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换热器用钢的腐蚀与防护

作　者: 孙冬来
导　师: 陈吉
学　校: 辽宁石油化工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 换热器用钢脉冲电沉积纳米晶镍基合金沉积层耐蚀性
分类号: TQ050.96
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 26次
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内容摘要

随着我国进口高酸、高硫原油炼制量的加大，各炼油厂、化工厂的设备腐蚀问题日趋严重。其中换热器在石油、化工行业中大量应用，也使其成为主要被腐蚀的设备之一，换热器腐蚀发生的主要部位有管子与管板接口处、壳体、管束、封头、管板与法兰相互连接接触处，其中管束的腐蚀最为严重，故研究换热器腐蚀的防护方法有一定的现实意义。本文采用防腐蚀表面工程技术中的脉冲电沉积技术，制备纳米晶镍基合金沉积层对换热器常用铬钼钢进行腐蚀防护，采用SEM、EDS对沉积层的显微形貌和成分的名义含量进行观察，采用XRD对沉积层晶粒尺寸和相结构进行表征，利用2273电化学工作站通过对沉积层在3.5wt.%NaCl溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱测试，对比研究沉积层与铬钼钢的耐蚀性能。研究结果表明：①.脉冲换向比和电流密度参数可显著影响纯镍沉积层的表面形貌及择优取向，并可分别获得具有(111)、(200)或(220)织构的纳米晶纯镍沉积层，具有(220)织构的纯镍沉积层耐蚀性能最差、具有(200)织构的纯镍沉积层耐蚀性能最佳、具有(111)织构的纯镍沉积层耐蚀性居中；②.糖精添加剂、脉冲频率和换向比参数可影响纳米晶镍铁合金沉积层的平均晶粒尺寸、表面形貌、铁元素的名义含量从而改善沉积层的耐蚀性能；③.纳米晶镍及镍铁合金沉积层表面均致密、平整，耐蚀性能均明显优于Cr-Mo钢的耐蚀性，可作为其腐蚀防护沉积层使用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-27
  1.1 研究意义  8
  1.2 金属腐蚀概述  8-11
    1.2.1 腐蚀的分类  9
    1.2.2 影响金属腐蚀的因素  9-11
  1.3 纳米晶材料的腐蚀性能研究现状  11-13
  1.4 换热器的腐蚀失效  13-18
    1.4.1 换热器用钢的腐蚀  14-15
    1.4.2 换热器的腐蚀防护  15-18
  1.5 电沉积合金技术  18-20
  1.6 电沉积镍铁合金沉积层研究现状  20-25
    1.6.1 电沉积工艺基础  20-24
    1.6.2 镍铁合金沉积层的腐蚀  24-25
  1.7 本工作研究方法简介  25-27
2. 研究方法  27-30
  2.1 试验用仪器及药品  27
    2.1.1 试验仪器  27
    2.1.2 实验药品  27
  2.2 沉积层的制备  27-28
    2.2.1 沉积层的制备方法  27-28
    2.2.2 电解液的组分  28
  2.3 沉积层表征及性能测试  28-30
    2.3.1 沉积层表面形貌及组分的表征  28
    2.3.2 沉积层相结构的表征  28-29
    2.3.3 电化学的测量方法  29-30
3 结果及讨论  30-61
  3.1 脉冲换向比参数对纯镍沉积层耐蚀性能的影响  30-35
    3.1.1 纯镍沉积层的表面形貌和微观结构  30-31
    3.1.2 纯镍沉积层的电化学测试  31-34
    3.1.3 小结  34-35
  3.2 织构对纳米晶纯镍沉积层耐蚀性能的影响  35-42
    3.2.1 纯镍沉积层的结构  35-37
    3.2.2 电化学阻抗谱测试  37-38
    3.2.3 动电位极化曲线测试  38-40
    3.2.4 沉积层的表面形貌  40-42
    3.2.5 小结  42
  3.3 糖精添加剂对脉冲电沉积纳米晶镍铁合金制备及耐蚀性的影响  42-48
    3.3.1 合金沉积层的表面形貌  42-43
    3.3.2 沉积层的相结构  43-44
    3.3.3 合金沉积层的电化学性能测试  44-48
    3.3.4 小结  48
  3.4 脉冲频率对电沉积纳米晶镍铁合金沉积层耐蚀性能的影响  48-55
    3.4.1 镍铁合金沉积层的形貌和结构  49-52
    3.4.2 镍铁合金沉积层的电化学性能测试  52-55
    3.4.3 小结  55
  3.5 换向比参数对脉冲电沉积镍铁合金沉积层制备及耐蚀性的影响  55-60
    3.5.1 镍铁合金沉积层的表面形貌及成分  56-57
    3.5.2 镍铁合金沉积层的电化学性能测试  57-59
    3.5.3 小结  59-60
  3.6 镍铁合金沉积层与铬钼钢基体极化曲线对比  60-61
4. 结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
攻读学位期间发表的学术论文目录  68

换热器用钢的腐蚀与防护

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