一、沖刷腐蝕的流體力學(xué)影響因素

由于沖蝕和腐蝕的聯(lián)合作用，這類環(huán)境的腐蝕磨損較其他條件下的沖刷類型更復(fù)雜。根據(jù)沖刷和腐蝕的相關(guān)特性，固體顆粒不是移去金屬基材（延展性材料）就是移去腐蝕產(chǎn)物（脆材質(zhì)）。如果固體沖蝕率高于腐蝕率，那么固體顆粒沖擊相對無腐蝕產(chǎn)物的表面，金屬基材損失；如果沖蝕率低于腐蝕率，管壁上可形成腐蝕產(chǎn)物，固體顆粒將會磨損掉腐蝕產(chǎn)物薄膜。沖刷腐蝕的影響因素較多，主要包括材料（冶金）、環(huán)境、流體力學(xué)三個方面。

流體力學(xué)因素一般通過改變沖刷強(qiáng)度或傳質(zhì)過程來影響沖刷腐蝕性能。常用參數(shù)包括：流速流態(tài)、攻角、顆粒性質(zhì)（種類硬度顆粒濃度、顆粒及分布、顆粒形狀、可破碎性、密度以及表面粗糙度）、流體性質(zhì)（粘度、密度）等。

1、流體流速

流體對固態(tài)金屬的沖刷腐蝕有兩種作用：質(zhì)扯傳遞效應(yīng)和面切應(yīng)力效應(yīng)。流體的層流、湍流兩種流動狀態(tài)，以及流體的性質(zhì)（如粘度、密度等）和設(shè)備的幾何形狀（如凸出物、突然改變流向的截面）等都會影響流體的流動規(guī)律，而這都與流速有直接關(guān)系。

由此可知，隨流速增加腐蝕速率呈指數(shù)形式增加。腐蝕速率隨流速增加呈指數(shù)形式增加。同時，流速增大，一方面有利于腐蝕性組元的物質(zhì)和電荷傳遞，促進(jìn)腐蝕；另一方面造成腐蝕產(chǎn)物膜形貌和結(jié)構(gòu)的變化，增大了產(chǎn)物膜對物質(zhì)傳遞和電荷過程的阻礙。

2、沖刷角度

液固兩相流在水平工作面上的作用力主要有水平和垂直兩種分量。水平分量對沖刷面產(chǎn)生切削作用，垂直分量產(chǎn)生撞擊破壞。隨著沖刷角度變化，這兩種損傷機(jī)制此消彼長，相互影響。當(dāng)沖擊角度較大時，沖擊可造成沖擊坑和微裂紋兩種損傷作用。對特定的材料和工作環(huán)境一定有攻角（粒子入射方向與試樣的水平?jīng)_擊面的夾角），此時切削作用和沖刷撞擊共同作用致使材料的沖刷腐蝕失重率達(dá)到最大。

3、流體兩相流流體中的固相顆粒因素流速

懸浮顆粒物對固體金屬材料的沖刷行為的影響主要在硬度、粒徑大小、鋒利性及濃度等參數(shù)。通常情況下顆粒硬度越高，沖刷破壞越嚴(yán)重；多角粒子的切削作用要比圓形粒子的犁削作用產(chǎn)生更大的力學(xué)損傷；粒徑越大，顆粒質(zhì)量越大，慣性越大，繼而產(chǎn)生的沖刷速率也越大；顆粒濃度越大，沖刷腐蝕速率的絕對值越大，但高濃度條件下顆粒間的相互影響所引起的”屏蔽效應(yīng)”使得其沖蝕效率降低。同時，兩相流流體中顆粒物在通過擴(kuò)散層時會加劇局部流體內(nèi)部的攪動并破壞擴(kuò)散層狀態(tài)，影響電極反應(yīng)的傳質(zhì)過程，從而促進(jìn)腐蝕進(jìn)行。

二、結(jié)論

由于沖刷腐蝕包括沖刷和腐蝕兩個方面，所以在兩相及多相流中，沖刷和腐蝕的聯(lián)合用機(jī)理一直較其他類型的腐蝕更具有研究意義。

經(jīng)過分析可得出以下結(jié)論：

(1) 沖刷能加速傳質(zhì)過程，促進(jìn)腐蝕產(chǎn)物脫離材料表面，并能促進(jìn)氧化物到達(dá)材料表面加速腐蝕反應(yīng)。同時，沖刷在液固、氣固相中的力學(xué)作用也將產(chǎn)生磨損破壞，若金屬自身未能及時修復(fù)（鈍化）則可能會構(gòu)成腐蝕原電池，進(jìn)一步加速腐蝕破壞。

(2) 腐蝕能溶解掉材料表面的加工硬化層，軟化材料外層，降低金屬的疲勞強(qiáng)度，進(jìn)一步加劇沖刷的破壞效果，如在材料缺陷等處所出現(xiàn)的局部腐蝕，會造成微湍流的形成。同時，腐蝕也會弱化材料的相界面，如晶界、相界，使材料中耐磨的硬化相裸露，也進(jìn)一步促進(jìn)了沖刷破壞。

綜上可知，對于沖刷腐蝕的新測試方法研究、交互作用中各分散量的精確測定、防護(hù)措施的開發(fā)等，對保障安全生產(chǎn)，推動社會進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大意義。

三、夢能服務(wù)與支持

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