Circolazione di liquidi corrosiva! Test di accoppiamento multifattore per simulare un ambiente marino profondo ricco di zolfo
Con il continuo sviluppo delle risorse delle acque profonde, la corrosione dei materiali nell'ambiente delle profondità marine ha attirato sempre più attenzione. Recentemente, un progetto suProva di accoppiamento multifattore di circolazione di liquidi corrosiviI risultati della ricerca hanno innescato un’ampia discussione. Questo studio ha analizzato sistematicamente il comportamento alla corrosione dei materiali in condizioni complesse simulando un ambiente di acque profonde ricco di zolfo, fornendo un riferimento importante per la selezione dei materiali e la protezione delle apparecchiature di acque profonde.
1. Contesto e significato della ricerca

L'ambiente del mare profondo ha le caratteristiche di alta pressione, bassa temperatura, alto contenuto di sale e ricco di zolfo. In particolare, l’area idrotermale del fondale marino è ricca di mezzi corrosivi come l’idrogeno solforato, che provoca grave corrosione ai materiali metallici. I tradizionali test di corrosione a fattore singolo difficilmente riflettono l’ambiente reale, quindi i test di accoppiamento multifattore sono diventati un punto caldo della ricerca.
2. Disegno e metodi sperimentali
Il gruppo di ricerca ha progettato un sistema di circolazione di liquidi corrosivi per simulare i cambiamenti dinamici dell'ambiente ricco di zolfo delle profondità marine. L'esperimento adotta un metodo di accoppiamento multifattore, compreso l'effetto sinergico di pressione, temperatura, concentrazione di solfuri, portata e altre variabili. Di seguito sono riportate le impostazioni dei parametri principali dell'esperimento:
| parametro | portata | unità |
|---|---|---|
| pressione | 5-30 | MPa |
| temperatura | 2-350 | °C |
| Concentrazione di solfuri | 0,1-10 | mmol/l |
| portata | 0,1-2 | SM |
| Valore del pH | 2-8 | - |
3. Risultati sperimentali e analisi
Attraverso 10 giorni di test continui, il gruppo di ricerca ha ottenuto i seguenti dati chiave:
| Tipo di materiale | velocità media di corrosione | Profondità massima di vaiolatura | Coefficiente di influenza dei solfuri |
|---|---|---|---|
| Acciaio inossidabile 316L | 0,12 | 25.4 | 1.8 |
| Lega di titanio | 0,03 | 8.7 | 0,5 |
| Lega a base di nichel | 0,08 | 15.2 | 1.2 |
| acciaio al carbonio | 0,45 | 68.9 | 3.5 |
I risultati sperimentali mostrano:
1.Lega di titanioFunziona meglio in ambienti marini ricchi di zolfo e ha il tasso di corrosione più basso;
2.Concentrazione di solfuriL'effetto della corrosione è più significativo sull'acciaio al carbonio;
3.portataGli aumenti intensificheranno la corrosione uniforme di tutti i materiali;
4.pressione e temperaturaL'effetto di accoppiamento accelererà lo sviluppo della corrosione locale.
4. Scoperte e innovazioni tecnologiche
Le principali novità di questo studio sono:
1. Implementato per la prima voltaCircolazione di liquidi corrosiviMetodi di prova abbinati a dinamiche multifattoriali;
2. Sviluppato un sistema sperimentale in grado di simulare rapidi cambiamenti nei parametri ambientali delle profondità marine;
3. È stato stabilito un modello di relazione quantitativa tra la concentrazione di solfuri e la velocità di corrosione.
5. Prospettive applicative
I risultati della ricerca possono essere applicati a:
1. Screening e ottimizzazione dei materiali delle apparecchiature per acque profonde;
2. Progettazione anticorrosione di oleodotti e gasdotti sottomarini;
3. Previsione della vita delle apparecchiature per l'esplorazione delle profondità marine;
4. Creazione di un database sui materiali ambientali estremi.
6. Risposta del settore
Questa ricerca ha causato forti reazioni nei campi della scienza dei materiali e dell'ingegneria oceanica. Molti esperti hanno affermato che questo metodo di test di accoppiamento multifattore è più vicino alle condizioni di lavoro reali ed è di grande importanza per migliorare l'affidabilità delle apparecchiature per acque profonde. Si prevede che in futuro più gruppi di ricerca adotteranno protocolli di test simili.
7. Prospettive future
Piani del gruppo di ricerca:
1. Ampliare le tipologie di materiali di prova, compresi nuovi materiali compositi e rivestimenti;
2. Estendere il ciclo di prova e studiare il comportamento alla corrosione a lungo termine;
3. Sviluppare un sistema intelligente di previsione della corrosione;
4. Cooperare con le aziende produttrici di apparecchiature per promuovere la trasformazione dei risultati.
Questa ricerca non solo fornisce nuovi metodi di prova per la scienza dei materiali delle acque profonde, ma fornisce anche supporto tecnico per l'attuazione della strategia per le acque profonde del mio Paese. Con l'accumulo di dati di test, verrà formato un sistema di valutazione della corrosione dei materiali di acque profonde più completo.
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