流动腐蚀及其研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com专论石C油化工腐蚀与防护orrosion&ProtectioninPetrochemicalIndustry2006，23(4)·33·流动腐蚀及其研究进展尚志勇(中国石油化工股份有限公司胜利油Kt分公司，山东滨州256504)摘要：流动腐蚀是引起腐蚀破坏的重要原因。文章综述了流动腐蚀的分类，认为流速、流态、攻角以及固液流动中固体颗粒的性质是引起流动腐蚀的主要因素，而流动限制在临界流速以下能有效抑制流动腐蚀。最后提出实验研究和数值相结合是研究流动腐蚀的有效方法。关键词：流

2、动腐蚀综述实验研究数值计算中图分类号：TB126文献标识码：A文章编号：1007～O15x(20o6)04—0033～03腐蚀是现代工业和生活的重要破坏因素，据估与流动有关的腐蚀计，腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的3％～4％⋯。在流动体系中，腐蚀介质与金属表面加速腐蚀ll抑制腐蚀问的相对运动会加剧金属腐蚀。流动腐蚀就是金流动腐蚀ll流动抑制腐蚀属表面和腐蚀性流体之间由于高速相对运动引起的金属损坏现象，是机械性冲刷和电化学腐蚀交互磨损腐蚀三====作用的结果。当流体中混入固体颗粒时即构成所输送引起谓的液固双相流流

3、动腐蚀。它是引起石油、化工、水利水电等行业中各种泵、阀、管道等部件大量损质量传递一约束腐蚀相传递一约束腐蚀磨损腐蚀坏的重要原因。流动腐蚀比静止介质中的腐蚀要严重得多，尤其是在高速流动条件下。早在上世纪图1流动腐蚀分类{i30年代流动水系统中的钢的腐蚀就引起了人们的2流动腐蚀的影响因素重视，到了8O年代随着现代采油业的发展，迫切需要加强材料的流动腐蚀研究。通常将这种由于腐2．1流速流态流速、流态对流动腐蚀具有十分重要的影响。蚀介质和金属表面相对运动而引起的金属的加剧破坏或腐蚀定义为磨损腐蚀(ErosionCorrosio

4、n)，或一方面许多腐蚀过程往往是扩散控制或混合控制称之为流动腐蚀(Flow—InducedCorrosion)。体系，因而与反应物向材料表面的传输以及腐蚀产物向溶液本体的传输过程相关；另一方面，随时间1流动腐蚀分类的延续，受流速、流态所决定的流动腐蚀形态会反流动腐蚀与静态介质中的区别在于：除了受电过来进一步影响流速流态本身。在流态发生突然化学因素的作用外，流体力学因素对流动腐蚀将产变化的部位(如突然扩充、收缩、凸台、凹槽等)，这种恶性循环会造成过流部件的过早失效。生严重的影响。介质的流动不但促使腐蚀加剧，而且也严重影响

5、着流动腐蚀的机理。在一定的流速流体的流动状态可分为三种(稳流、层流和湍条件下，流道结构确定时，介质流型一定时，导致发流，如图2所示)，它们不仅取决于流速，而且与流生一种形态的腐蚀。随着腐蚀的发展，流道结构发体的物性、设备的几何形状有关，通常用雷诺数生改变，可能引起流动腐蚀形态的变化，这种恶性(Re)来判别。湍流条件下流动腐蚀和流速流态问循环发展的结果一方面导致流动腐蚀加剧，另一方的关系，可用包含三个无量纲数Js，&，以及描面导致流动腐蚀形态的多样化和机理的复杂化。述湍流发展程度的x／d的式(1)来表示：因此，流动腐蚀是

6、一个复杂的过程，其中，介质的流Sh：c．Sc"1Re2(／d)(1)速和流型对流动腐蚀具有十分重要的作用。流动收稿日期：2005—12—01；修稿日期：2006～04—14。腐蚀分类见图1。作者简介：尚志勇(1963一)，男，工程师，现在中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司纯梁采油厂从事技术管理工作。维普资讯http://www.cqvip.com石油化工腐蚀与防护第23卷其中鼽(舍武德数)为全部质量传递与分子扩小。在液／固双相流流动腐蚀条件下，脆性材料(陶散引起的质量传递的比率：瓷、玻璃)的冲蚀率发生在80。处而不

7、是90o。由于液流的粘滞性(水的粘度约为空气的100倍)，实际s^：(2)攻角已无法达到90。。Re为惯性力与摩擦力的比值：2．3颗粒性质Re：丝(3)颗粒性质对液／固双相流流动腐蚀有很大影响。一般条件下，颗粒硬度越高，流动腐蚀越严重。so(斯密特数)为动量传递与分子扩散引起的颗粒浓度越大，流动腐蚀速率的绝对值越大，但并质量传递间的比值：不是以直线性增加，高浓度条件下颗粒间的相互影sc=(4)响所引起的“屏蔽效应”使得其冲蚀效率降低。颗这里，K为传质系数(m／s)，L为特征尺寸(m)，粒半径越大，流动腐蚀速率也越大，值

8、得注意的是y为运动粘度(m2／s)，D为分子扩散系数，U为平均在气／固冲蚀中，颗粒度的巨大变化会引起冲蚀机流速，x为离流态突变处的距离，d为管道直径，c，制的转变。多角颗粒往往比圆形颗粒造成更大的n。、n2和n3为常数。流动腐蚀，多角粒子的切削作用要比圆形粒子的犁削作用产生更大的力学损伤，在液／固双相流中因鼽是传质系数的另一种表达