海水蒸發(fā)器中鋁管的腐蝕特性與防腐技術(shù)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文海水蒸發(fā)器中鋁管的腐蝕特性與防腐技術(shù)研究海水蒸發(fā)器中鋁管的腐蝕特性與防腐技術(shù)研究TheCrosionacteristicsAntiCrosionTechnologyResearchofAluminumTubeinSeawaterEvapat作者姓名：張文杰學(xué)科、專業(yè)：熱能工程學(xué)號(hào)：21410009指導(dǎo)教師：沈勝?gòu)?qiáng)完成日期：2017年5月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論

2、文I摘要海水是一種腐蝕性較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液，海水淡化工程中傳熱管長(zhǎng)期處于海水的沖刷中，因此，要求傳熱管材必須具備優(yōu)良的耐腐蝕性。鋁合金具有較好的耐腐蝕性、優(yōu)良的導(dǎo)熱性能以及較低的價(jià)格。目前，IDE公司已經(jīng)成功將鋁合金傳熱管應(yīng)用到海水淡化工程中，海水淡化裝置的總造價(jià)節(jié)省接近14的投資。開展海水淡化裝置中傳熱管的腐蝕過(guò)程研究、腐蝕機(jī)理探析，對(duì)于提高傳熱管防腐性能發(fā)展、防腐手段完善有著重要的理論意義。此外，對(duì)于進(jìn)一步降低淡化水的價(jià)格，提高低溫多

3、效蒸發(fā)海水淡化技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)海水淡化事業(yè)的發(fā)展具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本文利用水平管降膜蒸發(fā)腐蝕實(shí)驗(yàn)臺(tái)，選擇鹽度為2.9%的天然海水作為實(shí)驗(yàn)流體，選擇3FL鋁合金管作為實(shí)驗(yàn)管，模擬海水淡化的實(shí)際工況條件進(jìn)行鋁管用于海水蒸發(fā)器的腐蝕特性實(shí)驗(yàn)，以及防腐技術(shù)的效果評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中與海水淡化裝置的降膜蒸發(fā)器的基本工作條件保持一致，系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)海水的飽和溫度為60℃，海水噴淋密度為0.1kg(ms)，脫氣后海水中溶解氧濃度維持在120ppb。實(shí)驗(yàn)過(guò)

4、程中變量為海水的脫離子處理、阻垢劑的添加情況以及管間距。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡SEM和能譜儀EDS分析實(shí)驗(yàn)管表面的微觀形貌和附著物的成分。利用統(tǒng)計(jì)的方法統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)管表面點(diǎn)蝕的直徑和密度。利用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行極化曲線測(cè)試，分析不同海水溶液中3FL鋁合金的腐蝕速度，結(jié)果與腐蝕實(shí)驗(yàn)臺(tái)中實(shí)驗(yàn)管腐蝕規(guī)律基本保持一致。利用ICPOES測(cè)試脫離子過(guò)程中海水中Cu2、Fe3和Ca2濃度的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)脫離子后三種離子的濃度大幅度降低。極化曲線測(cè)試顯示

5、，隨著海水脫離子和脫氣時(shí)間的延長(zhǎng)，鋁合金工作電極的腐蝕速率逐漸下降，脫氣處理對(duì)腐蝕的抑制作用尤其明顯。使用SEM和EDS測(cè)試了不同脫離子處理、不同管間距條件下實(shí)驗(yàn)管表面的微觀形貌，發(fā)現(xiàn)隨著脫離子的處理，實(shí)驗(yàn)管表面的針簇狀CaCO3水垢沉積量明顯降低。隨著管間距的增大，實(shí)驗(yàn)管表面的腐蝕產(chǎn)物層由致密薄層變?yōu)轺[片狀堆積的結(jié)構(gòu)。利用pH儀分析了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中海水酸堿度的變化，隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)海水的pH值有所上升，但始終維持在弱堿性狀態(tài)，這有利于