工艺参数对2205DSS与TA2在卤水中的腐蚀影响及其数学模型的建立

论文摘要

某盐业集团在开展精卤工程的过程中,由于采用两碱法改变了卤水成分及其制盐工艺参数,致使制盐主体设备出现了严重的局部腐蚀。针对该实际腐蚀问题,本课题进行了初步研究。本文采用电化学方法与失重腐蚀实验法,研究两碱法引起的CO32-浓度与pH值的改变,以及卤水温度与流速对2205DSS与TA2在盐卤介质中的耐腐蚀性能的影响。在本文实验条件范围内,得到如下研究结果:两碱法对2205DSS与TA2在卤水中的耐蚀性能有很大影响;2205DSS在卤水中的腐蚀程度随CO32-浓度、pH值的增大,先加剧、后减轻;TA2在卤水中的腐蚀程度随CO32-浓度和pH值的增大而逐渐加剧。2205DSS与TA2在卤水中的腐蚀程度随卤水流速的增大,先加剧、后减轻;随温度升高,耐卤水腐蚀能力下降。根据实际制盐工艺,初步确定了采用两碱法时的最佳制盐工艺参数值。CO32-在卤水中的浓度应控制在1.0g/L、pH值在8.3～8.7范围,卤水流速在2.0～3.0m/s以内。在该范围内,2205DSS与TA2在卤水中的耐蚀性能相对较好。本文采用电化学交流阻抗技术研究2205DSS与TA2在盐卤介质中的电极反应过程。结果表明:2205DSS与TA2在盐卤水介质中的腐蚀反应既受活化极化控制,又受溶液扩散控制。其中,TA2在卤水介质中的电荷转移参数值为0.35,卤水溶液中O2的扩散系数为5.34×10-7cm2/s。本文首次将软测量技术引入到制盐卤水腐蚀性评估中,根据已测量的环境腐蚀参量与2205DSS及TA2的腐蚀速度之间的数学关系,建立了材质在卤水中的腐蚀数学模型。在20～120℃温度区间内,得到如下研究结果:在静止盐卤水介质中,2205DSS与TA2的腐蚀数学模型分别为:在流动盐卤水介质中,2205DSS与TA2的腐蚀数学模型分别为:

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内制盐工业用材情况
• 1.3.1.1 不锈钢
• 1.3.1.2 双相不锈钢
• 1.3.1.3 钛及其合金
• 1.3.2 国外制盐工业用材情况
• 1.3.3 卤水中影响材质腐蚀的因素
• 1.4 本论文研究的主要内容、难点及技术路线
• 1.4.1 主要内容
• 1.4.2 重点与难点
• 1.4.3 研究方案和可行性分析
• 2 工艺参数对2205DSS 在卤水中的腐蚀影响研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料、介质、药品与设备
• 2.1.2 电化学试验
• 2.1.2.1 静态电化学试验
• 2.1.2.2 动态电化学试验
• 2.1.3 失重腐蚀试验
• 2.1.3.1 静态失重腐蚀试验
• 2.1.3.2 动态失重腐蚀试验
• 2.2 结果与讨论
• 3^2-对2205DSS 耐腐蚀性能影响'>2.2.1 CO₃^2-对2205DSS 耐腐蚀性能影响
• 2.2.1.1 浓度对电化学参数的影响
• 2.2.1.2 浓度对腐蚀速率的影响
• 2.2.2 卤水PH对2205DSS 的腐蚀影响
• 2.2.2.1 pH 对电化学参数的影响
• 2.2.2.2 pH 对腐蚀速度的影响
• 2.2.3 温度对2205DSS 的腐蚀影响
• 2.2.3.1 温度对电化学参数的影响
• 2.2.3.2 温度对腐蚀速率的影响
• 2.2.4 流速对2205DSS 的腐蚀影响
• 2.2.4.1 流速对自腐蚀电位的影响
• 2.2.4.2 流速对腐蚀速率的影响
• 2.2.5 机理探讨
• 2.3 小结
• 3 工艺参数对TA2 在卤水中的腐蚀影响研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料、介质、药品与设备
• 3.1.2 电化学试验
• 3.1.2.1 静态电化学试验
• 3.1.2.2 动态电化学试验
• 3.1.3 失重腐蚀试验
• 3.1.3.1 静态失重腐蚀试验
• 3.1.3.2 动态失重腐蚀试验
• 3.2 结果与讨论
• 3^2-对TA2 耐腐蚀性能影响'>3.2.1 CO₃^2-对TA2 耐腐蚀性能影响
• 3.2.1.1 浓度对电化学参数的影响
• 3.2.1.2 浓度对腐蚀速率的影响
• 3.2.2 PH 对TA2 的腐蚀影响
• 3.2.2.1 pH 对电化学参数的影响
• 3.2.2.2 pH 对腐蚀速率的影响
• 3.2.3 温度对TA2 的腐蚀影响
• 3.2.3.1 温度对电化学参数的影响
• 3.2.3.2 温度对腐蚀速率的影响
• 3.2.4 卤水流速对TA2 的腐蚀影响
• 3.2.4.1 流速对自腐蚀电位的影响
• 3.2.4.2 流速对腐蚀速率的影响
• 3.2.5 机理探讨
• 3.3 小结
• 4 基于工艺参数对材质腐蚀数学模型的建立
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 失重腐蚀试验
• 3^2-浓度测定'>4.1.2 卤水中CO₃^2-浓度测定
• 4.1.3 卤水PH值测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 卤水中腐蚀参量选择
• 4.2.2 2205DSS 腐蚀数学模型的建立
• 4.2.2.1 静态模型的建立
• 3^2-对腐蚀速度的影响'>4.2.2.1.1 CO₃^2-对腐蚀速度的影响
• 4.2.2.1.2 卤水pH 对腐蚀速度的影响
• 4.2.2.1.3 温度对腐蚀速度的影响
• 4.2.2.1.4 软测量模型形式的确立
• 4.2.2.1.5 静态软测量模型的建立
• 4.2.2.2 动态模型的建立
• 4.2.2.3 软测量模型的合理性
• 4.2.3 TA2 腐蚀数学模型的建立
• 4.2.3.1 静态模型的建立
• 3^2-对腐蚀速度的影响'>4.2.3.1.1 CO₃^2-对腐蚀速度的影响
• 4.2.3.1.2 卤水pH 对腐蚀速度的影响
• 4.2.3.1.3 温度对腐蚀速度的影响
• 4.2.3.1.4 软测量模型形式的确立
• 4.2.3.1.5 静态软测量模型的建立
• 4.2.3.2 动态模型的建立
• 4.2.3.3 软测量模型的合理性
• 4.3 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢