不锈钢表面转化膜技术的开发及其在板式换热器中的应用

奥氏体不锈钢虽然耐大多数介质的腐蚀,但对氯离子腐蚀却比较敏感。本文简介了一种新的不锈钢表面转化膜技术的研制开发、试验结果及其在板式换热器板片上的应用。结果表明,经表面转化膜处理后的板片,其抗氯离子腐蚀能力显著提高,转化膜还具有附着力和化学稳定性好以及抗结垢等优良性能。     

TiN膜层提高2Cr13不锈钢叶片的抗冲刷腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在2Cr13不锈钢基体上沉积TiN硬质膜层。通过对多弧离子镀TiN试样的磨损、腐蚀及冲刷腐蚀试验,探讨了TiN膜层对2Cr13不锈钢基体冲刷腐蚀性能的影响,以及腐蚀、磨损和冲刷腐蚀三者之间的作用关系和机理。结果表明,TiN膜层的表面硬度是基体表面硬度的6.7倍,提高了表面的耐磨损性能;TiN膜层的点蚀电位远高于基体,抗点蚀能力强,耐腐蚀性能明显提高。因此,TiN膜层能显著减弱腐蚀与磨损之间的相互作用,从而提高基体的抗冲刷腐蚀性能。     

马氏体不锈钢在酸性环境下的钝化膜破钝机制

利用高温高压反应釜模拟高温酸性腐蚀环境,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线光电子能谱分析(XPS)等技术手段,分析研究了13Cr马氏体不锈钢在高温酸性环境下钝化膜破钝机制,结果表明：在模拟腐蚀环境下,随着腐蚀时间延长,13Cr不锈钢表面钝化膜膜层逐渐由金属氧化物和氢氧化物膜转变为金属硫化物膜。在模拟高温含H₂S/CO₂腐蚀环境下腐蚀21 d后,13Cr不锈钢表面钝化膜破损并形成点蚀坑,随着腐蚀时间进一步延长,点蚀坑尺寸增大。13Cr不锈钢在高温酸性腐蚀环境下具有较高的点蚀敏感性,H₂S和Cl^-对钝化膜的破损及点蚀的形成具有协同作用。     

超级13Cr钢冲蚀数值模拟与试验研究

在油气田压裂等储层改造过程中,高速携砂液流动会使管柱壁面受到冲刷腐蚀影响,造成材料流失,威胁井筒安全。为此,结合数值模拟与喷射式冲蚀试验,分析超级13Cr不锈钢材料受冲刷腐蚀影响规律,利用DPM离散相模型追踪固体颗粒撞击材料表面的速度与角度,为研究不锈钢表面受撞击后的抗腐蚀特性提供流体力学参数。研究结果表明,不锈钢材料在含Cl-纯液相介质中能够生成钝化膜以保护基体材料;超级13Cr材料在流速9 m/s常温条件下流动水介质中,开路电位稳定,材料在高速流动液相中具有较强的抗腐蚀能力。当颗粒撞击超级13Cr材料表面后,材料表面钝化膜破裂致使新基体金属暴露于腐蚀介质,部分材料参与电化学反应,同时发生钝化反应与活化反应,而新钝化膜又会受到后续粒子撞击难以生成,材料表面松软且粗糙,由此造成超级13Cr不锈钢再钝化能力降低,抗腐蚀能力不足。研究结果可为油管失效评估及服役寿命预测提供理论依据。     

新型防腐填料及塔内件的研制与应用

介绍了为提高塔内填料的耐蚀性能、延长使用周期而进行的新型填料的研制过程及实测数据。经过表面转化膜处理的 30 4不锈钢填料 ,在高温、多种腐蚀介质共存下 ,在工业装置中已运行 350 0 0h ,具有比 31 6L不锈钢填料更好的抗蚀能力 ,延长了工厂开车周期 ,降低了生产成本。     

声波振动与岩石表面润湿性

通过水与岩石表面接触角的测定、声被驱油实验和理论分析,研究考察了声波振动对原油─岩石、水─岩石界面特性的影响,从界面化学角度对岩石表面的润湿性和声波驱油机理进行了探索。结果表明:经原油浸泡后,由于原油中极性化合物(胶质、沥青质等)在岩石表面的吸附,岩石表面由水相润湿为主转变为油相润湿为主;无论岩石表面以水相润湿为主还是油相润湿为主,在水浸泡过程中,声波振动可促进其表面亲油性减弱和亲水性增强,毛细管阻力降低;伴随着岩石表面润湿性的改变,原油对岩石表面的粘附功明显降低;减弱了原油与岩石表面间的粘滞力,使原油更易于从岩石表面上剥离,提高原油采收率;岩石的渗透率越低,声波振动作用越显着。     

亚麻脱胶助剂与脱胶工艺的研究

研究了可循环使用的、性能优良的 PC、PI型油纤兼用亚麻化学脱胶助剂及其配套的脱胶工艺 ,表面活性剂结构与纤维润湿性能的关系 ,亚麻纤维结构及脱胶原理。并对助剂主体阴、非离子表面活性剂的筛选 ,复配性能测试结果 ,浓度、温度对亚麻脱胶质量的影响 ,工艺条件进行了深入的研究。改进了传统脱胶工艺 ,使亚麻脱胶降低了成本 ,简化了工艺 ,缩短了脱胶时间 ,提高了收率和质量。     

一种应用于炼化装置的不锈钢表面处理技术

介绍了一种能提高设备耐蚀性能的不锈钢表面处理技术的研究结果。在常减压装置减压塔的工业应用结果表明,经过表面处理的304不锈钢填科,在高温、多种腐蚀介质共存环境下,经工业装置中的长周期对比运行,具有比316L等不锈钢填料更好的抗蚀能力,可以大大延长设备运行周期,降低设备成本。     

碱处理对ZSM-5分子筛膜结构及其催化性能的影响

以片状或管状不锈钢为载体,采用原位生长法制备ZSM-5分子筛膜,考察了碱处理对ZSM-5分子筛膜结构及其催化性能的影响。结果表明,用0.2 mol/L的NaOH溶液处理ZSM-5分子筛膜时,碱处理温度偏高或时间偏长,均会导致分子筛膜表面出现裂痕,影响膜基界面结合强度;在合适的碱处理条件下,可避免分子筛膜出现裂痕,但不能如粉末样品那样产生介孔;碱处理可溶解分子筛膜表面的无定型物质,从而改善其催化性能。     

焊后热处理对12Cr18Ni9与Q355D异种钢焊接接头硬度和耐蚀性的影响

针对奥氏体不锈钢12Cr18Ni9与低合金钢Q355D的焊接,采用E308L-16和E309L-16两种不同型号的焊条进行了焊接工艺试验,并对焊接接头进行了450℃、 650℃和850℃不同温度的焊后热处理。利用金相显微镜、维氏硬度计和晶间腐蚀试验对焊接接头组织和性能进行了分析。结果显示,焊缝微观组织主要由奥氏体和少量的铁素体组成;焊缝和12Cr18Ni9母材硬度随着热处理温度升高而不断下降,Q355D母材硬度随热处理温度的升高呈现先降后升的趋势;650℃热处理的焊缝晶间腐蚀最为严重,450℃和850℃热处理的焊缝晶间腐蚀相对较轻。研究表明,焊接材料及焊接工艺的选择较为合理,热处理温度对焊缝与母材的硬度和抗腐蚀性能有一定的影响,焊后热处理温度应该避免晶间腐蚀最严重的温度650℃。     

Adhesion of Staphylococcus aureus on stainless steel treated with three types of milk

Staphylococcus aureus has the ability to adhere and to form biofilm on inert surface such as stainless steel commonly used in food industry. The biofilm formed on the surface of milk processing equipments could be a source of dairy products contamination. This contamination causes a food poisoning. In this paper the S. aureus adhesion on stainless steel treated by three types of milk (ultrahigh-temperature (UHT)-treated milk; UHT skimmed milk, UHT semi-skimmed milk) was investigated.Stainless steel was exposed to three types of milk with a different amount of fat component. Contact angles measurements were used to determine the surface physicochemical properties of substratum treated with the three milk products. The hydrophobicity and electron acceptor properties of stainless steel seem to be decreasing with the amount of fat component present in milk but its electron donor property increase with this component. The ability of S. aureus to adhere to stainless steel treated and untreated with milk was also examined. Treatment with the three types of milk reduces bacterial attachment. On treated substratum, the adhesion extent was affected by the type of milk and consequently by the amount of fat component. The lower and the higher adhesion were obtained when the steel was treated by the UHT semi-skimmed milk and UHT skimmed milk respectively. The correlation between physicochemical properties and S. aureus adhesion show that this latter was controlled by hydrophobicity and electron donor properties.The findings of this work can contribute to develop strategies for prevent S. aureus adhesion on stainless steel and biofilm formation. Also they could be taken into account in cleaning and disinfection procedures.     

X65/316L机械复合管焊接接头CO2腐蚀行为研究

在模拟CO<,2>腐蚀环境中,采用高温高压釜对复合管内层不锈钢焊接接头的CO<,2>腐蚀行为进行了试验研究.结果表明,焊接接头随着腐蚀温度的升高,腐蚀产物膜越来越多,到了95℃时,有脱落的趋势,腐蚀速率随温度升高不断增加.通过EDS分析结果可知,复合管内层发生CO<,2>的腐蚀产物可能为FeCO<,3>和Cr<,2>O...     

渗铝钢在高酸值原油中的耐腐蚀机理

渗铝钢耐环烷酸腐蚀的性能远远超过1Cr18Ni9Ti不锈钢,与316L不锈钢耐蚀性能相当。改进型固体粉末渗铝钢主要由FeAl相构成。在高油气流冲刷下和高温环烷酸腐蚀环境下,碳钢表面形成的FeS膜不具备保护性,而渗铝钢的渗层表面形成了均匀、致密、非常薄、附着力强及修复速度快的Al2O3保护膜。虽然这种氧化膜同时受到环烷酸的溶解作用及Cl^-渗透、S的影响,但FeAl舍金层可以提供足够的Al来保持Al2O3膜,这是渗铝钢耐高温环烷酸腐蚀的主要原因。     

油套管钢在甲酸盐-磷酸盐复配完井液中的腐蚀行为

采用高温高压模拟浸泡试验并结合多种表面分析手段,对超级13Cr马氏体不锈钢（油管钢）和P110碳钢（套管钢）在不同体积百分比的甲酸钾-焦磷酸钾复配完井液的腐蚀行为进行了研究。结果表明,对于超级13Cr马氏体不锈钢,复配完井液的主要腐蚀风险来源于其中的S元素夹杂,产物膜中S的富集是造成其耐蚀性降低的主要原因;而对于P110碳钢,高温下腐蚀产物厚且疏松,甲酸盐比例的增加可以缓解其表面腐蚀产物的沉积,从而提高产物膜的致密性,提高其高温耐蚀性。     

水合物颗粒与矿物表面间粘附力特性及其影响因素

在水合物开采过程中,管道内的液滴和气泡受环境条件影响会转化生成水合物颗粒,水合物颗粒发生聚集时会引起堵塞,导致潜在的安全问题.粘附力是探究开采管道流动安全及水合物颗粒聚集和沉积机理的关键,目前相关研究主要集中在输运过程中水合物颗粒间或颗粒-表面间粘附力的测量和描述,而对开采过程中沉积物矿物润湿性及表面粗糙度对粘附力的影...     

油套管钢在甲酸盐-磷酸盐复配完井液中的腐蚀行为

采用高温高压模拟浸泡试验并结合多种表面分析手段,对超级13Cr马氏体不锈钢（油管钢）和P110碳钢（套管钢）在不同体积百分比的甲酸钾-焦磷酸钾复配完井液的腐蚀行为进行了研究。结果表明,对于超级13Cr马氏体不锈钢,复配完井液的主要腐蚀风险来源于其中的S元素夹杂,产物膜中S的富集是造成其耐蚀性降低的主要原因;而对于P110碳钢,高温下腐蚀产物厚且疏松,甲酸盐比例的增加可以缓解其表面腐蚀产物的沉积,从而提高产物膜的致密性,提高其高温耐蚀性。      

316L不锈钢表面电镀Pd-Ni合金膜在模拟维纶醛化液中的耐蚀性能

维纶生产中的醛化液主要含硫酸、硫酸钠和甲醛,不锈钢在高温醛化液中腐蚀速率很高。通过电镀法在316L不锈钢表面生成了Pd质量分数约为60%的Pd-Ni合金膜层,镀层均匀致密,厚度约2μm,硬度达到540 HV,与基体结合力良好。在80℃的模拟醛化液中,316L不锈钢表面电镀Pd-Ni合金膜后腐蚀速率降低了3个数量级。极化曲线测试表明,电镀Pd-Ni镀层有效促进了不锈钢基体的钝化,316L不锈钢在模拟醛化液中的自腐蚀电位从-0.3 V提高到+0.2 V,低频阻抗值提高了三个数量级。当模拟维纶醛化液中的氯离子质量分数在200μg/g以下时,镀层仍然能够保持良好的耐蚀性;随着氯离子质量分数的提高,试样的自腐蚀电位逐渐负移,腐蚀速率增大。该方法可以改善不锈钢设备在高温醛化液中的耐蚀性。     

不锈钢管制造及使用过程中的酸洗和钝化

简要介绍了不锈钢管表面钝化膜的生成及保护措施,分析了不锈钢管表面钝化处理的方法、选择方式和注意事项.分析表明,局部污损是造成不锈钢腐蚀的基本诱因,合理地除氧化皮酸洗或其他表面除污钝化处理是必须的,但酸洗过程中必须严格控制浸泡时间,酸洗时间过长容易导致霜冻状毛面,甚至出现孔蚀现象;不锈钢管表面刷漆并不是有效的防腐方式,相反有可能会加速不锈钢管的局部腐蚀.     

Pretreatment with citric acid or a mixture of nitric acid and citric acid to suppress egg white protein deposit formation on stainless steel surfaces and to ease its removal during cleaning

Fouling, adhesion of protein onto a food contact surface, is an important difficulty hindering the pasteurization processing of egg products. To explore a strategy for efficient cleaning of a food contact surface fouled by adherent egg protein, this study investigated the effects of stainless steel surface pretreatment with citric acid or a mixture of nitric acid and citric acid on the adhesion and removability of egg white protein. The 1.05% citric acid pretreatment for 120 min was effective to suppress egg white protein adhesion to a stainless steel surface at 30–80 °C. Pretreatment with nitric acid (1.05% or 4.55%) containing 1.05% citric acid was also effective at 60 °C, which is relevant as a practical pasteurization temperature of egg products. Reducing the pretreatment time from 120 to 15 min was still effective to suppress egg white protein adhesion significantly. Pretreatment with 1.05% nitric acid containing 1.05% citric acid caused higher removability of adhered protein during the cleaning process, especially at higher temperatures. These results demonstrate that pretreatment with nitric acid containing citric acid might be an excellent choice for promoting the efficient cleaning of food manufacturing equipment that has been fouled with egg products.