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作者：郭兴安太原理工大学

学位级别：硕士

近年来我国经济持续快速的发展,重大基础设施项目不断增加,不可避免地对环境造成了许多不良影响。为了适应国家和社会的需要,必须加大节能力度,增强绿色环保意识,促进土木工程的健康发展。就注浆材料而言,低能耗、低污染的新型水泥基注... 详细信息

近年来我国经济持续快速的发展,重大基础设施项目不断增加,不可避免地对环境造成了许多不良影响。为了适应国家和社会的需要,必须加大节能力度,增强绿色环保意识,促进土木工程的健康发展。就注浆材料而言,低能耗、低污染的新型水泥基注浆材料便是未来注浆材料的发展趋势之一。本文在课题组优化高贝利特硫铝酸盐水泥(High belite sulphoaluminate cement,简称HBSC)、普通硅酸盐水泥(Ordinary portland cement,简称OPC)、偏高岭土(Coal measures metakaolin,简称CMK)最优配比的基础上形成一种新型绿色水泥基注浆材料(HOC),针对HOC注浆材料所处环境对该材料进行了单一硫酸盐溶液浸泡下的腐蚀规律以及氯盐的存在对硫酸盐腐蚀规律的影响,分析了受腐蚀前后试件的外观形貌、质量变化、抗压强度、电化学阻抗谱、XRD、SEM等指标,并对试件的腐蚀程度和腐蚀机理进行评价和研究,论文主要取得的成果如下:(1)通过分析单一硫酸盐溶液和硫酸盐-氯盐联合溶液浸泡试验结果,得出试块的腐蚀过程,由内向外的颜色变化呈水泥灰-浅蓝色-深蓝色的变化过程,水泥灰色和蓝色之间的界限明显,蓝色区域即为腐蚀部分。试块腐蚀深度与龄期呈现正相关性。单一硫酸盐腐蚀下,随着硫酸盐浓度的增大,试块的质量增长幅度增大;硫酸盐-氯盐联合腐蚀下,随着氯盐浓度的增大,试块的质量增长幅度增加。(2)通过分析单一硫酸盐溶液和硫酸盐-氯盐联合溶液浸泡后力学性能试验结果,得出试块的抗压强度在试验龄期内持续增加;单一硫酸盐腐蚀下,随着硫酸盐浓度的增加,抗压强度增长幅度先增加后减小,峰值应变先减小后增加;硫酸盐-氯盐联合腐蚀下,随着氯盐浓度的增加,其抗压强度增长幅度减小,应力应变曲线右移,峰值应变逐渐减小。(3)通过分析电化学阻抗谱Nyquist图,得出同一龄期内,单一硫酸盐腐蚀下随着溶液中硫酸钠浓度的不断增加,Nquist图中高频半圆直径先增大后减小。硫酸盐-氯盐联合腐蚀下,浸泡在对照组中试块的高频半圆直径大于浸泡在试验组中试块的高频半圆直径,对于浸泡在联合溶液中的试块而言,随着氯化钠浓度的增加,高频半圆直径减小。(4)通过分析电化学阻抗参数,得出阻抗参数R和R均随龄期不断增大;单一硫酸盐腐蚀下,随着硫酸钠浓度的增加,阻抗参数R和R均呈现先增大后减小的趋势;硫酸盐-氯盐联合腐蚀下,浸泡在单一腐蚀溶液中的试块的参数R和R值均比浸泡在联合腐蚀溶液中的HOC注浆材料的参数值大,并且R和R均随溶液中氯化钠含量的增加而增加。(5)通过分析XRD和SEM试验结果得出,单一硫酸盐腐蚀的主要产物是AFt和C-S-H凝胶,由于SO的存在,无AFm存在;而硫酸盐-氯盐联合腐蚀下,由于氯盐的存在,抑制了AFt的生成,促进了Friede’s盐形成,即主要产物为AFt、C-S-H凝胶和Friede’s盐。(6)通过分析阻抗参数、分形维数和抗压强度的关系得出,抗压强度与阻抗参数R和R之间均存在显著的线性相关性;抗压强度与孔体积分形维数D之间也有良好的对应关系,两者同样呈现正相关的线性关系。基于新的等效电路模型,根据电化学阻抗谱拟合参数R、R对水泥混合料抗压强度进行无损检测是可行的。

关键词： HOC 高贝利特硫铝酸盐水泥硫酸盐氯盐单一腐蚀联合腐蚀 EIS XRD SEM

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高酸性气田环境下油井水泥石腐蚀机理研究

高酸性气田环境下油井水泥石腐蚀机理研究

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作者：辜涛西南石油大学

学位级别：硕士

随着我国塔里木盆地、四川盆地等大型海相油气田的发现,对海相油藏的勘探开发将是我国能源供应的重要接替点。我国海相油气藏具有埋藏深、压力高、高含酸性气体(H2S/CO2)等特点。在高酸性气田环境下,井下水泥石将长期受酸性气体的腐蚀作... 详细信息

随着我国塔里木盆地、四川盆地等大型海相油气田的发现,对海相油藏的勘探开发将是我国能源供应的重要接替点。我国海相油气藏具有埋藏深、压力高、高含酸性气体(H2S/CO2)等特点。在高酸性气田环境下,井下水泥石将长期受酸性气体的腐蚀作用,固井水泥石原有性能受到酸性气体腐蚀后性能发生退化,将达不到层间封隔的目的,进而引起酸性气体腐蚀钻具、套管,将诱发地层流体窜流及环空和井口带压,对自然环境和人身安全产生严重威胁,增加勘探开发成本。因此,如何提高油井水泥石在酸性气田环境下的耐久性已经变得日益重要和迫切,而要解决这一问题首先要弄清油井水泥石在高含CO2/H2S环境中的腐蚀机理,以针对性的提出解决措施。本文针对不同密度水泥石在单一CO2腐蚀、单一H2S腐蚀、H2S与CO2联合腐蚀条件下,改变腐蚀气体分压、温度、腐蚀时间等因素,考察了腐蚀前后水泥石抗压强度、腐蚀深度、孔隙度与渗透率等性能变化,并通过SEM、XRD等材料分析手段开展了微观结构与物相变化分析,最后针对性地提出了提高水泥石耐腐蚀性能的措施以及水泥浆体系。通过本文研究,得到了以下成果和结论：(1)实验结果表明：无论是在单一气体腐蚀条件下还是H2S和C02联合腐蚀在水湿环境下,CO2和H2S都会对固井水泥石产生严重的腐蚀。腐蚀气体分压越大、腐蚀时间越长、温度越高腐蚀速率和腐蚀程度越严重。(2)水泥水化产生的Ca(OH)2和C-S-H在水湿环境下与CO2发生腐蚀反应,主要生成CaCO3, CaCO3可进一步与CO2反应生成可溶性腐蚀产物Ca(HCO3)2,使得水泥石孔隙度增加,强度降低：与H2S发生腐蚀反应后可生成CaSO4.2H2O等膨胀型腐蚀产物,会致使水泥石的内应力增加,使得水泥石强度降低。(3)结合扫描电镜、孔隙度与渗透率分析得出,无论是在C02或H2S单一腐蚀还是C02和H2S联合腐蚀后,由于腐蚀产物运移会在水泥石表面孔隙而形成腐蚀致密层,但是水泥石的内部出现了大量的孔洞和微裂隙,需要将水泥石表面致密层除去掉后测试孔隙度和渗透率才能真实反映水泥内部的孔隙结构。(4)三种腐蚀条件下的腐蚀严重程度：CO2和H2S联合腐蚀>单·H2S腐蚀>单C02腐蚀,C02与H2S共同存在时具有协同作用。(5)通过向水泥中掺入粉煤灰或胶乳可降低水泥石中碱性组分的含量或增加水泥石密实性,进而提高油井水泥石抗CO2与H2S腐蚀的方法是可行的。

关键词：高酸性气田硫化氢二氧化碳油井水泥石联合腐蚀

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军事装备腐蚀现状及对策

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涂料工业 2004年第9期34卷 9-12页

作者：徐滨士马世宁刘世参刘谦王海斗装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 全军装备维修表面工程研究中心北京100072

简述了军事装备腐蚀及防腐蚀的现状 ,并论述了大气腐蚀、海水腐蚀和联合腐蚀的特点。着重介绍了高速电弧喷涂长效防蚀技术、纳米电刷镀防腐耐磨涂层技术 ,非晶态合金化学镀层防腐技术、纳米固体薄膜减摩防腐技术和纳米防腐涂料及涂装技... 详细信息

简述了军事装备腐蚀及防腐蚀的现状 ,并论述了大气腐蚀、海水腐蚀和联合腐蚀的特点。着重介绍了高速电弧喷涂长效防蚀技术、纳米电刷镀防腐耐磨涂层技术 ,非晶态合金化学镀层防腐技术、纳米固体薄膜减摩防腐技术和纳米防腐涂料及涂装技术。提出了腐蚀防护工作重点。

关键词：军事装备防腐蚀大气腐蚀海水腐蚀联合腐蚀高速电弧喷涂纳米电刷镀防腐耐磨涂层非晶态合金化学镀层纳米固体薄膜减摩防腐纳米防腐涂料

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