2205雙相不銹鋼在硫酸中的腐蝕性能
信息來源：求和不銹鋼 時(shí)間：2019-03-13 15:04:23 瀏覽次數(shù):-
由于燃煤或原油中含有硫元素，在燃燒或煉油過程中易產(chǎn)生二氧化硫，在催化劑的作用下可進(jìn)一步氧化成三氧化硫。干的三氧化硫?qū)υO(shè)備幾乎不發(fā)生腐蝕，但當(dāng)它與煙氣中的水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽時(shí)，卻大大提高了延期的露點(diǎn)，易于在裝置的低溫部位發(fā)生濃縮凝結(jié)，與受熱面作用形成硫酸亞鐵，具有嚴(yán)重的腐蝕性。這種現(xiàn)象被稱為高溫?zé)煔饬蛩崧饵c(diǎn)腐蝕，具有腐蝕速率快，面積廣等特點(diǎn)，給安全生產(chǎn)帶來隱患。
關(guān)于硫酸露點(diǎn)腐蝕，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了廣泛的研究，包括腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施等。一般認(rèn)為，露點(diǎn)腐蝕程度不僅取決于燃料油中的硫含量，還受到二氧化硫向三氧化硫轉(zhuǎn)換效率的影響。國(guó)內(nèi)目前大多數(shù)都采用工藝防腐蝕措施，但對(duì)易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕部位進(jìn)行材料升級(jí)仍是解決“硫酸露點(diǎn)”腐蝕的有效手段。雙相不銹鋼，既具有奧氏體不銹鋼的優(yōu)良加工性能，又具有鐵素體不銹鋼的高強(qiáng)度、耐氯化物應(yīng)力腐蝕和耐點(diǎn)蝕的能力，具有很大的應(yīng)用前景。研究雙相不銹鋼材料在硫酸溶液中的耐蝕性具有現(xiàn)實(shí)意義。遼寧石油化工學(xué)院研究者選用2205雙相不銹鋼，利用常規(guī)的腐蝕失重方法和電化學(xué)方法分別測(cè)量了其在不同溫度、不同濃度硫酸溶液中的腐蝕性能，并與傳統(tǒng)的316L不銹鋼和20R壓力容器用鋼對(duì)比，期望能為煉油設(shè)備的材料升級(jí)提供一定的數(shù)據(jù)積累。試驗(yàn)材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼，牌號(hào)為UNS S31803，符合ASTM A240-09a標(biāo)準(zhǔn)，冷軋態(tài)鋼板，厚度為4mm，對(duì)比材料選用太鋼316L和首鋼20R冷軋鋼板。三種材料的化學(xué)成分見下表：表1 材料成分表（%） 試樣 C Si Mn P S Cr 2205 0.02 0.38 1.52 0.024 0.001 22.43 316L 0.0172 0.5280 1.3640 0.0160 0.0017 16.450 20R 0.164 0.26 0.81 0.016 0.0079 - 試樣 Ni Mo N Ti Cu Fe 2205 5.69 3.12 0.178 0.005 0.21 Bal. 316L 10.210 - 0.046 - - Bal. 20R - - - - - Bal. 通過腐蝕浸泡失重方法結(jié)合動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜，研究了不同溫度下2205雙相不銹鋼在硫酸溶液中的耐蝕性，并與傳統(tǒng)的20R鋼和316L不銹鋼對(duì)比，得到如下結(jié)論：（1）三種材料的耐蝕能力排序?yàn)椋?0R＜316L＜2205。硫酸體積濃度對(duì)三種材質(zhì)腐蝕速度的影響排序?yàn)椋?0R＞316L＞2205。溫度對(duì)三種材質(zhì)腐蝕速度的影響排序?yàn)椋?0R＞316L＞2205。（2）在T≤40℃時(shí)，2205雙相不銹鋼的腐蝕深度為0mm/a，耐蝕性等級(jí)為1級(jí)，評(píng)定為完全耐蝕；當(dāng)溫度增加至60℃且硫酸體積濃度為30%時(shí)，其腐蝕速率顯著增加，腐蝕深度為27.026mm/a，耐蝕性等級(jí)為10級(jí)，評(píng)定為不耐蝕。（3）高鉻含量一方面可以降低不銹鋼材料的鈍化電位，另一方面也可以增強(qiáng)不銹鋼表面鈍化膜的修復(fù)能力，這可能是2205雙相不銹鋼比316L和20R更耐蝕的本質(zhì)原因。
關(guān)于硫酸露點(diǎn)腐蝕，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了廣泛的研究，包括腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施等。一般認(rèn)為，露點(diǎn)腐蝕程度不僅取決于燃料油中的硫含量，還受到二氧化硫向三氧化硫轉(zhuǎn)換效率的影響。國(guó)內(nèi)目前大多數(shù)都采用工藝防腐蝕措施，但對(duì)易發(fā)生露點(diǎn)腐蝕部位進(jìn)行材料升級(jí)仍是解決“硫酸露點(diǎn)”腐蝕的有效手段。雙相不銹鋼，既具有奧氏體不銹鋼的優(yōu)良加工性能，又具有鐵素體不銹鋼的高強(qiáng)度、耐氯化物應(yīng)力腐蝕和耐點(diǎn)蝕的能力，具有很大的應(yīng)用前景。研究雙相不銹鋼材料在硫酸溶液中的耐蝕性具有現(xiàn)實(shí)意義。遼寧石油化工學(xué)院研究者選用2205雙相不銹鋼，利用常規(guī)的腐蝕失重方法和電化學(xué)方法分別測(cè)量了其在不同溫度、不同濃度硫酸溶液中的腐蝕性能，并與傳統(tǒng)的316L不銹鋼和20R壓力容器用鋼對(duì)比，期望能為煉油設(shè)備的材料升級(jí)提供一定的數(shù)據(jù)積累。試驗(yàn)材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼，牌號(hào)為UNS S31803，符合ASTM A240-09a標(biāo)準(zhǔn)，冷軋態(tài)鋼板，厚度為4mm，對(duì)比材料選用太鋼316L和首鋼20R冷軋鋼板。三種材料的化學(xué)成分見下表：表1 材料成分表（%） 試樣 C Si Mn P S Cr 2205 0.02 0.38 1.52 0.024 0.001 22.43 316L 0.0172 0.5280 1.3640 0.0160 0.0017 16.450 20R 0.164 0.26 0.81 0.016 0.0079 - 試樣 Ni Mo N Ti Cu Fe 2205 5.69 3.12 0.178 0.005 0.21 Bal. 316L 10.210 - 0.046 - - Bal. 20R - - - - - Bal. 通過腐蝕浸泡失重方法結(jié)合動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜，研究了不同溫度下2205雙相不銹鋼在硫酸溶液中的耐蝕性，并與傳統(tǒng)的20R鋼和316L不銹鋼對(duì)比，得到如下結(jié)論：（1）三種材料的耐蝕能力排序?yàn)椋?0R＜316L＜2205。硫酸體積濃度對(duì)三種材質(zhì)腐蝕速度的影響排序?yàn)椋?0R＞316L＞2205。溫度對(duì)三種材質(zhì)腐蝕速度的影響排序?yàn)椋?0R＞316L＞2205。（2）在T≤40℃時(shí)，2205雙相不銹鋼的腐蝕深度為0mm/a，耐蝕性等級(jí)為1級(jí)，評(píng)定為完全耐蝕；當(dāng)溫度增加至60℃且硫酸體積濃度為30%時(shí)，其腐蝕速率顯著增加，腐蝕深度為27.026mm/a，耐蝕性等級(jí)為10級(jí)，評(píng)定為不耐蝕。（3）高鉻含量一方面可以降低不銹鋼材料的鈍化電位，另一方面也可以增強(qiáng)不銹鋼表面鈍化膜的修復(fù)能力，這可能是2205雙相不銹鋼比316L和20R更耐蝕的本質(zhì)原因。
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