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喷灌侵蚀研究进展

喷灌侵蚀研究进展
喷灌侵蚀研究进展

流动加速腐蚀的危害及其防止

国外电力 流动加速腐蚀的危害及其防止 荣幼澧 (华东电力试验研究院,上海 200437) 摘 要:在电厂锅炉强还原环境下的紊流区易发生流动加速腐蚀,目前许多直流炉采用了给水加氧处理,但这一方法不能用于有铜系统。新的除氧剂控制技术可以精确控制给水中的剩余含氧量,这种方法的氧化—还原电位监测法,可适用于所有的除氧剂。此外,还需要采用无损检查方法定期测量流动加速腐蚀敏感部位的管壁厚度。 关键词:除氧剂;给水系统;腐蚀;锅炉 中图分类号:T K224.9 文献标识码:B 文章编号:1001-9529(2003)03-0050-02 流动加速腐蚀(flow acceralated corro sion, FAC)是在强还原环境下的紊流区,如管道弯头、三通、变径处,特别是给水系统和省煤器管道诱发的加速性腐蚀。目前给水除氧剂处往往要求将给水含氧基本除尽(小于1 g/L),但实际上根据目前的分析及仪控水平还很难做到这一点。在微量氧的强还原环境下就能产生FA C。世界是各地电厂已经发生了多起由FAC引起的突发性爆管事故,造成了人身及设备的严重危害。 要了解FAC,首先要了解管壁上磁性氧化铁的性质。它是Fe2O3与Fe2O3的混合物,其中FeO 中的铁以+2价的氧化态存在,Fe2O3中的铁为三价铁。对FAC敏感的正是二价铁离子。在腐蚀作用区,二价铁离子从磁性氧化铁晶格中迁移出来。在还原性环境下持续地生成二铁Fe2+。这一持续迁移的过程,使管壁减薄、强度下降,最终导致突发性爆管事故。 锅炉的设计及材质改进减轻了FAC的危害。而给水处理技术的进步也使这一部分取得进展。目前全世界已有许多直流炉采用了给水加氧处理。它能在系统管壁上生成一层光滑、致密的FeOOH保护层,显著降低了管壁腐蚀,从而避免了铁离子的迁移而进入锅炉。加氧处理是人为将氧加入给水系统,使其含氧维持在30~50 g/L,一般还要加入少量NH3,使给水pH升至8.0~8.5以加强防腐性能,这就是所谓联合处理。这种工艺绝对要保持给水的纯度,为此凝水精处理也必不可少。不然水中产生的杂质及沉积物将导致严重的局部氧腐蚀(坑腐、点蚀等)。 但加氧处理不能用于有铜系统,因为给水中的氨及氧将严重腐蚀铜合金管。 对于汽包炉,加氧处理可根据水质及压力有限止使用。目前全世界约有50台汽包炉成功采用了给水加氧处理,但更多的汽包炉仍采用传统的全挥发处理(AVD,即加氨及除氧剂(ox ygen sca-vang er)。特别是系统的凝汽器及加热器采用铜合金管的电厂。这类电厂使化学人员处于两难境地:一方面要防止FAC,而另一方面又要防止钢管腐蚀,特别蒸汽压力超过16M Pa的机组蒸汽中钢携带问题。 给水中含有几个 g/L氧即能在管壁形成一层保护膜。但在实践中要维持如此低水平的氧十分困难,不是水中无氧就是含氧过高。 近年来出现了一种新的除氧剂控制技术可以精确控制剩余含氧量,即氧化—还原电位(ox ida-tio n-reduction potential,ORP)监测法。含有微量剩余除氧剂的给水电化学电位可低至-350mV (以铂电极及Ag-Ag c1参比电极测定)。与此相反,采用加氧处理的给水,其电位为+50~+150 mV。在有铜系统中,关键是确定使铜、铁腐蚀处于最小时的ORP范围,它取决于钢合金类型及热交换器在系统中的位置。 某电厂为19.3M Pa机组,具有100%凝水精处理,凝汽器主凝区用90/10Cu-Ni合金管;空气抽出区用70/30铜镍合金;给水加热器为碳钢及不锈钢管。该机组由于溶氧过高而遭受钢管腐蚀, 50(0187)华东电力2003年第3期

HS腐蚀研究进展

H S腐蚀研究进展 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

H2S腐蚀研究进展 摘要 近年来我国发现的气田均含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体,特别是我们四川盆地,含硫化氢天然气分布最广泛。众所周知,硫化氢腐蚀 是井下油套管的主要腐蚀类型之一。本文简述了硫化氢的物性,研究了 硫化氢腐蚀的机理和影响因素,并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀 层管材、根据国际标准合理选材、电化学保护等几种国内外常用的防腐 措施,并指出了各种方法的优缺点,最后还探讨了硫化氢油气田腐蚀研 究的热点问题及发展方向。 关键词:硫化氢腐蚀,腐蚀机理,防腐技术 ABSTRACT In recent years, the gas fields found in our country contain hydrogen sulfide, carbon dioxide and other corrosive gases, especially in the Sichuan basin, with the most extensive distribution of hydrogen sulfide gas. It is well known that the hydrogen sulfide corrosion is one of the main corrosion types of the oil casing in the well. Properties of hydrogen sulfide is described in this paper to study the hydrogen sulfide corrosion mechanism and influencing factors, and on this basis, introduces the corrosion inhibitor, coating tubing, according to international standard and reasonable material and

节水灌溉现状与前景

节水灌溉的内涵。节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件,为了有效地利用降水和灌溉水,获取农业的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益。而采取多种措施的总称。主要是对符合一定技术要求的灌溉而言。由于灌溉是补充天然降水的不足,从而促使作物高产高效,节省灌溉用水,当然首先要提高天然降水的利用率。因此,把“节水灌溉”仅仅理解为节约灌溉用水是不全面的,应当在考虑灌溉的同时,还要把各种可以用于农业生产的水源,如:地面水、地下水、天然降水、灌溉回归水,经过处理以后的污水、“废水”以及土 我国发展节水灌溉技术的历史儿乎与我国农业 灌溉的历史一样长,因为只要灌溉就应当考虑节水。 秦汉以前的期思娄灌区以及芍坡灌区工程的修建及 运用标志着我国摆脱靠天祈雨的灌溉方式。早期的 郑国渠、泾惠渠、渭惠渠和洛惠渠等老灌区就在优化 地面灌溉技术要素方面做了许多有益的探索,取得 了一些宝贵的经验。20世纪60-70 年代,江浙一带 就开始推广三合土和混凝土地下渠道。50年代就有 部分地区开始进行喷灌的研究和试点,到70年代喷 灌技术受到普遍的重视并广泛应用,在1997 年全国 喷灌面积已达19.33 万hm?。滴灌技术是1974 年从 墨西哥引进3套滴灌设备开始的,至今我国地面滴 灌技术应用和设备开发已取得长足的进展。在吸收 和借鉴国外先进经验时,研制出了一整套适合我国 使用的滴灌和微喷灌设备,现在全国滴灌面积已达 到几万公顷。同时,由于塑料工业的发展,到80年代 地下输水技术又得到了新生发展成为低压管道输水 灌溉技术,主要采用低压塑料管道输水,也有用索混 凝土浇筑的管道等其他形式低压管道输水。 以色列 2.2 以色列在水资源利用和农业高科技化方面成绩 斐然,走在了世界前列。在以色列建国初期,水就被 确立为国有化资源,归政府所有和控制,并于1959 年颁布实施了《水法》。1964 年建成全国输水系统 (NATIONAL WATER CARRIER),通过这个输水系 统,人们可以根据不同的条件和需要将水从一个地 方输往另一个地方。1972 年制定了“国家污水再利 用工程”计划,开展利用污水进行灌溉的试验研究, 并取得了很大的成功。至1997 年约有60%的城市

二回路汽水循环系统流动加速腐蚀机理分析与管理措施

二回路汽水循环系统流动加速腐蚀机理分析与管理措施 发表时间:2018-01-23T11:03:59.890Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第24期作者:高颖 [导读] 田湾核电站二回路汽水循环系统主要包括蒸汽系统、给水系统、凝结水系统和疏水系统等。 连云港金辰实业有限公司江苏连云港 222042 摘要:以田湾核电站为例,二回路汽水循环系统内部为流动的高温、高压蒸汽或凝结水,为了全面和深入的掌握二回路汽水循环系统可能发生的腐蚀问题,包括内部的流动加速腐蚀(FAC),外部的海洋性大气腐蚀和保温层下腐蚀等。本文以FAC为例,并结合大修期间的腐蚀检查,从FAC机理和影响因素的角度详细阐述相关的腐蚀问题,以及对应的减缓或消除FAC的管理措施。 关键词:二回路汽水循环系统、流动加速腐蚀 1.引言 田湾核电站二回路汽水循环系统主要包括蒸汽系统、给水系统、凝结水系统和疏水系统等。二回路的管道和设备运行时,内部为流动的高温、高压蒸汽或凝结水,高温设备外部包覆保温层,低温设备外部涂装防腐涂层。腐蚀问题主要表现为内部的流动加速腐蚀(FAC),外部的海洋性大气腐蚀和保温层下腐蚀等。本文以FAC为例,从机理及其影响因素的角度详细阐述二回路汽水循环系统腐蚀的问题、以及相应的管理措施。 2.FAC机理 在机组运行过程中,管壁内表面覆盖了一层Fe3O4保护膜,在运离保护膜区域的主流区,其流体流速较快,而靠近氧化膜流体边界层的流速较慢,如果主流区中溶解的铁离子未达到饱和,则边界层中已经溶解的铁离子会不断向主流区中迁移,因而在边界层中溶解的铁也处于不饱和状态,故氧化膜中的铁就会溶解到未饱和的边界层中,使Fe3O4氧化膜以一定的速率溶解。另外氧化膜的孔隙内填有水,金属基体腐蚀产生的铁离子可通过通道直接扩散到氧化膜外的边界层。这三个区域(主流区、边界层、氧化膜)不断发生溶解铁的迁移,而高速流动的水又将迁移于水中的溶解铁带走,从而导致管件内表面的不断腐蚀,这个过程称为FAC发生的机理。 3.FAC的影响因素 结合FAC发生过程中所需的条件,可确定影响FAC的因素有三类,即流体动力学因素、环境因素及金属学因素。各因素对FAC的作用情况如下: 3.1流体动力学因素 该因素包括流速、管壁粗糙度、管路几何形状和流体含汽率等。这些参数的变化会影响腐蚀产物通过边界层扩散到主流中的传质速率,从而影响FAC速率。比如,管壁减薄随管道内介质流速增加而增大;在同样的流速流体中,管壁粗糙度越大,其对管壁材料FAC的影响也就越大;当流体介质中的含汽率较低时,蒸汽的存在会增加流动的混乱度,使边界层变得不稳定而减薄,从而导致传质阻力的减小,FAC速率会加快。 3.2环境因素 环境因素包括温度、pH值、溶解氧、联氨和水的纯度等。 3.3金属学因素 金属学因素主要指材料的化学成份。管件表面的氧化膜稳定性、溶解度与材料的化学成份相关。相关研究已经表明,铬、钼、铜元素均能降低FAC速率,但钼、铜元素抗FAC的性能没有铬元素显著。 4.田湾核电站二回路汽水循环系统FAC问题 根据以上FAC的机理以及相关的影响因素,在大修期间对电站二回路汽水循环系统设备的腐蚀状态进行了检查,发现疏水系统的一些小管径管段(直径小于Ф30mm)出现了管道的壁厚减薄,有的管道壁厚甚至只剩原壁厚的40%。经过对其中一段管道进行分析可知:1)碳钢管道母材的Cr含量均仅有0.1%~0.2%,弯头内表面氧化膜主要是Fe3O4,而Fe3O4膜抗流体侵蚀能力较差,该氧化膜疏松多孔,基体金属离子容易通过这些空隙到达氧化膜/水界面而发生溶解。 2)从管道弯头处的宏观、微观形貌上看,弯管肘部内壁及破口处有明显的流体冲刷痕迹,且沿流体的流动方向呈橘皮状(典型的FAC 宏观形貌特征)。 3)从该段管道的工作环境来看,该管段处在106℃~172℃运行温度之间,并且管道内部的流体为汽液混合两相液或单相高温水。根据国内外电站的运行经验,在该工况条件下,碳钢管道对FAC较为敏感。 4)力学分析表明,弯头附近材料的显微硬度与管道其它部位的显微硬度相当,即腐蚀并没有导致材料的机械性能下降。 5)金相分析显示,材料内表面的晶粒形状、取向、尺寸等与基体没有明显差别,这说明管道减薄的原因是金属离子不断溶解在水中的过程,该过程对材料的微观结构和力学性能没有影响。 因此,通过以上分析手段,发现疏水系统的这些小管径管段发生壁厚减薄的原因是FAC。 5.减缓或消除FAC的的管理措施 根据以上分析,可以考虑从以下方面来减缓或消除FAC的影响: 1)材料 选择抗FAC性能好的材料是从根本上缓解和避免FAC问题的有效措施。合金成分对FAC的影响主要体现在Cr、Mo两种元素的含量上。含Cr量只要超过1%就能显著提高合金的抗FAC性能,因此,不锈钢设备和管道基本上不存在FAC隐患。 因此,在新电站建设期间,需要明确提出对二回路材料含Cr量的要求,从根本上抑制二回路FAC问题。对已运行核电站,应对FAC敏感部位的材料进行及时更换。 2)水化学控制 给水pH值对FAC有重要影响。在运行工况下,当pH升高到9.0,FAC速率降低。研究表明,pH为9.5时,FAC速率最低。因此,将pH值

我国农田污水灌溉的现状综述

我国农田污水灌溉的现状综述 摘要:文章总结我国农田污水灌溉的现状,指出了科学的农田污水灌溉的效益及不合理灌溉导致的不良影响,并针对中国污水灌溉存在的问题,探讨了污水灌溉技术的发展方向。 关键词:污水灌溉;农业;土壤;污染 Abstract:This paper summarized current status of sewage irrigation. Scientific employment of sewage resource for irrigation has many advantages, but unreasonable irrigation would result adverse impacts. And it presented the directions to solve the problems of sewage irrigation.Keywords:Sewage irrigation; Agriculture; Soil; Pollution 我国水资源总量丰富,但人均占有量相对不足,且时空分布不均,宝贵的水资源还面临着越来越严重的污染。据2004年水资源公报数据,在全国总用水量中,生活用水占11.7%,工业用水占22.2%,农业用水占64.6%,生态用水占1.5%。农业用水占总用水量75%以上的有宁夏、新疆、西藏、内蒙古、海南、甘肃、河北7个省(自治区),大多位于西部地区[1]。可见,我国的农业灌溉用水量很大。 在部分地区工农业争水已成为严重问题。解决水资源紧缺,一方面要在工农业和生活中采取各种节水技术措施。另一方面应看到污水是可以利用的资源,应当对污水加以利用。合理的污水灌溉既能满足农业对水的部分需要,既能节约水资源,又可减轻对环境的污染但其中也存在着必须充分重视的问题,处理不当会造成严重后果。 1 我国污水灌溉现状 我国大规模地主动利用污水进行灌溉开始于1957年。随着污水排放量的增加和农业缺水状况的逐渐加剧,污灌面积也在增加。1963年为4.2万hm2,1976年l8万hm2,1980年133.3万hm2,1991年306.7万hm2,据全国第二次污水灌区环境质量状况普查统计,1998年我国利用污水灌溉的农田面积为361.84万hm2,占我国总灌溉面积的7.33%,约占地表水灌溉面积的10%,该面积比20世纪80年代初第一次污水灌溉普查时增加了1.6倍。污水灌溉的农田主要集中在水资源严重短缺的海、辽、黄、淮四大流域,约占全国污水灌溉面积的85%。污水灌区占耕地面积的比例虽然不大,但往往是我国人口密度最大的地区,是粮食、蔬菜、水果等农产品的主产区[2-4]。 2 污水灌溉的效益 在科学指导下合理开展污水灌溉,可从总体上提高我国农业水资源的利用效率,是缓解水资源短缺和消除污染的有效途径。 2.1 缓解缺水压力 我国农业每年缺水达300亿m3,20世纪90年代因缺水造成的粮食减产达250~400亿kg。随着我国人口的不断增长和工农业的发展,废水的排放量越来越大。据有关部门统计,2002年全国工业和城镇生活废水排放总量达439.5亿t,这些污水大部分得不到有效处理[5]。如果能将污水予以合理的利用将能够缓解农业缺水状况,同时节省的水资源,又可以转而用于工业和生活。 2.2 减轻污染物对环境的污染 污水中的污染物往往包括大量有机物和氮、磷等营养元素。由于土壤含有大量微生物,以及土壤的理化结构,有机物在其中可以得到降解吸附,N、P等营养元素可以被植物吸收,

H2S腐蚀研究进展

H2S腐蚀研究进展 摘要 近年来我国发现的气田均含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体,特别是我们盆地,含硫化氢天然气分布最广泛。众所周知,硫化氢腐蚀是井下油套管的主要腐蚀类型之一。本文简述了硫化氢的物性,研究了硫化氢腐蚀的机理和影响因素,并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层管材、根据国际标准合理选材、电化学保护等几种国外常用的防腐措施,并指出了各种方法的优缺点,最后还探讨了硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。 关键词:硫化氢腐蚀,腐蚀机理,防腐技术 ABSTRACT In recent years, the gas fields found in our country contain hydrogen sulfide, carbon dioxide and other corrosive gases, especially in the Sichuan basin, with the most extensive distribution of hydrogen sulfide gas. It is well known that the hydrogen sulfide corrosion is one of the main corrosion types of the oil casing in the well. Properties of hydrogen sulfide is described in this paper to study the hydrogen sulfide corrosion mechanism and influencing factors, and on this basis, introduces the corrosion inhibitor, coating tubing, according to international standard and reasonable material and electrochemical protection at home and abroad, several commonly used anti-corrosion measures, and points out the advantages and disadvantages of each method, and finally discusses the hot issues and development direction of the research on oil and gas fields of hydrogen sulfide corrosion by. Key word s:hydrogen sulfide corrosion, corrosion mechanism, corrosion

畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展

文章编号:1007 4929(2010)12 0013 03 畜禽养殖废水灌溉对地下水影响的研究进展 赵君怡1,2 ,刘鸣达1 ,张克强 2 (1.沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁沈阳110161; 2.农业部环境保护科研监测所,天津300191) 摘 要:畜禽场排放污水中氨氮、总磷、BOD 5、COD Cr 等浓度多超出国家排放标准,若随意排放或不加处理直接用于灌溉将对环境和人体健康造成严重的威胁。就畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等的研究进展进行了综述,在此基础上展望了今后研究的重点。 关键词:养殖废水;地下水;化学指标;生物学指标 中图分类号:X 523 文献标识码:B 收稿日期:2010 06 22 基金项目: 十一五 国家科技支撑项目(2006BAD17B02);中央级公益性科研院所基本科研业务专项。作者简介:赵君怡(1984 ),女,硕士研究生,从事地下水污染研究。E mail:zhaonjynik i@https://www.wendangku.net/doc/20795514.html, 。 通讯作者:刘鸣达(1970 ),男,教授,博士,主要从事土壤改良、农业环境与生态方面的研究。E mail:mds au soil@https://www.wendangku.net/doc/20795514.html, 。 随着规模化养殖场的不断发展,畜禽养殖废水的污染问题日趋严重。畜禽养殖废水主要是指规模化畜禽养殖场排放的废水,其中包括畜禽的粪、尿和圈栏冲洗用水等。其特点是悬浮物、BOD 5、氨氮浓度显著高于其他来源的废水;但也有研究表明养殖废水和经过一些简单处理的养殖废水可以作为非常规水源进行农田灌溉[1];若能够利用这些养殖废水加以正确的灌溉方式既可以减少化肥的使用又弥补近年来农用水资源短缺的问题。但对北京密云县35家畜禽养殖场污水排放的调查中发现,畜禽场排放的废水中氨氮、总磷、BO D 5、CO D Cr 污染物浓度总体超出国家的排放标准[2]。因此,利用畜禽养殖废水灌溉获取经济效益的同时,也应考虑这种灌溉方式对生态环境的潜在风险。近年来,一些研究表明污灌使土壤和地下水水质恶化,甚至对污灌的可行性提出质疑,有人提出只有在极端缺水的环境下才可以考虑污水的农田灌溉[3]。为此,本文对利用畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标、生物学指标等影响的研究进行了综述,并提出今后研究的重点。 1 畜禽养殖废水灌溉对地下水化学指标的 影响 养殖废水中虽然含有大量有机态氮、磷,但重金属含量很低。经过固液分离、厌氧消化和灭菌等简单处理后,CO D 去除率可达到85%~90%[4],经隔栅和厌氧处理后有机态N 、P 将 转化[4,5]为植物易吸收利用的NH +4和P O 3-4,可以用于农业灌 溉,减少对化肥的需求。但如果不经处理随意排放或用于灌溉,必然对水体环境产生不良影响,同时也会造成养分资源的浪费。目前,全国因畜禽养殖液体排泄物直接排放到水体中造成的养分流失达到50%[6]。 1.1 对地下水中氮素的影响 氮素在地下水中的富集现象已成为全球关注的严重的环境污染问题,这主要是由于农事生产等活动引起的[7]。污水可通过入渗而造成地下水中硝态氮、氨氮含量超标,导致水质恶化。 硝态氮是影响地下水水质的一个重要指标。对山东桓台地区的地下水的调查中表明,氮浓度升高主要是由于氮素施入过多引起在土壤中淋溶渗滤,最终进入地下水[8]。对河北省超过40年连续污灌地区地下水硝酸盐污染的研究中发现,随灌溉水进入的氮是地下水硝酸盐污染的主要来源[6]。刘君等利用稳定同位素示踪技术解析石家庄市地下水中的硝酸盐来源,认为主要来源于化肥、动物粪便的施用和污水灌溉-污染物质在迁移过程中发生的硝化-反硝化作用[9]。长期进行污水灌溉的地区,硝酸盐会随着作物根部的渗透而污染地下水。渗滤的氮量与提供的氮量以及作物的吸收能力有关,水的处理程度越低,作物对N 的吸收越少,N 的渗滤对地下水污染越严重[10]。 进入土壤中的 三氮 (NH +4、N O -3、NO -2)中NH + 4最易被 带负电荷土壤微粒所吸附,对下层土壤及地下水中浓度影响较小,大多数N H +4将被上层土壤吸附、转化[11]。但是当N H +4发生硝化作用,其最终产物N O -3同样会加重地下水的污染[12]。 此外,土壤中营养物质含量的改变也会影响土壤中硝化-反硝化作用,郭华明等对云南滇池流域西芹种植区不同施肥条件下地下水氮素污染情况的研究发现,施肥增大了某些层位的反硝化作用,增大该层位土壤水中亚硝态氮的浓度,并最终进入地下水,造成亚硝态氮含量增加[13]。 13 节水灌溉!2010年第12期

一文让你看懂什么是流动腐蚀

一文让你看懂什么是流动腐蚀 1 流动腐蚀现象 流动腐蚀其实很常见,云南昆明附近有一个著名的石林景区,它就是大自然的流动腐蚀造成的喀斯特地貌,见图1。它的形成是由于在这片石灰岩地区的地表水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙CaCO3,在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙Ca(HCO3)2,后者可溶于水,于是空洞形成后随着雨水的不断溶蚀作用而逐步扩大最终形成了这样的神奇地貌。 图1 喀斯特地貌——大自然界的“流动腐蚀” 流动腐蚀在工业界也是一个很普遍的现象,它广泛存在于水利、电力、石油、化工、冶金等有流动介质存在的行业中,与一般的电化学腐蚀相比,由于额外引入了“流动”这个物理过程,所以在叠加了物理和电化学的耦合效果后导致了更加严重的腐蚀问题。

图2 流动加速腐蚀引起的管道破裂 图2是日本美滨核电厂发生的一起由于流体对腐蚀的影响而引发的管道破裂的事故图片。在2004年8月9日,该核电厂的3号机组正在满功率运行,计划8月14日开始进行年度停堆检修,因此200多人在汽机厂房进行大修前的准备工作。下午15时22分,二回路凝结水系统4台低压加热器至除氧器的直径560mm碳钢管道突然破裂,大破口使得温度140℃、压力0.95MPa、 流量约1700m3/h的高温水倾泄到汽机厂房,在大气压下迅速汽化成的高温蒸汽造成在其附近工作的四名工人死亡,七人被灼伤。据事后分析,该蒸汽泄漏事故管道破口的位置正好在流量测量装置下游附近,其管道内部流体的湍流度很高,流动对管道的腐蚀起到了明显的加速作用,所以在核电行业内把这种腐蚀类型称为流动加速腐蚀。 图3 铜管的冲刷腐蚀现象 这里有另一个流动腐蚀的案例,某电厂的凝汽器入口管道采用铜合金制成,受到循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒硬物的冲击、摩擦。长时间运行后,入口端铜管前段弯管的下游管道内壁粗糙,虽无明显腐蚀坑,但表面粗糙,黄铜基体裸露,铜管减薄。冲刷腐蚀的阳极过程是铜的溶解,阴极过程是氧的还原。腐蚀坑内无腐蚀产物,表面呈铜合金的本色。 2 与流动腐蚀相关的术语 由于流体对腐蚀的影响过程非常复杂,对这些现象的研究认识在早期阶段存在着较多概念混乱的情况,直到国内外相关研究的深入开展和不断重视,各种流体相关的腐蚀机理才逐渐清晰,对这些术语有了一些明确的定义。 流致腐蚀(Flow-induced corrosion):是指由于流体在金属表面上流动导致流体湍流强度和传质增加而引起的腐蚀增加。 冲刷腐蚀(Erosion-Corrosion):是由于金属表面上的物理冲击造成了机械损伤而引起的腐蚀增加。冲击可以来自液体或气相中的固体颗粒,也可以是气相中的液滴。 流动加速腐蚀(Flow-accelerated corrosion,FAC):由于单相液流或汽/液双相流将碳钢

分析土壤侵蚀与水土保持研究进展李健礼

分析土壤侵蚀与水土保持研究进展李健礼 发表时间:2018-11-05T10:50:23.837Z 来源:《防护工程》2018年第15期作者:李健礼[导读] 环境、经济以及社会的协调发展受到了土壤侵蚀的严重制约,基于坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,土壤侵蚀正是影响环境的主要问题。本文对目前土壤侵蚀过程研究中存在的问题进行了系统的分析,并且对工程措施、植物措施和临时措施在水土保持效益以及水土流失的调控作用等方面的作用进行了总结。 李健礼 广东河海工程咨询有限公司摘要:环境、经济以及社会的协调发展受到了土壤侵蚀的严重制约,基于坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,土壤侵蚀正是影响环境的主要问题。本文对目前土壤侵蚀过程研究中存在的问题进行了系统的分析,并且对工程措施、植物措施和临时措施在水土保持效益以及水土流失的调控作用等方面的作用进行了总结。 关键词:环境问题;土壤侵蚀;水土保持;水土流失我国当前处于经济发展时期,开发建设导致土壤侵蚀情况不断加剧,无论是城市、乡村,还是山区、丘陵、平原,水土问题对人民群众的生产生活造成了极大的影响,而土壤侵蚀是一个很难逆转的过程,需要长期的治理。新时期,党中央提出了“环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福。”,要求在保护环境的情况下发展经济,达到又好又快发展。因此,水土保持就突显重要性,值得广大学者深入研究。 1.我国土壤侵蚀基本现状 1.1土壤侵蚀的基本情况 中科院遥感地球所张增祥研究员等编著的《中国土壤侵蚀遥感监测》,按照时间序列和流域分析了中国土壤侵蚀的时空特点,旨在展现我国20世纪80年代至2010年我国土壤侵蚀的现状及变化,为更好支持环境保护工作提供科技支撑。 2010年土壤侵蚀轻度以上面积共计4778070.10平方千米,占全国监测总面积的50.26%,反映出全国半数土地面积存在不同程度的土壤侵蚀现象。其中,东部、中部、西部土壤侵蚀面积占区域总面积的比例分别是12.59%、27.04%、61.52%,西部地区的土壤侵蚀相对最严重,分布面积和强度等级都表现出由东向西递增的特点。轻度以上侵蚀面积比例低于10%的包括上海、海南、江苏、天津、广西和广东,上海市无侵蚀发生。 1.2土壤侵蚀类型与形式 (1)土壤侵蚀类型陆地表面,在水力、风力、冻融和重力等外营力作用下,土壤、土壤母质和其他地面组成物质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。土壤侵蚀一词系指侵蚀的类型或形态,如水蚀、风蚀、重力侵蚀等侵蚀类型,或指溅蚀、片蚀、沟蚀等侵蚀形态。划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律,以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据,通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式,习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀,重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮,风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。 (2)土壤侵蚀形式土壤侵蚀过程中因外营力和下垫面差异发育形成的各种侵蚀形态。根据土壤侵蚀研究和其防治的侧重点不同,土壤侵蚀类型的划分方法也不一样。最常用的方法主要有以下3种,即按导致土壤侵蚀的外营力种类来划分土壤侵蚀类型、按土壤侵蚀发生的时间划分土壤侵蚀类型和按土壤侵蚀发生的速率划分土壤侵蚀类型。按导致土壤侵蚀的外营力种类进行土壤侵蚀类型的划分,是土壤侵蚀研究和土壤侵蚀防治等工作中最常用的一种方法。一种土壤侵蚀形式的发生往往主要是由一种或两种外营力导致的,因此这种分类方法就是依据引起土壤侵蚀的外营力种类划分出不同的土壤侵蚀类型。 1.3土壤侵蚀的危害 (1)侵占土地资源我国陆地面积约960万平方公里,约占世界陆地总面积的1/15,居世界第三位。据统计全国水土流失总面积达150万平方公里(不包括风蚀面积),几乎占国土总面积的1/6。黄土高原总面积为53万平方公里,水土流失面积达43万平方公里,占总面积的81%。据统计资料介绍,在晋、陕、甘等省内,每平方公里有支、干沟50多条,沟道长度可达5-10km以上,沟谷面积可占流域面积的50-60%。由于土壤侵蚀,大量土地资源被破坏,水土流失日益加剧,侵占耕地、草地、林地等植被面积,直接影响我国可利用地资源。 (2)生态环境恶化根据《2016年中国环境状况公报》,生态环境质量“优”和“良”的县域主要分布在秦岭淮河以南、东北大小兴安岭和长白山地区,“一般”的县域主要分布在华北平原、东北平原中西部、内蒙古中部、青藏高原中部和新疆北部等地区,“较差”和“差”的县域主要分布在内蒙古西部、甘肃西北部、青藏高原北部和新疆大部。生态环境较差及差区域与国家级水土流失预防区基本吻合,主要由于我国西北地区常年受土壤侵蚀危害,地表植被覆盖率较低,降雨、强风等容易产生土壤侵蚀影响,从而导致生态环境系统循环恶化。 (3)河床淤积 土壤侵蚀去向途径伴随雨水、风向等影响,水土流失中携带的大量泥沙随着雨水、风吹被送至低洼湖泊、河道、水库等区域,从而造成河床淤积,水位抬升。建国以来,黄河下游河床平均每年淤高8~10cm,目前很多地段已高出两岸地面4~10m,成为地上“悬河”。河床淤积导致河床抬高,容易产生洪涝灾害,从而导致国民经济损失。 2.关于防治土壤侵蚀的水土保持措施 根据项目建设特点及水土流失防治目标的要求,结合项目实际和项目区水土流失现状,在水土流失防治分区的基础上,统筹布置水土保持措施,以全局的观点来考虑,做到主体工程设计与水土保持方案相结合,工程措施与植物措施相结合,重点治理与综合防护相结合,治理水土流失与恢复、提高地力相结合,将项目建设期造成的新的水土流失降低到最低,下列以普遍利用较多的防护措施为例。 2.1工程措施

我国污水灌溉的发展现状及对策

我国污水灌溉的发展现状及对策 摘要介绍我国污水灌溉的现状、污水灌溉的影响,指出我国农业污水灌溉实践中存在的水质超标、管理混乱、研究工作滞后等诸多问题,并针对这些问题,提出污水灌溉要因地制宜,合理规划;灌溉前要对污水进行处理,并加强对污水灌溉的规范化管理,深入、系统地开展污水灌溉的科学研究工作等可行的对策。 关键词污水灌溉;现状;对策 随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高,工业及城市生活污水排放量逐年增加,如何将污水资源化一直是人们关注的问题。工业及城市污水具有量大、集中、水质较稳定等特点,是一种潜在资源。将处理过的污水一定程度回用于农田灌溉是污水资源化的有效途径,既减少了污水对环境的污染,又促进了农业生产,是实施可持续发展战略,促进水资源和生态环境、社会经济协调发展的重要举措。 1我国污水利用现状 污水灌溉是迄今为止主要的废水利用方式,其主要是利用污水中含有的氮、磷等农作物生长过程中不可缺少的营养元素。人类对污水的利用由来已久,古希腊的雅典就开始了污水灌溉,而大面积的利用污水进行灌溉在世界各地已有近百年的历史,美国、澳大利亚、日本和以色列等国家污水灌溉技术已比较成熟。 我国大规模地主动利用污水进行灌溉开始于1957年,至今已有近50年的历史,其过程大体经历了起步、稳定和快速发展三个阶段。自古以来,我国就有利用废水灌溉的习惯,1957年以前为自发灌溉时期,如20世纪40年代起,在北京附近开始利用工业与生活废污水进行农田灌溉。1957~1972年为大规模利用污水灌溉的初步发展时期。1957年,当时建工部联合农业部、卫生部把污水灌溉列入国家科研计划,从此开始兴建污水灌溉工程,污水灌溉得到了初步发展。1972年至今为迅速发展时期。尽管1972年在石家庄召开的全国污水灌溉会议,制定了“积极慎重”的发展方针,并制定了污水灌溉暂行水质标准,但由于自20世纪80年代中后期以来,我国北方地区水资源短缺的加剧和我国南方地区乡镇企业的迅猛发展,使得我国污水灌溉面积得到迅速扩大。据统计,我国1999年污水排放量达401亿立方米,污水灌溉面积从1963年的4.1万公顷发展到1998年的361.8万公顷,占全国灌溉总面积的7.3%,特别是20世纪70年代末至90年代中期,污水灌溉面积由33.33万公顷猛增到333.33万公顷。从地域分布上看,我国污水灌溉的农田主要集中在北方水资源严重短缺的海、辽、黄、淮四大流域,

金属材料大气腐蚀研究进展

存档日期:存档编号: 北京化工大学 研究生课程论文 课程名称:材料保护学 课程代号: 任课教师: 完成日期: 专业: 学号: 姓名: 成绩:_____________

金属材料大气腐蚀研究进展 摘要:本文对金属大气腐蚀研究做了简介,综述了我国的大气腐蚀研究进展,并比较了国内外的发展水平。得出我国的大气腐蚀研究已经进入了世界强国之列,但是总体上与美国等发达国家有着20-30年的差距。对以后的大气腐蚀研究方面提出了展望。 关键词:金属,大气,腐蚀

大气腐蚀是指大气中的腐蚀性气体溶解在水中作用于金属表面所引起的腐蚀[1]。大气腐蚀是金属腐蚀的基本类型,几乎所有与大气接触的金属材料都会受到大气腐蚀,大气腐蚀所造成的损失约占腐蚀总损失的一半以上[2],因此,开展大气腐蚀与防护的研究具有重要的意义。 1.金属大气腐蚀研究简介 金属的大气腐蚀是自然界中存在的最普遍的腐蚀现象,因此人们在很早以前就已经开始对它进行研究。特别是基于自然环境中的大气腐蚀现场曝晒试验直观、可靠的特点,世界各国对其都格外重视。尤其是像美国、英国和日本等工业发达的国家,早在上个世纪初就开始通过现场曝晒试验研究多种材料在自然大气环境中的腐蚀行为。相比之下,我国开展自然环境的大气腐蚀研究起步较晚,始于20世纪50年代中期,即1955年开始建立大气腐蚀曝晒试验站,但由于历史原因,发展迟缓,不具系统性,期间由于“文革”影响还中断了十几年,直到1980年才在全国范围内恢复自然环境腐蚀试验网站的建设工作[3]。我国在大气腐蚀基础研究方面在国内外发表了大量的论文,这些系列论文的发表极大的提高了我国在大气腐蚀方面的研究地位,标志着我国已经进入大气腐蚀研究强国之列,而且这方面还保持着很好的发展势头[4]。 2.大气腐蚀行为与规律若干研究进展 (1)金属材料自然环境腐蚀幂指数规律的建立和金属大气腐蚀初期行为与规律研究[5]。以黑色金属和有色金属材料在我国典型大气环境中的长期现场腐蚀试验为基础,通过数据采集、评价和综合分析,获得了金属材料在我国典型大气环境中的腐蚀速率幂函数规律和相关参数以及拟合曲线,由此建立的幂函数模型可以表征我国典型大气环境下金属材料的腐蚀规律,这一规律的确认与获得是我国材料大气腐蚀学科领域的重要进展。其模型为: D A n t 其中,D——腐蚀深度(mm); t——暴晒试验时间(a); A——第一年的腐蚀深度(与环境及材料有关); n——代表腐蚀发展趋势(随钢种和环境变化极大,数值一般小于1); 对Q235和09CuPCrNi耐候钢在模拟潮湿和湿热大气环境中的腐蚀初期行为;铝合金AZ91D镁合金在模拟大气环境中的腐蚀初期行为与机理;Q235、09CuPCrNi耐候钢、铝合金AZ91D镁合金在单一SO2、CO2、NaCl沉积污染状况下和SO2、CO2、NaCl沉积复合污染下的腐蚀初期行为与机理等进行了系统研究,得到了一系列结果,发表在国内外学术刊物上。

非饱和土壤中指流的研究进展

第32卷 第7期西北农林科技大学学报(自然科学版)V o l.32N o.7 2004年7月Jour.of N o rthw est Sci2T ech U niv.of A gri.and Fo r.(N at.Sci.Ed.)July2004非饱和土壤中指流的研究进展Ξ 史文娟,汪志荣,沈 冰,张建丰 (西安理工大学水资源研究所,陕西西安710048) [摘 要] 指流是土壤中普遍存在的一种水分和溶质运移形式,土壤中发生的指流现象将导致水分和溶质快速向下迁移,从而引起深层土壤和地下水的污染以及水分和养分的流失。因此,掌握其研究动态并对其进行深入研究很有现实意义。针对指流的实际情况,从非饱和土壤中指流的试验方法、机理研究和模型预测等方面,综合评述了国内外的研究动态,并探讨了目前存在的问题和发展前景。 [关键词] 非饱和土壤;指流;湿润锋稳定性 [中图分类号] S157.1 [文献标识码] A[文章编号] 167129387(2004)0720128205 指流(F inger flow)是优先流(P referen tial flow)的一种,是指水分和污染物在非饱和土壤中迁移时,并非整齐均匀的向下流动,而是绕过大部分土壤基质呈“指状”或“舌状”流动的现象。指流是土壤中普遍存在的一种水分和溶质运移形式,指流发生时,尽管其路径只占土壤基质的很小一部分,但却会携带较大的水流通量,使污染物等可溶性物质快速的抵达深层土壤甚至地下水,从而加速了土壤和地下水污染,同时也减少了植物对水分和养分的吸收利用,影响了农药、杀虫剂等药效的充分发挥[1]。在农业用水管理中,由于指流的普遍存在,雨水和灌溉水对地下水的补给可能会在含水量到达田间持水量之前就已发生,同时降雨和灌溉以及以水压盐的效果也不会如想象的那么理想[2]。在石油工业领域,指进(指流)的发育程度直接影响到流体的驱扫面积、饱和度分布和采收率[3]。此外,在地质结构形成的历史上,岩浆渗流过程中发生的指流现象对北极陆面永冻层的溶化也起到了非常重要的作用[4]。基于上述原因,目前指流的研究越来越受到人们的广泛关注。现针对近年来指流的研究现状和进展进行综述,以期为其在农业灌溉中的应用提供资料。 1 指流的理论研究 指流的研究始于20世纪30年代,且最初是在石油工业领域开始的,因为在注水采油过程中,当两相流(如油和水)发生置换时,由于两种流体的密度和粘滞度不同,导致置换界面的湿润锋不稳定而出现指流,使油井很快见水,石油的采收率降低[3]。土壤学领域对指流的研究相对迟缓,直到1972年, H illel和Parlange[5]利用层状土(细质土覆盖于粗质土之上)进行积水入渗时发现了指流现象,指流研究才受到越来越多的关注,指流特性和机理的理论研究也受到了广泛的重视。 1.1 试验研究 1.1.1 试验设计 在试验设计方面,为了使指流的路径和形态可视化,室内二维指流试验通常在两块间距10c m左右玻璃板组成的二维容器中进行,且多以粗质砂性土作为主要研究对象。较为简单的三维室内指流试验一般在直径大约30c m的柱状容器内进行,试验结束后将试验模型和土样速冻,干土散落后指流的形状和特性即会呈现出来[6]。大田指流试验是将土面开挖后,通过染色示踪法来观察入渗过程中的指流情况[7,8]。 1.1.2 研究方法 近年来,为了观察土壤中指流的运动过程,尤其是为了确定与指流发生有关的土壤学特性,现已开发出了许多新技术。如为了观测水流和溶质的运移模式,采用染色示踪技术,对彩色或黑白照片进行处理以显示染色区域在水平和垂直方向上的百分比,进而显示指流的范围和力学特性[9]。因染色模式经常表现出无规律的回旋状几何特征,从而促使许多学者从分形(F ractal)增长的角度对指流的发育予以描述和解释[8,10],即利用两个分维来描述指流的空间结构,其中一分维数与染色结构的周长有关,另一分维数与空间填充特性有关。一般认 Ξ[收稿日期] 2003206226 [基金项目] 国家自然科学基金项目(59879022;49871038);陕西省教育厅基金项目(04JK22921);西安理工大学青年基金项目[作者简介] 史文娟(1972-),女,陕西武功人,讲师,在读博士,主要从事农业水资源利用研究。

东北黑土区冻融侵蚀研究进展与展望

第16卷 第1期2018年2月中国水土保持科学Science of Soil and Water Conservation Vol.16 No.1Feb.2018东北黑土区冻融侵蚀研究进展与展望 张科利1,刘宏远2 (1.北京师范大学,地理科学学部,地表过程与资源生态国家重点实验室,100875,北京;2.中国科学院东北地理与农业生态研究所,中国科学院湿地生态与环境重点实验室,130102,长春) 摘要:冻融侵蚀是土壤侵蚀的主要类型之一,冻融交替通过改变土壤性质和坡面产流产沙过程,导致剧烈的水土流失三为明晰已有相关研究成果,为未来东北黑土区冻融侵蚀研究工作的开展提供参考,本文通过回顾和总结现有研究,分析了冻融作用对土壤侵蚀的影响,总结了冻融侵蚀相关影响因素和过程机制三文中指出:冻融导致土壤容重和孔隙比变化,整体上表现为冻融导致疏松的土壤变得相对紧实,而紧实的土壤变得相对疏松;冻融导致土壤团聚体稳定性降低,但当土壤处于中等含水量条件下会出现冻融后团聚体稳定性增大的现象;冻融降低土壤多种力学强度;冻融改变土壤水分特征三众多研究结果表明冻融后土壤可蚀性增大,且正融土最易受到侵蚀三在综述的基础上,笔者指出了现有研究存在的问题和不足,并提出了未来东北黑土区冻融侵蚀研究的重点方向和急需解决的关键问题三 关键词:冻融作用;土壤侵蚀;研究进展;东北黑土区 中图分类号:S157文献标志码:A 文章编号:2096?2673(2018)01?0017?08 DOI :10.16843/j.sswc.2018.01.003 收稿日期:20171130 修回日期:20171212 项目名称:国家自然科学基金 东北黑土区冻融作用与水蚀过程耦合机理研究”(41471224);国家自然科学基金重点项目 西 南黄壤区不同尺度土壤侵蚀与泥沙运移规律耦合关系”(41730748) 第一作者简介:张科利(1962 ),男,博士,教授,博士生导师三主要研究方向:土壤侵蚀三E?mail:keli@https://www.wendangku.net/doc/20795514.html, Research progresses and prospects on freeze?thaw erosion in the black soil region of Northeast China ZHANG Keli 1,LIU Hongyuan 2 (1.State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology,Faculty of Geographical Science,Beijing Normal University,100875,Beijing,China;2.Key Laboratory of Wetland Ecology and Environment, Northeast Institute of Geography and Agroecology,Chinese Academy of Sciences,130102,Changchun,China)Abstract :[Background ]Freeze?thaw erosion is one of the major types of soil erosion.Freeze?thaw cycling changes soil properties and influences the processes of runoff and erosion on slopes,resulting in severe soil and water losses.The aim of this review is to clarify the existing research results and to contribute to the future research on freeze?thaw erosion in the black soil region of Northeast China.[Methods ]We collected all relevant literature and sorted them,and finally used the critical 55references for this review.Based on these 55references,we analyzed the mechanisms and research progresses of freeze?thaw action on soil erosion.Further we tried to analyze the issues and prospect the research on freeze?thaw erosion in the black soil region of Northeast China.[Results ]1)Freeze?thaw does not directly lead to the transport and movement of soil particles,and its action in soil erosion happens in rainfall strikes,runoff scouring,strong wind blowing or gravity.Mechanisms of freeze?thaw action on soil erosion are as follows,a)alternation of soil freeze?thaw changes the nature of soil,thus affects the sediment production process in the course of rainfall,and finally affects the degree of water

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