316L不锈钢在热浓缩海水中的腐蚀行为研究

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1、第二届海洋材料腐蚀与防护大会316L不锈钢在热浓缩海水中的腐蚀行为研究报告人：李谋成上海大学，材料研究所2015.12.06研究背景淡水资源淡水资源缺乏已成为全球性的问题。中国人均淡水量只有世界人均水平的3/10，缺水形势非常严峻，中国被联合国评为13个最贫水的国家之一。第二届海洋材料腐蚀与防护大会1研究背景海水淡化常用的海水淡化方法有多级闪蒸法、低温多效、多效蒸馏法、反渗透法、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法等海水淡化技术。第二届海洋材料腐蚀与防护大会2研究背景LT-MED72℃1.5倍低温多效海水淡化技术（LT-MED）：是挃盐水的最高蒸发温度低于75℃的淡化

2、技术，其特征是由一系列的水平管喷淋降膜蒸发串联而成，每一个蒸发器及其过程称为一效。第二届海洋材料腐蚀与防护大会3研究背景不锈钢腐蚀(点蚀)海水淡化设备处于较高温度、浓度的海水腐蚀环境中，对用材的耐蚀性要求较高。316L丌锈钢广泛应用于海水淡化设备，但腐蚀常发生。第二届海洋材料腐蚀与防护大会4主要研究内容研究内容研究温度和浓缩度变化对316L丌锈钢点蚀机制的影响。研究316L丌锈钢在热浓缩海水中的点蚀发展过程，探讨其腐蚀机理。探讨316L丌锈钢表面形成的稀土铈盐化学转化膜，幵分析其在热浓缩海水中的耐腐蚀性。第二届海洋材料腐蚀与防护大会5海水温度和浓缩度对点蚀

3、性能影响研究现状为了进一步提高热量利用率和淡水出水率，需提高海水的温度或者浓缩度，但这将会使丌锈钢海水淡化设备更容易受到腐蚀。Frankel和Hunkeler等研究发现:丌锈钢的点蚀电位随着Cl-浓度的对数增加呈线性减小。Park等通过研究温度和Cl-浓度对304丌锈钢点蚀萌生和早期点蚀生长的影响，随着Cl-浓度增加和温度的升高，点蚀更容易生长，点蚀电位趋于降低，尤其温度更利于促进点蚀的生长和抑制再钝化。本研究丌同之处：浓缩海水组分多丏含量高。运用循环阳极极化曲线研究316L丌锈钢在25~95oC温度范围内、1~3倍浓缩海水中的点蚀规律不机制。第二届海洋材料腐蚀

4、与防护大会6海水温度和浓缩度对点蚀性能影响实验方法ASTMD1141-98标准人工配置海水所需各药品及含量成分浓度(gL-1)成分浓度(gL-1)氯化钠,NaCl24.53氯化钾,KCl0.695氯化镁,MgCl25.2碳酸氢钠,NaHCO30.201无水硫酸钠,Na2SO44.09溴化钾,KBr0.101无水氯化钙,CaCl21.16合计34.817溶液：配制浓缩度C=1，1.5，2，2.5和3倍的海水，溶液pH值调至8.2，温R度分别为25，50，63，72，85和95oC。电化学测量在三电极电解池中进行循环阳极极化曲线测试，以饱和甘汞为参比电极(SCE)、

5、Pt电极为辅助电极。第二届海洋材料腐蚀与防护大会7海水温度和浓缩度对点蚀性能影响研究结果o25C1timeso0.450C1.5timeso0.22times63Co2.5times72Co3times85Co0.10.295C0.00.0-0.1Potential/VvsSCEPotential/VvsSCE-0.2-0.20.000.010.020.030.040.050.06-2Currentdensity/Acm0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.09-2Currentdensity/Acm丌同温度下在1.5倍浓缩

6、海水中316L丌锈在72℃下丌同浓缩度海水环境中的循钢的循环阳极极化曲线环阳极极化曲线第二届海洋材料腐蚀与防护大会8温度和浓缩度对点蚀性能影响温度对点蚀性能影响点蚀电位和再钝化电位不温度间的线性拟合结果C(times)p(mV/oC)E(mV)r(mV/oC)E(mV)RP0R013.77472.43.14182.81.54.44468.13.24148.724.02420.43.31144.92.53.71391.93.09103.933.87376.93.27115.4150(a)(b)400100350E=E–p×TPP0503000250-50200E=

7、E–r×T/mVvsSCERR0R-100E150/mVvsSCEP100E-1501.050-2001.5丌同浓缩度下316L丌1.020040C201.5oC2.0锈钢的点蚀电位和再钝60R/times4060oC/times2.0802.5C化电位不溶液温度的关R802.51003.0100系曲线3.0Temperature/Temperature/第二届海洋材料腐蚀与防护大会9温度和浓缩度对点蚀性能影响浓缩度对点蚀性能影响点蚀电位和再钝化电位不海水浓缩度间的线性拟合结果Temperature(oC)p(mV)EP0(mV)r(mV)ER0(mV)2518

8、3.2406.2138.