典型奥氏体不锈钢高温高流速环烷酸腐蚀行为研究
环烷酸腐蚀一直是世界炼油行业亟待解决的腐蚀难点问题之一。近年来，随着高酸值含硫原油的炼制比例逐年增长，炼油设备的腐蚀日益加重。炼油厂一般通过材料升级，选择奥氏体不锈钢来应对高酸值原油腐蚀问题。通过试验测试奥氏体不锈钢耐环烷酸腐蚀性能意义很重大。
本文通过实验室测试和数值模拟分析开展高温高流速环烷酸腐蚀性能研究，揭示典型奥氏体不锈钢321和316L在不同温度、时间和冲刷角下的腐蚀特性变化规律，采用CFD方法分析了管流试验法测试段流场和喷射冲击流场特征。最后将试验结果和模拟结果进行对比。
管流法试验结果表明：两种奥氏体不锈钢材质都具有很好的耐环烷酸腐蚀性能。由于含有Mo元素而提高基体抗环烷酸腐蚀性能，316L不锈钢比321具有更好的耐蚀性能。按照NACERP-0775-91标准对腐蚀程度的规定，321不锈钢发生中度腐蚀，而316L只发生轻度腐蚀。试验温度增大，321和316L腐蚀速率相应增大；测试试验加长，腐蚀速率随之减小；两种不锈钢在冲刷角90°下的腐蚀速率明显高于0°。试验数据与相近条件下的在线监测数据以及API581数据对比结果基本一致。
数值模拟结果表明：测试段管内90°冲刷角下试样周围流速、近壁处湍流强度和壁面剪切应力均大于0°冲刷角。喷射冲击流场模拟结果表明喷嘴出口流速越大，壁面剪切应力和近壁处湍流强度越大，而环境温度升高，壁面剪切应力相应减小。距离H的减小和喷嘴出口流速U的增加能够有效提高冲击区轴心线近壁面处湍流强度。而过低距离H将迅速增加喷嘴出口压力，影响设备的安全运行。对比模拟结果和管流法以及喷射冲击法试验结果，表明近壁处湍流强度和壁面剪切应力较大处，环烷酸腐蚀严重。
奥氏体不锈钢;环烷酸腐蚀;耐蚀性能;壁面剪切应力;湍流强度;数值模拟
浙江工业大学
硕士
化工过程机械
杨铁成;张玮
2010
中文
TE986;TE980.1
2011-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）