玻璃钢在CO2环境中的腐蚀行为及其性能研究
玻璃钢研究报告

玻璃钢研究报告
玻璃钢是一种由玻璃纤维和树脂组成的复合材料,具有优异的耐腐蚀性、耐热性、耐磨性和强度等特点。
本研究报告综述了玻璃钢的制备工艺、性能表征、应用领域等方面的研究进展。
首先介绍了玻璃钢的制备工艺,包括手工制作、模塑法、喷涂法、卷材法等。
其中,卷材法在制备大尺寸、高质量的玻璃钢结构中得到了广泛应用。
其次,总结了玻璃钢的性能表征方法,包括力学性能、耐腐蚀性能、热力学性能、阻燃性能等方面。
通过对不同制备工艺、不同树脂体系、不同纤维类型的玻璃钢进行性能测试,得出了一系列数据和结论,为玻璃钢的应用提供了理论基础和技术支持。
最后,阐述了玻璃钢的应用领域,包括船舶、化工、建筑、汽车、体育器材等。
在这些领域中,玻璃钢已经成为了不可或缺的材料。
综上所述,本研究报告为玻璃钢的研究提供了全面的概述和分析,为该材料的制备和应用提供了重要的参考和指导。
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二氧化碳腐蚀防护对策研究

二氧化碳腐蚀防护对策研究二氧化碳腐蚀是指在不同环境条件下,二氧化碳与金属表面相互作用导致的腐蚀行为。
这种腐蚀现象在石油、化工、能源等领域广泛存在,严重影响了设备的性能和安全性。
因此,针对二氧化碳腐蚀防护对策的研究具有重要意义。
本文将介绍二氧化碳腐蚀防护对策的研究现状和具体应用,以期为相关领域的研究提供参考。
二氧化碳腐蚀防护对策的研究背景和现状可以追溯到20世纪初。
随着工业化的不断发展,石油、化工、能源等领域的设备普遍存在二氧化碳腐蚀问题。
尽管已经采取了一些防腐措施,如使用耐腐蚀材料、涂层等,但二氧化碳腐蚀仍然是一个亟须解决的难点。
因此,针对二氧化碳腐蚀防护对策的研究一直受到广泛。
本文采用了文献调研、实验设计、数据分析和模型构建等多种研究方法和技术。
通过文献调研了解二氧化碳腐蚀的机理和影响因素,以及现有防腐措施的效果和优劣。
结合实验设计,对不同防腐措施进行对比研究,分析其防腐蚀性能。
运用数据分析和模型构建方法,对实验结果进行深入分析和讨论,揭示二氧化碳腐蚀防护对策的规律和趋势。
二氧化碳腐蚀机理:二氧化碳腐蚀主要受温度、压力、流速、二氧化碳分压等因素影响。
在高温高压的条件下,二氧化碳与金属表面发生化学反应,导致设备腐蚀。
防护措施的效果:针对二氧化碳腐蚀问题,已研发出多种防腐措施,如使用耐腐蚀材料、涂层、缓蚀剂等。
实验结果表明,这些防腐措施在不同条件下具有一定的防腐蚀性能,但尚存在优劣之分。
优劣分析:通过对不同防腐措施进行对比研究,发现采用复合防腐措施(如耐腐蚀材料+涂层+缓蚀剂)能够获得更好的防腐蚀效果。
加强设备结构设计,降低流速和减少二氧化碳分压也能够有效减缓二氧化碳腐蚀。
根据实验结果,我们对二氧化碳腐蚀防护对策进行了深入分析和讨论。
未来研究方向和趋势如下:进一步探索二氧化碳腐蚀机理和影响因素,完善二氧化碳腐蚀理论体系。
加强新型防腐材料和涂层的研究与开发,提高防腐措施的效果和持久性。
深入研究复合防腐措施之间的协同作用,优化防腐方案,降低防护成本。
CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟石善志;董宝军;曾德智;于会永;陈禹欣【期刊名称】《西南石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(040)004【摘要】CO2辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO2辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO2腐蚀行为的研究较少.为此,利用高温高压釜模拟CO2辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO2分压为2 MPa,240.C的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀彤貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征.结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标(0.076 mm/a);N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO2辅助蒸汽驱注气并筒腐蚀控制要求.【总页数】7页(P162-168)【作者】石善志;董宝军;曾德智;于会永;陈禹欣【作者单位】新疆油田工程技术研究院,新疆克拉玛依834000;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;新疆油田工程技术研究院,新疆克拉玛依834000;新疆油田工程技术研究院,新疆克拉玛依834000【正文语种】中文【中图分类】TE98【相关文献】1.钢板成分及热处理工艺对r中Cr钢耐CO2腐蚀性能的影响 [J], 袁睿;顾洋;武会宾;吴滔2.模拟CO2驱环境中咪唑啉类缓蚀剂对J55钢腐蚀性能的影响 [J], 尹志福;李辉;刘立;马彬;王珂3.辅助蒸汽驱油环境中CO2分压对N80钢腐蚀行为的影响 [J], 董宝军;曾德智;石善志;于会永;陈禹欣;鲁文婷4.铬铝合金化对CT80钢抗CO2腐蚀性能的影响 [J], 余晗;张骁勇;毕宗岳5.回火温度对Cr7钢耐CO2腐蚀性能的影响 [J], 顾洋;宋帅;武会宾;张志慧;张鹏程因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
超级13cr在h2s和co2共存环境下的腐蚀行为影响研究

试样材料取自满足 95ksi钢级性能要求的样 管,规格为 177.8mm×10.36mm,其成分及夹杂 物评 级 如 表 1、2所 示,基 本 的 力 学 性 能 如 表 3 所示。
近年来,关于超级 13Cr钢在各种环境中的腐 蚀行为研究内容非常丰富,尤其对于常用的 CO2、 Cl-共存 的 高 温 环 境 下 的 腐 蚀 行 为 研 究 内 容 较 多[1-3]。如 Sunaba等[1]研究了不同系列的 13Cr 和 15Cr在 Cl离子和 CO2共存的高温环境下腐蚀 行为,结果表明,普通的 13Cr和 4Ni1Mo的 13Cr 在各高温条件下的腐蚀速率受 Cl离子浓度影响 显著,但 5Ni2Mo的超级 13Cr和 6Ni2Mo的超级 15Cr则对 Cl离子浓度不敏感。另外,当钝化电
Keywords:martensiticstainlesssteel;corrosion;inclusion;H2S;CO2
13Cr马 氏 体 不 锈 钢 是 油 气 开 采 领 域 常 用 的 一种 耐 蚀 合 金,采 用 超 低 碳 设 计 并 加 入 较 多 的 Ni、Mo等 元 素 的 超 级 13Cr钢 可 以 实 现 110ksi (1ksi=6.895MPa)以 上 的 高 强 度,且 在 油 田 常 见的 CO2+Cl-环境中具有良好的耐腐蚀性能。 因此,近些年来广泛应用于含有高浓度 CO2 油气 资源的开采。同时由于其并非像镍基合金、钛合 金等适用于绝大多数的腐蚀性环境,近年来在一
ZHANG Chunxia,QIYamengandZHANG Zhonghua (ResearchInstitute,BaoshanIron& SteelCo.,Ltd.,Shanghai201999,China)
玻璃钢在盐雾环境中腐蚀和性能演变规律的试验

玻璃钢在盐雾环境中腐蚀和性能演变规律的试验玻璃钢是一种由玻璃纤维增强材料与树脂基体复合而成的复合材料,具有优异的性能,广泛应用于船舶、石油化工、建筑和轨道交通等领域。
然而,玻璃钢在盐雾环境中容易腐蚀,降低其性能,影响其使用寿命。
为了研究玻璃钢在盐雾环境中的腐蚀现象和性能演变规律,我们进行了一系列的试验。
首先,我们选择了一种常用的玻璃钢板材,将其切割成试样。
然后,将试样分别暴露在不同浓度的盐溶液中,通过湿热交替法进行盐雾腐蚀试验。
在试验过程中,我们定期对试样进行观察和测试,以了解其腐蚀状况和性能演变。
试验结果表明,在盐雾环境中,玻璃钢表面会出现白色粉末状物质,这是由于盐溶液中的盐分在空气中结晶产生的。
同时,试样的表面开始出现细小的气孔和裂纹,这是由于盐溶液的侵蚀作用造成的。
随着试验时间的增加,这些细小的气孔和裂纹逐渐扩大,并逐渐融合成更大的孔洞和裂纹。
这些缺陷会降低玻璃钢的强度、刚度和耐久性。
同时,我们对试样进行了拉伸实验和冲击实验,以评估其性能演变情况。
在盐雾环境中,玻璃钢的拉伸强度会逐渐下降,这是由于材料内部的气孔和裂纹增多导致的。
而冲击强度则会逐渐增加,这是由于盐溶液的侵蚀作用使得材料的吸能能力增强。
然而,这种提高的冲击强度并不能抵消其降低的拉伸强度,从而导致了玻璃钢整体性能的下降。
除此之外,我们还发现,在盐雾环境中,玻璃钢的表面硬度会下降,这是由于盐溶液侵蚀使得树脂基体软化的结果。
同时,玻璃钢的耐磨性也会降低,这是由于盐溶液中的盐分会增加材料的摩擦系数。
另外,玻璃钢的导热性能也会受到影响,这是由于盐溶液的侵蚀造成的孔洞和裂纹会降低材料的导热性能。
总结起来,玻璃钢在盐雾环境中容易发生腐蚀,并且其性能会逐渐下降。
在盐雾环境中,玻璃钢的表面会出现粉末状物质、细小的气孔和裂纹,这会导致其强度、刚度和耐久性降低。
同时,玻璃钢的表面硬度降低、耐磨性下降和导热性能降低。
因此,在实际应用中,需要选择合适的涂层或采取其他措施来保护玻璃钢材料免受盐雾腐蚀的影响,延长其使用寿命。
超临界二氧化碳环境中低合金钢T24耐腐蚀性能研究

第51卷 第1期 表面技术2022年1月 SURFACE TECHNOLOGY ·79·收稿日期:2021-06-19;修订日期:2021-09-21 Received :2021-06-19;Revised :2021-09-21基金项目:国家重点研发计划(2020YFF0218102);黑龙江省自然科学基金项目(YQ2020E032)Fund :The National Key Research and Development Program of China (2020YFF0218102), Natural Science Foundation of Heilongjiang Province of China (YQ2020E032) 作者简介:王硕(1986—),男,硕士,高级工程师,主要研究方向为能源装备材料性能研究及环境行为。
Biography :WANG Shuo (1986—), Male, Master, Senior engineer, Research focus: performance research and environmental behavior of energy equipment material.通讯作者:刘光奎(1986—),男,博士,高级工程师,主要研究方向为电站锅炉检验与评价。
Corresponding author :LIU Guang-kui (1986—), Male, Ph. D., Senior engineer, Research focus: inspection and evaluation of power plant boiler.引文格式:王硕, 车鹏程, 程义, 等. 超临界二氧化碳环境中低合金钢T24耐腐蚀性能研究[J]. 表面技术, 2022, 51(1): 79-85.WANG Shuo, CHE Peng-cheng, CHENG Yi, et al. Study on Corrosion Behavior of Low Alloy Heat Resistant Steel T24 in Supercritical Carbon 超临界二氧化碳环境中低合金钢T24耐腐蚀性能研究王硕1,车鹏程2,程义1,谢敏2,梁奎3,刘光奎3(1.高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室(哈尔滨锅炉厂有限责任公司),哈尔滨 150046;2.哈电发电设备国家工程研究中心有限公司,哈尔滨 150028;3.中国特种设备检测研究院,北京 100029) 摘 要:目的 获得低合金钢T24在550、600 ℃,25 MPa 超临界二氧化碳环境中的抗腐蚀性能,为超临界二氧化碳环境中的锅炉选材提供基础数据。
二氧化碳腐蚀试验
二氧化碳腐蚀试验引言:二氧化碳腐蚀是一种常见的金属腐蚀现象,特别是在工业环境中,如石油化工、能源、航空航天等领域,二氧化碳腐蚀对设备和结构的安全和可靠性造成了威胁。
因此,研究二氧化碳腐蚀机理和寻找有效的防护措施具有重要意义。
一、二氧化碳腐蚀的机理二氧化碳腐蚀是指金属与二氧化碳气体发生化学反应,导致金属表面出现腐蚀现象。
这种腐蚀通常发生在高温高压的工业环境中,如油气田、化工装置等。
二氧化碳腐蚀主要有以下几个方面的机理:1. 电化学腐蚀:二氧化碳溶解在水中会生成碳酸,而碳酸具有一定的电离能力,形成的氢离子可以加速金属的腐蚀过程。
2. 碱性腐蚀:二氧化碳溶解在水中会生成碳酸根离子,而碳酸根离子具有一定的碱性,对金属具有腐蚀性。
3. 氧化腐蚀:二氧化碳中的氧气和金属表面发生氧化反应,导致金属表面形成氧化物,进而引发腐蚀。
二、二氧化碳腐蚀试验的目的和方法为了研究二氧化碳腐蚀的机理和评估材料的腐蚀性能,科学家们开展了二氧化碳腐蚀试验。
这些试验的主要目的是测量材料在二氧化碳环境中的腐蚀速率和腐蚀形态,以及评估不同防护措施对腐蚀的效果。
常用的二氧化碳腐蚀试验方法包括:1. 重量损失法:将试样暴露在二氧化碳环境中一定时间后,通过测量试样的重量变化来计算腐蚀速率。
2. 电化学法:使用电化学方法测量试样在二氧化碳环境中的腐蚀电流和电位,以评估材料的腐蚀性能。
3. 表面分析法:通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等表面分析技术,观察和分析试样表面的腐蚀形貌和化学成分。
三、二氧化碳腐蚀试验的影响因素二氧化碳腐蚀的严重程度受多种因素的影响,包括二氧化碳浓度、温度、压力、流速、材料成分等。
其中,二氧化碳浓度是影响二氧化碳腐蚀最重要的因素之一。
随着二氧化碳浓度的增加,腐蚀速率也相应增加。
此外,温度、压力和流速的增加也会加剧二氧化碳腐蚀的程度。
四、二氧化碳腐蚀的防护措施为了减轻二氧化碳腐蚀对设备和结构的损害,科学家们提出了多种有效的防护措施。
玻璃钢复合材料耐腐蚀性能研究
玻璃钢复合材料耐腐蚀性能研究文章研究了分别以环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢复合材料在苛刻外部使用环境下的耐腐蚀性能,通过对比试验前后复合材料表面形貌的变化、耐热性能的衰退、硬度、拉伸及弯曲强度、模量等的一系列变化来综合评价此玻璃钢复合材料的耐腐蚀性能。
标签:玻璃钢复合材料;环氧乙烯基树脂;耐腐蚀1 前言我国的玻璃钢复合材料开发和应用在近年来得到了快速的发展,无论在材料制备技术、材料设计种类以及生产规模等各个方面有了明显的突破。
虽然如此,但是目前国内玻璃钢復合材料的新产品的开发和性能研究等方面还需进一步提高。
使用性能方面的研究对玻璃钢复合材料在各个领域应用具有着重要的战略意义,同时性能的系统性研究有助于新产品的系列开发和其应用领域的拓展。
本文分别以环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢复合材料,系统研究其在极端外部使用条件下耐腐蚀性,以期积累此复合材料使用过程中的各种性能数据,为完善和优化复合材料的结构设计做出重要的数据积累。
2 材料、试样制备和试验仪器2.1 材料试验基体材料:环氧乙烯基不饱和聚酯树脂-961(黑龙江石化所)、不饱和聚酯树-191(常州精细化工有限公司);增强材料:SW110 玻璃纤维布(北京航空制造工程研究所);引发剂:过氧化甲乙酮(活性氧含量10.8%);促进剂:环烷酸钴。
2.2 试样制备本次试验试样形式为板材,通过湿法手糊工艺制造,接触压力为0.017kg/cm。
分别采用环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢层合对比试件板(11层)。
2.3 实验仪器玻璃化转变温度(Tg):采用diamond630型差热分析仪(美国PerkinElmer 公司);硬度测试:采用巴氏硬度计;拉伸强度:采用Instron5582万能材料试验机(美国英斯特朗公司),温度18℃,湿度42%;弯曲强度:Instron5582采用Instron5582万能材料试验机(美国英斯特朗公司),温度18℃,湿度42%。
20#钢在CO2-H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为
20#钢在CO2-H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为引言:随着石油和天然气开采的日益增多,CO2/H2O气液两相泡状流在油田开发、石油储运等领域越发常见。
然而,钢材在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀问题仍然困扰着相关行业。
本文旨在探讨20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为,以期提供保护钢材腐蚀的有效途径。
一、CO2/H2O气液两相体系的腐蚀特性CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀问题主要由CO2的存在引起。
CO2溶解于水中会形成碳酸,导致溶液呈酸性,从而加速钢材的腐蚀。
此外,CO2还可通过与钢材表面的氢氧化铁反应生成水合铁离子,使钢材形成锈蚀。
二、20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为1. 腐蚀速率实验证明,20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀速率较高。
这是因为泡状流使得CO2与水充分接触、混合,形成强酸性环境,使钢材表面迅速腐蚀。
2. 腐蚀形貌20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀形貌主要表现为点蚀和均匀腐蚀。
点蚀是由于CO2泡在水中爆裂时所产生的高速冲击力导致钢材表面被剥蚀,呈现小孔状的腐蚀坑。
均匀腐蚀则是由于CO2溶解于水中生成的碳酸使钢材表面均匀腐蚀。
三、保护钢材腐蚀的措施1. 阳极保护阳极保护是通过将另一金属作为阳极与20#钢相连,以保护钢材不被腐蚀。
常用的阳极保护方法有镀锌、铝合金阳极保护等。
2. 有机涂层有机涂层可以形成一层保护膜,防止CO2和水与钢材直接接触,从而减缓钢材的腐蚀速率。
3. 材料优化钢材的合金化改性可以提高其抗腐蚀性能。
通过加入一定量的镍、铜等元素,可以降低钢材的腐蚀速率。
4. 清洗与维护定期进行泡状流管道的清洗维护,可有效减少沉积物的堆积,从而减缓钢材的腐蚀。
结论:20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中存在较严重的腐蚀问题。
针对此问题,可以通过采取阳极保护、有机涂层、材料优化以及定期清洗与维护等措施来保护钢材不被腐蚀。
超临界CO2对钢材的腐蚀实验研究
使用盐水加腐蚀 性物质 ( C H S C 如 O 、 、I 等) 的体 静态高压釜 , 见装置示意图 2 。
系来模拟生产现场 的腐蚀环境 , 而很少考虑原油的 实验前在高压釜 中注入腐蚀液至釜中线 , 先通 影响。这样的评价体 系可能脱离实际 , 用这样 的数 入高纯氮 2h 除氧 , 然后分别在气相 、 液相安装处理
。
维普资讯
第2 期
张 颖 等 1 超临界 C : 0 对钢材 的腐蚀实验研究
9 3
石油工业生产 中的流体通常是油水混相流体 ,
原油根据实验设计条件以 0 1%、0 、0 、 、0 3 % 5 %
流体 中石油的种类和含量是影响系统腐蚀行为的重 7 % 、 % 、 o 0 9 0 1 %的含量加入 。 0 要因素之一H 。然而 , j 在研究管材腐蚀行为时 , 通常 实验设备采用美国 C rs公司生产的 10M a oe tt 0 P
2 西南石油大学材料科学 与工 程学院) .
摘要: 采用静态高温高压釜及 S M现代分析测试手段, E 在分析超临界 c 2 0 存在形式及与原油、 水交互作用的基础上, 进行 了 超临界 c 0 对钢材的腐蚀实验研究。结果表明, 在腐蚀 系统 S Fc 2 C .0 气相中, 存在 c : 0 腐蚀现象; 液相中, 腐
加, 会抑制钢材腐蚀 。 关键词 :超临界 C 2 O 腐蚀 : 8 ;油水混相流体 N 0钢
中圈分类号 : E 8 T 93
文献标识码 : A
q工
● , 6
5
引 言
度, 一定条件下 , 溶解度越高腐蚀性越强。图 l _ 为 3
C: O 在水中溶解 度与温度 、 压力关 系图, 由图可知 ,
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Classified Index: TB332 U.D.C: 620
Dissertation for the Master Degree in Engineering
THE RESEARCH OF CORROSION BEHAVIOR AND ITS PROPERTIES OF GFRP IN CO2 ENVIRONMENT
-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Glass fiber reinforced plastic (GFRP) is widely used as pipes for gathering and transportation of oil and gas by its excellent comprehensive properties. However, there are few research and related reports on the corrosion problems of GFRP pipes for transport medium containing CO2 in oil and gas engineering. Therefore this study of corrosion behavior and its properties of GFRP pipes in CO2 medium enviromental conditions is provided with significance. In this paper, aromatic amine curing and anhydride curing epoxy GFRP pipes as pipes were choosed for corrosion tests in medium containing crude oil, CO2 and water in laboratory. The change in the functionl groups located in the inner surface of the two kinds of GFRP pipes before and after corrosion were analyzed by IR. The change in the elements and functionl groups of the two kinds of GFRP pipes before and after corrosion were analyzed by XPS. The change in the thermal effects and Tg of the two kinds of GFRP pipes before and after corrosion were analyzed by DTA. The change in morphology of the surface and morphology of different delamination depth of the two kinds of GFRP pipes before and after corrosion were analyzed by SEM. The change in the ring stiffness, barcol hardness, resin content, degree of curing, density and other properties of the two kinds of GFRP pipes before and after corrosion were analyzed. By the results of these analyses to explore chemical corrosion reactions and physical corrosion process of the two kinds of GFRP pipes in CO2 corrosion environment. To study the influence of different pressures on the corrosion extent and physical and mechanical properties of the two kinds of GFRP pipes in CO2 corrosion environment. The results showed that the number of hydroxy (-OH) decreased and the number of C-O-C increased of aromatic amine curing and anhydride curing epoxy GFRP pipes, and the number of carbonyl (C=O) of anhydride curing epoxy GFRP pipes decreased slightly, but the change in the number of these functional groups were not large. Peviously, either of the two kinds of GFRP pipes suffered a chemical corrosion in the CO2 corrosion environment, but not serious. It is inferred that chemical corrosion mainly were CO2 with the hydroxy (-OH) of the surface of the pipes occured the chemical reaction, to produce the C-O-C at the same time also had water, and the part of the carbonyl (C=O) of the anhydride curing GFRP pipe occured the reaction too. The SEM analysis showed that the two kinds of GFRP pipes suffered a physical corrosion in CO2 medium environment. The inner surface of the corroded pipes were rough, uneven, more defects appeared, the defects became lager, deeper, even micro-cracks appeared, the resin sheded and the fiber exposed out, and ring stiffness, barcol hardness, degree of curing, resin content, density and Tg had a certain degree of reduction. It is inferred that
硕士学位论文
玻璃钢在 CO2 环境中的腐蚀 行为及其性能研究
THE RESEARCH OF CORROSION BEHAVIOR AND ITS PROPERTIES OF GFRP IN CO2 ENVIROMENT
周立娜
哈尔滨工业大学 2012 年 7 月
国内图书分类号:TB332 国际图书分类号:620
Candidate: Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation: Date of Defence: Degree-Conferring Institution:
Zhou Lina Associate Prof. Ju Chunhua Master of Science in Engineering Materials Science School of Material Sci. & Eng. July, 2012 Harbin Institute文
摘
要
玻璃钢(以下简称 GFRP, Glsss Fiber Reinforced Plastic),由于其优异的综合性 能而被广泛用做石油天然气的集输管材,但关于输送含 CO2 介质油气管材腐蚀问 题的研究及相关报导尚少。因此关于 GFRP 管材在 CO2 介质环境条件下的腐蚀行 为及其性能的研究具有重要意义。 本文采用芳胺固化和酸酐固化两种固化类型的环氧玻璃钢管材为试验研究对 象,在实验室的条件下进行 GFRP 管材在含有原油、CO2 和水介质中的腐蚀试 验。利用红外光谱分析腐蚀前后两种 GFRP 管材的内表面树脂官能团的变化;利 用 XPS 分析两种 GFRP 管材腐蚀前后元素及其官能团的变化;利用 DTA 分析两 种 GFRP 管材腐蚀前后的热效应和 Tg 的变化;利用 SEM 分析两种 GFRP 管材腐 蚀前后的表面形貌变化和不同剥层深度处的形貌变化;测定分析两种 GFRP 管材 腐蚀前后的环刚度、巴氏硬度、树脂含量、固化度、密度等性能的变化。通过这 些分析结果来探讨两种 GFRP 管材在 CO2 环境中化学腐蚀反应及物理腐蚀过程; 研究不同的压力对两种 GFRP 管材在 CO2 腐蚀环境中的腐蚀程度和物理力学性能 的影响。 试验研究表明,芳胺固化和酸酐固化两种环氧玻璃钢管材的羟基 (-OH) 减 少,C-O-C 官能团有所增加,且酸酐固化 GFRP 管材的羰基(C=O)数量也略有减 少,但是这些官能团的数量变化不大。可见在 CO2 腐蚀环境中,两种玻璃钢管材 发生了化学腐蚀反应,但是化学腐蚀作用非常微弱。推断化学腐蚀主要是 CO2 与 管材表面的羟基(-OH)发生化学反应,产生了 C-O-C 官能团,同时有水的产生; 而且酸酐固化 GFRP 管材的部分羰基(C=O)也发生了反应。扫描电镜分析表明两 种 GFRP 管材在 CO2 介质环境中发生了物理腐蚀现象。腐蚀后管材内表面粗糙、 不平整,缺陷数量增加、增大、变深,甚至出现了微裂纹,表面的树脂发生脱 落,纤维裸露出来,环刚度、巴氏硬度、固化度、树脂含量、密度和玻璃化转变 温度 Tg 均有一定程度的降低。推断物理腐蚀作用主要有介质渗透扩散作用、CO2 “气体炸弹”效应、应力腐蚀效应、流体冲蚀作用等。压力是一个非常重要的环 境因素,具有加速腐蚀的作用。随着压力的增大,两种 GFRP 管材的腐蚀程度越 来越严重,性能也降低得越多。 关键词:GFRP;CO2;腐蚀行为;压力;腐蚀性能