｎ Ｏ钢 经 单 一 Ｃ ： 蚀 后 ，腐 蚀 产 物 ８ ０ 腐
膜 厚 而致 密 ，与基 体结 合力 强 ，去 除腐蚀 产物 膜
后表 现 为均 匀腐蚀 特 征 。 当加 入 Ｈ ｓ后 ，腐 蚀过 ２
Ｆ ｅ有 很 强 的 活 性 及 吸 附 性 ．优 先 吸 附 于 试 样 表
图 ６ ａ 为普 通 Ｎ ０钢 经 不 同 Ｈ Ｓ分 压 腐 蚀 （） ８
５天 后 的极 化 曲线 。从 图 中可 以看 出 ，随 着 Ｈ Ｓ ：
分 压 的增 大 ，试 样 的 自腐 蚀 电位 Ｅ ｏｒ ｃｒ 先增 大后 逐渐 减小 ，表 明经 ０Ｏ ａＨ Ｓ腐 蚀后 试 样 的腐 ．１ ＭＰ ：
在 的 Ｉ Ｓ Ｏ 腐蚀环境 中 ，碳钢 的腐 蚀 以均匀腐蚀 －／ ： ＩＣ ２ 为 主 ，醋酸 的存在 增大 了油管钢 在Ｈ Ｓ Ｏ 环境 中 Ｃ ： ／
产生局部腐蚀 的倾 向性 。 ２ ｄ 为加人 Ｈ２ 腐蚀后 图 （） Ｓ
典 型的点 蚀 坑截 面形 貌 ，从 图中可 以看 出 ，点蚀 坑 的形貌 表 现为半 球 或窄深 形 。点蚀 坑 深度 有 的
致 密 ，与基 体 黏结 性较 好 ，不易 脱 落 ；而在 酸 性
环 境 中 生 成 的腐 蚀 产 物 膜 较 薄 ，疏 松 ，容 易 脱
落 ，且在 表 面存在 一些 裂 缝 ，这些 裂缝 往 往成 为 侵 蚀性 离 子进 人金 属基 体 表面 的传 输通 道 ，为点
蚀 的萌生 和发 展 提供 了条 件 。一般 来说 ，相对 致 密 的腐蚀 产物 膜对 离 子传 输 的阻碍 性较 大 ，会 相
高温高压环境下新型材料的性能研究
高温高压环境下新型材料的性能研究新型材料在高温高压环境下的性能研究第一章引言随着现代工业的发展和科技的进步，高温高压环境下的新型材料性能研究变得越来越重要。
在各个领域，如航空、能源、化工等，都需要材料能够在极端条件下保持稳定性能。
本文将重点探讨高温高压环境对新型材料性能的影响以及当前的研究进展，为相关领域提供提供参考。
第二章高温高压环境对材料性能的影响2.1 高温环境对材料性能的影响高温环境会导致材料的热膨胀系数增大，热导率增加，导致材料热膨胀、热传导性能下降。
同时，高温还会引起材料的氧化、热腐蚀、热变形等问题，进一步降低材料的性能。
2.2 高压环境对材料性能的影响高压环境下，材料会经历压缩、弹性变形和塑性变形等变化。
同时，高压还可能导致材料的结构相变，进而改变材料的晶体结构和力学性能。
高压环境还可能引发材料的裂纹、断裂等问题，影响材料的使用寿命。
第三章新型材料在高温高压环境下的研究进展3.1 金属材料金属材料在高温高压环境下的研究中，主要探索了合金材料、陶瓷涂层等新型材料的应用。
研究结果表明，合金材料在高温高压环境下具有良好的抗热腐蚀性能和高温稳定性能。
陶瓷涂层则能够有效降低金属材料的热膨胀系数，提高材料的高温刚度。
3.2 高分子材料高分子材料在高温高压环境下的性能研究主要关注其力学性能和耐热性能。
研究表明，在一定条件下，通过填充纤维增强材料或添加耐热添加剂，可以使高分子材料在高温高压环境下具有更好的耐热性和结构强度。
3.3 纳米材料纳米材料在高温高压环境下的性能研究主要关注其热稳定性和力学性能。
研究发现，由于其特殊的晶体结构和表面效应，纳米材料在高温高压环境下呈现出良好的耐热性和力学性能。
此外，通过合理调控纳米材料的形貌和尺寸，还可以进一步提高材料的性能。
第四章新型材料性能研究方法介绍4.1 材料表征技术材料表征技术是研究材料性能的重要工具，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等。
高温过热蒸汽腐蚀机理研究
高温过热蒸汽腐蚀机理研究高温过热蒸汽腐蚀一直是发电厂和工业生产中面临的严重问题。
高温环境下，蒸汽和烟气中的有害物质和水蒸气会在金属表面上形成腐蚀产物，导致部件的损坏和寿命的降低。
因此，研究高温过热蒸汽腐蚀机理是非常重要的。
高温过热蒸汽腐蚀的机理非常复杂，其中涉及到物理、化学和材料科学等多个领域。
一般认为，高温过热蒸汽腐蚀主要有以下几种机理：1. 水蒸气腐蚀在高温高压的环境下，水蒸气和气体有害物质会在金属表面上发生化学反应，生成复杂的腐蚀产物，从而引起金属表面的腐蚀。
水蒸气腐蚀通常发生在金属表面上存在着氧气、硫化氢、氨等导致酸性化或碱性化的物质时表现得更为明显。
2. 烟气腐蚀在烟气中，含有一些具有腐蚀性的成分，如氯化物、氟化物、硫化氢等等。
这些成分和水蒸气一起在金属表面上发生化学反应，形成腐蚀产物。
烟气腐蚀发展迅速，容易导致金属表面的破坏。
3. 氧化腐蚀高温环境下，金属表面会直接与氧气接触，形成金属氧化物层。
这层氧化物层在接下来的热循环中会受到应力的影响，从而导致氧化层的剥落和金属表面的损坏。
以上三种机理是高温过热蒸汽腐蚀的常见机理，但实际情况常常很复杂。
研究高温过热蒸汽腐蚀机理需要采用多种方法，包括材料表征、化学分析、物理试验等，以深入了解腐蚀现象背后的物理和化学机制。
在研究高温过热蒸汽腐蚀机理的过程中，还需要注意到一些重要的因素，如金属的成分和结构、蒸汽和烟气的处理方式、物质的流动状况等等。
这些因素对于高温过热蒸汽腐蚀产生了重要的影响，也是研究机理的重要角度。
在应对高温过热蒸汽腐蚀方面，有很多的方法可供选择。
例如，可以通过合理的合金设计和表面处理来提高材料的抗腐蚀能力；也可以通过改进燃烧控制和减少有害气体排放来降低蒸汽和烟气对金属表面的腐蚀作用。
此外，在实际操作中，还需要对材料进行监测和检测，以及及时采取相应的措施，以延长部件的使用寿命。
总结起来，高温过热蒸汽腐蚀机理的研究是非常重要的。
了解腐蚀机理并采取相应的措施可以保护部件不被腐蚀和破坏，从而保证生产的正常运行。
N80油管钢腐蚀产物膜的力学性能研究
N 80 油 管 钢 腐 蚀 产 物 膜 的 力 学 性 能 研 究
19
蚀速率随腐蚀产物膜膜基结合强度减小而增大, 当膜 基结合强度增加到约 1M Pa 时, 其腐蚀速率降低到较 低的水平。
图 3 腐蚀产物膜膜基结合强度与平均腐蚀速率的关系 F ig13 R elation betw een the bonding strength of co rro sion scale and co rro sion rate
Abstract: T he ha rdness and bond ing st reng th of co rro sion sca le on the su rface of N 80 steel, a s tubu2 la r good s, w ere stud ied in d ifferen t cond it ion s1 T he effect s of tem p era tu re, ga s p ressu re and in2 h ib ito r on the ha rdness and bond ing st reng th w ere d iscu ssed1 It w a s found tha t the co rro sion ra te of N 80 steel decrea sed w ith increa sing ha rdness and bound ing st reng th of co rro sion sca le1T he quan t i2 ta t ive equa t ion s of ha rdness, bound ing st reng th and co rro sion ra te w ere p u t fo rw a rd1 To decrea se the co rro sion ra te of steel, the m echan ica l p rop ert ies of co rro sion sca le m u st be h igher than certa in crit ica l va lues1 Su itab le inh ib ito rs can be u sed to con t ro l co rro sion of tubu la r steel by im p roving m e2 chan ica l p rop ert ies of co rro sion sca le1 Key words: co rro sion sca le; ha rdness; bond ing st reng th; inh ib ito r
高温高压下CO2对N80钢的腐蚀实验研究
４ ０ ｍｇ ００ ／ Ｌ，其余为蒸馏水 。
高温高压腐蚀实验采用 自制 的 ８ 、４ ＭＰ 、２０Ｃ Ｌ ０ ａ ５￣
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｓ ｎｅ ｐ ｒ ｎ ｓ ｔ ｇ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｉ ｈｐ ｅ ｓ ｒ ｆＮ８ ｔｅ ｒ ｏ ｅｓｉ ｉ ｔ ｇｔ ｅｃ ｒｏ ｉ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｂ ｎｃ ｒｏ ｉ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｔ ｏ ｉ ａｈ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅａ ｄｈ ｇ ｒｓ ｕ ｅｏ ０ ｓ ｌ ｅ ｗｅ ｅｄ ｎ ｍｕ ｌ ｉ ｏ ｒ ｓ ｔ ａｎ ｈ ｏ
ｒ ｅ． ｅ ｊ ｒ ｏ ｐ ｎ ｎ ｏ ｅ ｏ ｒｓ ｎｓａｅ ｗｅｅ ｅ Ｏ３ ｏ ｄｐ ｒ ： ａ Ｔ ｏ ｍ ｏ ｅ ｔ ｆ ｈ ｒ ｉ ｌｓ ｒ Ｆ Ｃ ，ｓ ｍｅ ｕ ｒ ｔ ｈ ｍａ ｃ ｔ ｃ ｏ ｏ ｃ ｎ ａ ｅｅ
Ｋ ｅ ｒ ｓ Ｎ８ ｔ ｅ； ａｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅｃ ｒｏ ｉ ｎ ｃ ｒｏ ｉ ｎｐ ｏ ｕ ｔ ｃ ｌ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ０ ｓｅ ｌ ｃ ｏ ｉ ｘ ｄ ｏ ｓｏ ； ｏ ｒ ｓ ｒ ｄ ｃ ａｅ ｒ ｏ ｓ
Ｓ Ｍ、Ｘ Ｄ分析研究所获得的 Ｃ 腐蚀 产物膜的形貌和化学组成 。结果表 明，在本试验条件 下，Ｎ ０ Ｃ ２ Ｅ Ｒ Ｏ２ ８ 钢 Ｏ 腐蚀产物膜 对基体
具有一定的保护作用 ．可以降低腐蚀速率。Ｎ ０钢的腐蚀膜主要是 由晶态Ｆ Ｃ 构成的，同时含 有一 定量的（ｅ ａＣ ， ８ ｅ Ｏ３ ｒ ，Ｃ ） Ｏ 复盐， 还 夹杂着少量单质 Ｆ 。 ｅ 关键 词 ： ０钢 Ｎ８ Ｃ 腐蚀 Ｏ２ 腐蚀产物膜
含O2高温高压CO2环境中3Cr钢腐蚀产物膜特征
ＤＯＮＧ Ｓｈ ｕ ａ ｉ ’
ＺＨＡＮＧ Ｈａ ｌ － Ｌ ｏ ｎ ｇ
ＸＵ Ｃｈ ｕ ａ ｎ ． Ｃｈ ｕ ａ ｎ ’
Ｌ Ｕ Ｍｉ ｎ ． Ｘｕ ’
（ Ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ Ｂ ｅ ｏ ＇ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｊ ｉ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ． Ｒ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｏ ｉ ｉｅ ｆ ｌ ｌ ｄ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ４ ５ ￣ Ｒ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
路 民旭 ’
（ 北京科技大学新材料技术研究 院， 腐蚀 与防护 中心， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； 中海油 田服务股份 有限公 司， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ０ ）
摘要： 采 用高温 高压反应 釜分别开 展 ３ Ｏｒ 钢在 Ｃ Ｏ 和Ｏ 共存 、 单独 Ｃ Ｏ 和单独 Ｏ 三种气 体条件下 的腐蚀实
２ ４ ０ ５
、 ７ ｌ ｒ ｖ Ⅳ． ｗｈ ｘ ｂ ． ｐ ｋ ｕ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ
【 Ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ］
含 Ｏ２ 高温 高压 Ｃ Ｏ２ 环境 中３ Ｃｒ ￣ Ｒ 腐蚀产物膜特征
林学强 ’ 张海龙 柳 伟 张 晶’ 董 帅’
高温合金腐蚀行为的研究
高温合金腐蚀行为的研究随着现代工业的不断发展和科技的进步，高温合金材料在航空、航天、石油化工等领域得到了广泛应用。
高温合金材料具有很好的高温性能和耐腐蚀性能，其使用寿命长、安全可靠，因此受到了众多企业和研究机构的青睐。
然而，在高温、高压和复杂化学环境下，高温合金材料依然会出现各种腐蚀问题，这也是制约其应用的一个重要问题。
因此，对于高温合金材料的腐蚀行为进行研究，对于提高高温合金材料的抗腐蚀性能以及延长其使用寿命具有重要意义。
一、高温合金材料的腐蚀类型高温环境中，高温合金材料主要会遭受氧化腐蚀、硫化腐蚀、氧化硫化复合腐蚀、盐腐蚀等多种类型的腐蚀。
1.氧化腐蚀：高温合金材料在高温氧化环境中，表面会形成一层氧化膜，这层氧化膜可以起到有效的保护作用，但在高温和高氧化环境下，氧化膜会逐渐失效并发生腐蚀。
2.硫化腐蚀：高温合金材料在硫化气体环境中，会发生硫化反应，形成硫化物，并进一步发生腐蚀。
硫化腐蚀会引起材料的严重腐蚀破坏，从而降低材料的强度和使用寿命。
3.氧化硫化复合腐蚀：氧化硫化复合腐蚀是一种将氧化腐蚀和硫化腐蚀作用复合而成的腐蚀形式，其腐蚀速度比单一腐蚀速度快，材料的破坏也更加严重。
4.盐腐蚀：高温合金材料在盐膜和盐残留环境中，会遭受盐腐蚀，其腐蚀速度较快，对材料的破坏较严重。
二、影响高温合金材料腐蚀行为的因素高温合金材料的腐蚀行为受到多种因素的影响。
1.温度：温度是影响高温合金材料腐蚀行为的最主要因素。
在高温环境下，高温合金材料的腐蚀速度会迅速增加。
2.气体环境：气体环境对高温合金材料腐蚀行为的影响也非常重要。
在不同的气体环境中，高温合金材料的腐蚀形式和腐蚀速度都会有所不同。
3.阴极极化：阴极极化对高温合金材料的腐蚀行为也有很大影响。
在极化状态下，高温合金材料的电化学特性会发生变化，从而影响腐蚀过程。
4.应力：高温合金材料在受到应力的作用下，也会发生腐蚀现象。
因此，在实际应用中需要注意材料的应力状态。
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日本学者 Se ji Iimu ra 及 H irosh i Y akuw a研究 发现, T i试 样在含 C l的超临界水中 反应 后表 面形成 了双 层腐蚀 膜, 腐 蚀膜主要是氧化物, 但是 在膜的 表面, 内外层 交界 处及基 体 与膜层的过渡处观察 到有 C l离子存在 [5] .
1 氧化膜的形貌及结构
目前, 大多数的论文均描述了 高温高压水环境中形成的 氧化膜为双层结构: 内层为富 C r层, 外层为富 Fe氧化 物 (不 锈钢 )或富 N i氧化物 ( N i基合金 ) .
Shengchun W ang等人用 扫描 电镜研 究了 改性 304 不锈 钢在高温纯水 (溶解氧 浓度 为 2 @ 10- 6 )中 形成 的氧 化膜的 表面和截面的形貌. 结果 表明: 氧化膜由两层构成, 外层颗粒 较大, 其粒度不均匀 且比较 疏松, 内层颗 粒较细 小且 均匀紧 密. 外层氧化物在切 割及超 声波清洗 时有一 部分 发生剥 落,
2 氧化膜的影响因素
影响高温水中氧 化膜形成 的因 素很多, 典 型的 有温度、 溶解氢及预处理等. 21 1温度影响
温度是影响高温 高压水环 境中材 料腐蚀 形貌 的重要 因 素. 在超临界水环境中最 严重的 腐蚀常 发生在 亚临 界温度, 主要是因为在亚 临界 温度 下, 材料 ( 如镍 基 625合 金 )表 面 生成的氧化物和腐蚀 产物的溶解度很高 [ 6] .
高温高压水中形成的 腐蚀产 物膜的化 学和 物理 性质对 材料环境腐蚀断裂过程 尤其是 对断裂 初期阶段 有很 重要的 作用, 详细研究膜的结构性质对深 入认识轻水堆压力构件服 役过程中的裂纹萌生与环境腐蚀失效机制有重要意义.
本文以氧化膜为代表 简述高 温高压水 环境 中腐 蚀产物 膜的研究现状, 包 括氧 化膜 形貌、结 构、影 响因 素 及形 成机 制, 并对当前研究中存在 的主要问题进行了讨论.
3 表面膜与裂尖膜
T akum iT e rachi等 人 研 究 了 316L 不 锈 钢 在 模 拟 PWR (压力水反应堆 ) 水中 氧化膜 和 SCC 裂尖膜 的微 结构性 能: ED S分析发现裂纹内部生成了很多腐蚀产物, 证实了裂纹前 端富集 N i元 素, 富 N i区 的 化 学 组 成 为: F e, 561 7% ; Cr, 211 9% ; N ,i 1511% ; M o, 614% ; 未检测到 O 元素. 将裂纹处氧 化物分布示意图与表面 膜相比: 表面 膜的结 构为 双层结 构, 外层为疏松的 Fe3 O4 尖晶 石, 内层为较致 密的富 Cr尖 晶石; 而裂尖处 F e3O 4 沉积在 裂纹壁 上, 富 C r氧化 物组成 的腐蚀 产物集中在裂纹尖端. 由此 看出, 裂纹壁 和表面 上形 成的氧 化膜结构相同, 只是 厚度有 差别. 对于裂 尖前端 的小 部分区 域 N i含量比较高的现象 存在两 种解 释: 一 是由 于组 成元素 的热力学稳定性不同, F e和 C r发生了选择 性溶解而 N i仍然 留在裂纹的前端; 另一种解释是不 同元素扩散速率不同造成 的 [ 3] .
位于 N iO 和尖晶石氧化物的之间, 因而不可能形成颗粒 状的 晶体. 213 预处理的影响
对镍基合 金 600和 690样 品进行 预处理 可以改 善其性 质, 将未经过预氧化的样品氧化后 的形态与经过预氧化的形 态进行对比可发现, 未经过预处理 的样品表面覆盖一层薄且 连续的氧化物, 经过 预处理 的样品表 面的氧 化物 比较稀 疏, 原来的 状 态 很 容 易 观 察 到. X-EDS ( X- ray energy d ispersiv e spectroscopy, X 射线能量色散谱 )分析发现: 与未经 过预处理 的样品表面生成的稀疏氧化物相比, 经过预氧化的样品表面 生成的连续表面 膜含 Cr量 较高, 而 Fe 和 O 的含量则 较低; 而且, 经过预氧化的样品在高温水 中暴露后腐蚀产物明显较 少, 可见适当的预处 理可以 提高材料 的抗腐 蚀性. 原 因在于 预处理可以消除应力, 此外预氧化 产生的高温氧化膜可以作 为腐蚀屏障, 抑制金属与 介质的接触 [ 11] .
PROGRESS IN STUDY ON CORRO SION SCALE FORM ED IN H IGH-TEM PERATURE AND H IGH - PRESSURE WATER
GAO X in, WU X in-qiang, GUAN H u,i HAN En-hou
Env ironm ental Corros ion Cen ter, Insinese A cademy of Sciencs, Shenyang 110016
摘要: 高温高压水是轻水核反应堆冷却系统的主要服役环境, 反应堆压力容器、管 道及蒸汽发 生器等构 件材料在高 温水中的环境损伤是影 响核电安全的重要因素. 材料在高温水中形成的腐蚀 产物膜是影响其 服役稳定 与环境失效 的关键. 本文介绍了高温高压水环境中不锈钢和镍基 合金腐 蚀产物 膜的形 貌、结 构、影 响因素 及形成 机制, 并对当 前研究中存在的主要问 题进行了讨论. 关键词: 高温高压水; 氧化膜; 裂尖膜; 腐蚀 中图分类号: TG1721 82 文献标识码: A 文章编号: 1002-6495( 2007) 02-0110-04
我国核电站主 要采 用压 力水 反应 堆 ( PW R ), 其 压力 构 件如压力容器、蒸汽发生 器、回 路管线 等的服 役环 境为高 温 高压水, 服役过程中构件材料存在或可能存在各种各样 的环 境致裂问题 [ 1], 对核电站的安全运行构成潜在的威胁. 因此,
收稿日期: 2006-02-30初稿; 2006-05-11修改稿 基金项目: 国家 973 项目 ( 2006CB605000 )、辽宁省 科学 技术基 金及
S T eyssey re等人研究了 316L 不锈钢在温度高于 395e , 压力为 24M Pa的未除氧超 临界去离子水中生成的氧化膜的 截面形貌, 结果发现, 氧化膜层 比较薄 (约 10 Lm ) , 不容易看 清其 形貌 [ 9] . 由 于受设备及 实验条件 等的限制, 关于超 临界 水氧化膜的截面开展的研究和 报道很少, 还需要进一步 的研 究. 21 2溶解氢的 影响
Abstract: T he coo lant system o f light w ater reactor w orks under the condition of h igh-tem perature and h igh-pressure wa ter. Env ironm enta l dam age o f com ponen ts in light w ater reactor ( LWR ) in high-tem perature w ater is an im portant factor that im pacts nuc lear safety. T he corrosion scale form ed in high-tem perature w ater plays a key ro le for the stable serv ice and env ironm ental failure o f m ateria ls. In the presen t w ork, the m orphology, structure, influence factors and form ation m echanism o f corrosion sca les form ed on stainless steels and n icka l based alloys in h igh-tem perature w ater w ere introduced. T he m ain prob lem s existing in current studies w ere also d iscussed. K eyw ord s: h igh- tem perature and h igh-pressure w ater; ox ide f ilm; crack- tip film; corrosion
第 27卷 第 2期 2007年 3月
腐蚀科学与防护技术
CORROSION SC IENCE AND PROTECTION TECHNOLOGY
V o.l 19 N o. 2 M ar. 2007
高温高压水环境中腐蚀产物膜的研究现状
高欣, 吴欣强, 关辉, 韩恩厚
中国科学院金属研究所 材料环境腐蚀试验研究中心, 沈阳 110016
不同温度下氧化物的形貌 差别很大: 亚临界温度时 氧化 物不连续分布; 超临界温 度以上 时分布 比较连 续, 保护性 相 对较好. 原因可能与水的性质有关: 在亚临界温度范围内, 水 的离 子积随 温度 升高 而成倍 增长, 在 250e ~ 350e 之间 达 到最大值, 导致介质溶液对试样材料的腐蚀性增强 [ 7] . 另外, 温度几乎能提高所有 化学反应的速度 [ 8]. 这只是初步猜测还 未得到证实.
随着国民经济持续快速增 长, 近年来我国电力能源 如煤 炭、石油等已经开始出现 瓶颈制 约征兆, 而且 煤电 生产排 放 出大量的 SO2、CO 2, 给环 境带 来了 巨大的 压力. 核 电作为 一 种高效、稳定、经济的 能源, 在解决 能源危 机、改善 环境质 量 方面有 显 著的 优 势. 目 前 核 电 占 全 球 总 电 能 的 比 重 约 为 17% , 发达国家如美、德、法、日等 的核 电比 重已 超 过 25% , 而我国只有 210% 左 右. 因此, 迅 速发 展核 电是 解决 我国 电 力供应问题, 确保我国经济持续增长的首选途径.