GFRP管材在酸性介质中的腐蚀行为研究

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1、硕士学位论文GFRP管材在酸性介质中的腐蚀行为及性能研究CORROSIONBEHAVIORANDITSPROPERTIESOFGFRPPIPEINACIDICMEDIUM刘兆松哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TB332学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工程硕士学位论文GFRP管材在酸性介质中的腐蚀行为研究硕士研究生：刘兆松导师：鞠春华副教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB332InstitutionC

2、ode:10213U.D.C:620SecurityClassification:OpenDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCORROSIONBEHAVIORANDITSPROPERTIESOFGFRPPIPEINACIDICMEDIUMCandidate：LiuZhaosongSupervisor：AssociateProf.JuChunhuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceinEngineeringSpeciality：MaterialsSc

3、ienceAffiliation：SchoolofMaterialSci.&Eng.DateofDefence：June,2015Degree-ConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要GFRP(GlsssFiberReinforcedPlastic)是玻璃纤维增强树脂基复合材料的英文简称。由于其具有质量轻、强度高、耐蚀性好、绝缘耐温性能优良等优越的性能，在石油天然气的集输管道领域被广泛用。然而作为耐腐蚀性材料的应用，近年也出现了玻璃钢管道腐蚀破损的情况。

4、因为我国绝大部分油气田输送介质为酸性，而且关于弱酸性介质对玻璃钢管道腐蚀的研究较少，因此进行GFRP管材在酸性介质中的腐蚀行的研究具有十分重要的意义。本文采用石油集输管道中常用的酸酐类玻璃纤维增强环氧树脂管材作为试验研究对象，以吉林油田提供的三种浓度的石油混合液作为腐蚀介质，在实验室条件下通过设定不同的温度、压力及试验周期进行了相关试验。利用Fick模型对材料的吸湿性能进行了理论研究，通过扫描电子显微镜、红外光谱、XPS等分析方法对材料的腐蚀行为进行了表征，并对腐蚀过程中材料性能的演变规律进行了分析。研究表明，酸酐类玻璃钢管材的吸湿性能符合Fi

5、ck扩散模型，且温度对扩散系数的影响最大。腐蚀过程中，材料表面出现了腐蚀现象，经分析主要是树脂基体发生了一定程度的水解反应，而纤维及界面未出现明显的腐蚀。在本文研究时间范围内，随着腐蚀时间的延长，除硬度之外，材料的密度及力学性能等均呈指数形式下降，并最终接近某一平衡值，这与试验时间有关。因此可以采用力学性能指标进行材料失效与否的评判。关键词：GFRP；酸性介质；吸湿性能；腐蚀行为；腐蚀性能-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractGlsssFiberReinforcedPlastic,abbreviatedGFRP,isakindof

6、fiberreinforcedresincomposites.Becauseofthesuperiorpropertiessuchlightweight,highstrength,goodcorrosionresistance,asexcellentheatresistance,insulationandothers,theGFRPiswidelyusedinthefieldofoilandgasgatheringpipeline.However,inrecentyears,astheapplicationofcorrosion-resista

7、ntmaterial,therehavebeencasesoftheGFRPpipecorroded.Becausethevastmajorityofthetransmissionmediumisacidicintheoilandgasfields,andlessresearchonacidmediumofglasspipecorrosion,sotheresearchGFRPpipecorrosioninacidicmediumisofgreatsignificance.Inthispaper,theanhydridesGFRP,common

8、lyusedintheoilgatheringpipelinewasstudied.ThemoistureabsorptionofGFRPmateri