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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第4期 0155-0158页

作者：王政彬国家能源集团国电电力宣威分公司云南曲靖655000

火力发电厂是国家电力系统的主力军,稳定性和效率反映整个电网的状态。调速器决定着发电机的运行状况,显然是非常重要的。本研究立足于变频调速技术在火力发电厂热工控制中的应用,阐述了变频调速技术的基本概念和工作原理,通过构建电机... 详细信息

火力发电厂是国家电力系统的主力军,稳定性和效率反映整个电网的状态。调速器决定着发电机的运行状况,显然是非常重要的。本研究立足于变频调速技术在火力发电厂热工控制中的应用,阐述了变频调速技术的基本概念和工作原理,通过构建电机运行模型,对比分析了变频调速技术与传统调速方法在运行效率、设备寿命等方面的差异,并提出了基于变频调速技术的热工控制策略,为火力发电厂的运行效率提高和运行成本降低提供了可行的解决方案。

关键词：火力发电厂热工控制变频调速运行效率电机控制

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氧杂质对Zr基非晶合金腐蚀性能的影响

氧杂质对Zr基非晶合金腐蚀性能的影响

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第九届海洋材料与腐蚀防护大会暨第三届钢筋混凝土耐久性与设施服役安全大会

作者：蒋君王政彬李毅中国科学院金属研究所

Zr基非晶合金的工业生产中,氧是不可避免的杂质。由于母材纯度低、设备真空限制造成的低真空以及锆中氧元素溶解度高达30%等原因,工业级的Zr基非晶氧杂质含量比实验条件下高出数倍。目前,大多数研究关注氧杂质对非晶合金非晶形成能力和... 详细信息

Zr基非晶合金的工业生产中,氧是不可避免的杂质。由于母材纯度低、设备真空限制造成的低真空以及锆中氧元素溶解度高达30%等原因,工业级的Zr基非晶氧杂质含量比实验条件下高出数倍。目前,大多数研究关注氧杂质对非晶合金非晶形成能力和力学性能的影响,鲜有研究关注腐蚀性能。基于此,本文采用电化学测试、微观结构表征和表面分析等方法,研究了氧杂质对铸态Zr61Ti2Cu25Al12块体非晶合金腐蚀行为的影响。结果意外地发现,在保持完全非晶结构的情况下,氧杂质可以提高抗点蚀性能,其原因是氧诱导的自由体积湮灭增强了钝化膜的保护性。但添加更多的氧杂质(1800 ppm)会形成具有高反应活性的晶化相,从而降低点蚀抗力。这一发现为氧微合金化设计低成本、性能优异的Zr基非晶合金提供了一条新的途径,对非晶合金的工业应用具有一定的指导和参考价值。

关键词： Zr基非晶氧杂质点蚀性能钝化膜自由体积

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油田注水系统管路腐蚀及主控因素研究

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腐蚀与防护 2023年第1期44卷 63-67,74页

作者：陈堃李东昊刘春辉胡红祥王政彬牛聪西南石油大学成都610500 中国石油化工有限公司天津分公司装备研究院天津300270 辽宁石油化工大学抚顺113000 中国科学院金属研究所沈阳110016

为了明确油田注水管路腐蚀结垢的原因,利用X射线衍射仪和原子吸收分光光度计等仪器对水质和垢样进行了分析,采用电化学测试技术测试了管路材料在不同温度、CO_(2)含量、H2S含量和硫酸盐还原菌(SRB)细菌含量组合作用下的腐蚀速率,设计了... 详细信息

为了明确油田注水管路腐蚀结垢的原因,利用X射线衍射仪和原子吸收分光光度计等仪器对水质和垢样进行了分析,采用电化学测试技术测试了管路材料在不同温度、CO_(2)含量、H2S含量和硫酸盐还原菌(SRB)细菌含量组合作用下的腐蚀速率,设计了正交试验研究多因素耦合作用下腐蚀损伤的主控因素。结果表明,垢样成分中腐蚀垢占主导,温度为腐蚀结垢的主控因素,CO_(2)和H2S对腐蚀均有两面性作用。

关键词：油田注水系统腐蚀结垢正交试验主控因素

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醋酸环境下金属材料腐蚀行为的研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2023年第1期43卷 13-21页

作者：刘明明杨小兵陈晓琪王政彬郑玉贵贺春林沈阳大学师范学院沈阳110044 中国科学院金属研究所、中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 南通醋酸纤维有限公司南通226008 沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室沈阳110044

以醋酸环境下金属部件的腐蚀失效案例为导向,总结了金属材料在醋酸环境下的腐蚀机理、影响因素(如醋酸温度、浓度、杂质等)及防护措施,旨在为醋酸环境用金属材料的选择以及制定合理的防腐方案提供一定指导。

关键词：醋酸金属材料腐蚀机理影响因素防护措施

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垢层和硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀协同作用研究

垢层和硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀协同作用研究

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第十二届全国腐蚀与防护大会

作者：杨杰王政彬郑玉贵中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所中国科学技术大学材料科学与工程学院

垢下腐蚀(Under-deposit corrosion, UDC)和微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion,MIC)是油气生产中常见的腐蚀形式,容易造成重大经济损失。目前,关于垢层和微生物在油气生产环境中对碳钢腐蚀的研究较多且形成了被广泛认... 详细信息

垢下腐蚀(Under-deposit corrosion, UDC)和微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion,MIC)是油气生产中常见的腐蚀形式,容易造成重大经济损失。目前,关于垢层和微生物在油气生产环境中对碳钢腐蚀的研究较多且形成了被广泛认可的理论。然而,实际工况下垢层和硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria, SRB)等微生物往往同时存在于碳钢管道引发腐蚀,因此,研究垢层和SRB对碳钢腐蚀协同作用至关重要。本研究使用石英砂作为垢层,采用人工压垢的方式设计四组实验(空白组、垢层组、SRB组和垢层+SRB组),阐明垢层和硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀的协同作用。通过失重与电化学测量以及白光干涉分析相结合,定量地确定了垢层和SRB对均匀腐蚀和局部腐蚀的协同作用分别为～75%和～49%。基于垢上和垢下微生物数量统计以及XPS分析,发现SRB生长代谢产生的硫化铁在垢下分布不均,导致SRB对UDC产生促进作用;同时,UDC会诱导SRB在垢下富集,促进了垢下的SRB腐蚀,上述两方面促进作用共同导致垢层和SRB对碳钢腐蚀产生协同作用。

关键词：碳钢腐蚀微生物腐蚀垢下腐蚀协同效应硫酸盐还原菌

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垢下腐蚀缓蚀剂的设计原则

垢下腐蚀缓蚀剂的设计原则

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第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：王政彬庞琳郑玉贵中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所

垢下腐蚀（广义上指由于垢层覆盖所引起的腐蚀加速现象）是油气开发各环节普遍存在且危害较大的管线腐蚀形式之一,但目前国内外缺乏有效的垢下腐蚀防治措施,导致垢下腐蚀已成为影响油气开发的"顽疾"。添加缓蚀剂具有成本低、操作简单、... 详细信息

垢下腐蚀（广义上指由于垢层覆盖所引起的腐蚀加速现象）是油气开发各环节普遍存在且危害较大的管线腐蚀形式之一,但目前国内外缺乏有效的垢下腐蚀防治措施,导致垢下腐蚀已成为影响油气开发的"顽疾"。添加缓蚀剂具有成本低、操作简单、效率高等优点,是比较理想的抑制垢下腐蚀方法。然而,由于垢层对缓蚀剂的阻碍作用,导致常规缓蚀剂对垢下腐蚀的防护效果普遍欠佳,针对垢下腐蚀的高效缓蚀剂目前十分缺乏。因此,开发高效的垢下腐蚀缓蚀剂已成为油气开发领域的技术瓶颈和亟待解决的关键问题。本研究旨在通过探索垢下腐蚀缓蚀剂的设计原则,突破传统的试错模式,助力开发高效的垢下腐蚀缓蚀剂。我们选择了三种含有不同杂原子的有机缓蚀剂（2-羟基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑和2-巯基苯并咪唑）和两种不同孔隙率的垢层（CaCO3、SiO2）为研究对象,以探究垢层对缓蚀剂的吸附、缓蚀剂在垢层中的扩散以及缓蚀剂的本征缓蚀性能对垢下腐蚀缓蚀性能的影响。研究结果表明,2-羟基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑和2-巯基苯并咪唑对CaCO3覆盖下的垢下腐蚀均有明显的抑制作用,其中2-巯基苯并咪唑的缓蚀效率高达98.17%;三种缓蚀剂对SiO2覆盖下的垢下腐蚀缓蚀效率均降低,只有2-巯基苯并咪唑具有＞90%的缓蚀效率。利用量子化学计算和吸附实验证明,2-巯基苯并咪唑在垢层表面吸附极少,能够几乎无损失地穿过垢层达到垢下金属表面;同时,其在裸金属表面也具有极高的缓蚀性能,因此,表现出最佳的垢下腐蚀缓蚀效率。而SiO2垢层对缓蚀剂的吸附作用强于CaCO3,并且其孔隙率较低,导致缓蚀剂不容易穿过SiO2垢层到达垢下金属表面,因此,缓蚀剂对SiO2覆盖下的垢下腐蚀缓蚀效率有所下降。根据上述机理分析,本研究明确了高效的垢下腐蚀缓蚀剂需满足三个原则:（1）在垢层上具有较低的吸附倾向（图1a）、（2）在垢层中具有较强的穿透能力（图1b）（3）对裸电极具有较高的缓蚀性能（图1c）。

关键词：垢下腐蚀缓蚀剂垢层吸附

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碳钢的腐蚀过程对油田注水系统中碳酸钙结垢趋势的影响机制探究

碳钢的腐蚀过程对油田注水系统中碳酸钙结垢趋势的影响机制探究

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第十届全国腐蚀大会

作者：庞琳王政彬郑玉贵中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学技术大学材料科学与工程学院

本文主要通过恒电流极化的方法来探究碳钢腐蚀中阴阳极反应对油田注水系统中碳酸钙结垢趋势的影响,并结合电化学与水化学理论计算进一步阐述其中的具体影响机制。实验结果表明:碳钢腐蚀中的阴阳极反应能够促进碳酸钙垢层的生成,但存在...

本文主要通过恒电流极化的方法来探究碳钢腐蚀中阴阳极反应对油田注水系统中碳酸钙结垢趋势的影响,并结合电化学与水化学理论计算进一步阐述其中的具体影响机制。实验结果表明:碳钢腐蚀中的阴阳极反应能够促进碳酸钙垢层的生成,但存在一个临界值;当腐蚀电流密度大于临界电流密度时,碳钢的腐蚀过程会促进油田注水中碳酸钙结垢,反之则没有碳酸钙生成。同时,电化学和水化学理论计算结果进一步阐明了碳钢的腐蚀过程促进注水中碳酸钙结垢这一现象的根本原因是阴极反应导致的局部pH升高。当腐蚀电流密度大于临界电流密度时,腐蚀中阴极反应产生大量的氢氧根会导致溶液/金属界面处的局部pH升高,增大结垢指数IS,从而促进碳酸钙生成。尽管同时腐蚀的阴阳极反应生成的氢氧根和亚铁离子会导致该界面处的局部离子强度增加,在一定程度上减小结垢指数IS并抑制碳酸钙沉淀的生成,但这种抑制作用（10-10量级）远远小于pH升高对碳酸钙结垢的促进作用（10-3量级）;因此,碳钢的腐蚀过程最终会促进油田注水中碳酸钙沉淀。当腐蚀电流密度小于临界电流密度时,阴极反应产生的氢氧根会迅速扩散至溶液本体,从而减少其在溶液/金属界面的累积,最终导致该处局部p H基本不变或升高不明显。此外,本文中计算得到的临界腐蚀电流密度在57.87μA/cm2～84.91μA/cm2 （0.677 mm/a～0.993 mm/a）之间,其值远远大于国内油田中碳钢的最大允许腐蚀速率（0.076mm/a）,该结果表明在油田注水水质本身无碳酸钙结垢趋势的情况下,如果能够将腐蚀速率控制到较低程度,碳钢的腐蚀过程将不会对油田注水系统中碳酸钙结垢趋势产生影响。

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纯钛腐蚀临界氟离子浓度现象的电化学机理及其应用

纯钛腐蚀临界氟离子浓度现象的电化学机理及其应用

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2018年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会

作者：王政彬胡红祥郑玉贵中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所

纯钛以其优异的耐蚀性能被广泛应用于多种工业领域之中,如脱硫湿烟囱防腐内衬等。同时,也因其优异的生物相容性被广泛应用于生物医用领域之中,如口腔植入材料等。然而,许多工业介质和医用介质中往往含有氟离子,能显著破坏纯钛的耐蚀性能...

纯钛以其优异的耐蚀性能被广泛应用于多种工业领域之中,如脱硫湿烟囱防腐内衬等。同时,也因其优异的生物相容性被广泛应用于生物医用领域之中,如口腔植入材料等。然而,许多工业介质和医用介质中往往含有氟离子,能显著破坏纯钛的耐蚀性能,导致纯钛在上述领域中的服役存在安全隐患。但并不是介质中含有氟离子纯钛的耐蚀性能就一定会恶

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镍过渡层对镍钛堆焊涂层空蚀的影响

镍过渡层对镍钛堆焊涂层空蚀的影响

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第十届全国腐蚀大会

作者：石振平王政彬郑玉贵中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所中国科学技术大学材料科学与工程学院

＜正＞镍钛合金具有超弹性,而成为抗空蚀材料的材料之一。镍钛合金价格昂贵和加工困难等缺点,限制了其使用。因此人们通过制备镍钛涂层来避免上述缺点的同时,尽可能保存其优异的空蚀性能。常用的制备镍钛涂层的方法有真空等离子喷涂,大...

＜正＞镍钛合金具有超弹性,而成为抗空蚀材料的材料之一。镍钛合金价格昂贵和加工困难等缺点,限制了其使用。因此人们通过制备镍钛涂层来避免上述缺点的同时,尽可能保存其优异的空蚀性能。常用的制备镍钛涂层的方法有真空等离子喷涂,大气等离子喷涂,激光,冷喷涂,物理沉积,磁控溅射和超音速火焰喷涂。但是热喷涂涂层必不可免存在一些孔洞和裂纹,冷喷涂涂层与基体的结合力低,激光,磁控溅射和物理沉积又需要气氛保护,对样品尺寸和几何形状要求严格。这些镍钛涂层的缺点限制了其在空蚀环境中的使用。

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再钝化性能在钝性材料冲刷腐蚀临界流速现象中的关键作用

再钝化性能在钝性材料冲刷腐蚀临界流速现象中的关键作用

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第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：王政彬李琳琳郑玉贵中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所

冲刷腐蚀是许多军事设施和工业设备的泵、阀门、管道、叶轮、螺旋桨等过流部件的常见失效原因。解决冲刷腐蚀问题在军、民领域均具有重大需求。临界流速现象是冲刷腐蚀的典型现象,临界流速是评价材料耐冲刷腐蚀性能的关键指标。然而,临... 详细信息

冲刷腐蚀是许多军事设施和工业设备的泵、阀门、管道、叶轮、螺旋桨等过流部件的常见失效原因。解决冲刷腐蚀问题在军、民领域均具有重大需求。临界流速现象是冲刷腐蚀的典型现象,临界流速是评价材料耐冲刷腐蚀性能的关键指标。然而,临界流速现象的内在机理一直未被澄清。本研究首先探究了点蚀对冲刷腐蚀临界流速的影响,发现只要点蚀发生,就会显著降低临界流速（图1a）,由此推测再钝化性能可能在冲刷腐蚀临界流速现象中扮演着重要角色。为了验证这一推测,本研究设计了颜色和离子标记实验研究低流速下钝化膜的破裂行为（图1b和c）,首次实验证明了冲刷腐蚀临界流速现象的根本原因在于力学去钝化和电化学再钝化过程的竞争,当力学去钝化速率等于电化学再钝化速率时,即达到了临界条件,由此明确再钝化性能决定了钝性材料冲刷腐蚀临界流速。在此基础上,本研究基于流体力学,理论推导出了基于再钝化的临界流速定量表达式（图1d）,并利用实验结果进行了验证,实现了临界流速变化规律的预测,;搭建了国内首台单颗粒冲刷腐蚀实验装置（图1e）,解决了冲刷腐蚀条件下去钝化-再钝化单元过程的测试问题;将钝化膜生长的高场模型（high field ion conduction model）、点缺陷模型（point defect model）和位置交换模型（place exchange model）进行了近似统一,提出了可靠的再钝化时间快速获取方法（图1f）,解决了再钝化性能无量化指标的问题;明确了冲刷腐蚀条件下去钝化损伤面积与再钝化性能的定量关系（图1g）,解决了测试参数对再钝化性能的影响问题。根据上述系列研究,我们明确了再钝化性能在钝性材料冲刷腐蚀临界流速现象中的关键作用,通过建立再钝化相关的临界流速表达式、搭建冲刷腐蚀条件下的再钝化测试装置、提出再钝化时间获取方法、揭示去钝化损伤对再钝化性能的影响,形成了以再钝化性能为核心的冲刷腐蚀研究体系,为澄清复杂的冲刷腐蚀损伤机制和开发耐冲刷腐蚀钝性材料提供了新思路。

关键词：冲刷腐蚀再钝化性能临界流速钝性材料

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