ND钢耐低温露点腐蚀性能的研究.pdf

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1、ND钢耐低温露点腐蚀性能的研究常季，陈吉，崔霄(1．辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001；2．楚天华通医药设备有限公司，吉林长春130507)摘要：ND钢是目前国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”钢材。采用浸泡质量损失实验对ND铜、304不锈钢和20R在硫酸介质中的腐蚀情况进行了研究，来模拟硫酸的低温露点腐蚀。讨论了硫酸质量分数、腐蚀温度对腐蚀速率的影响，并结合扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站对材料的表面形貌及电化学性能进行分析。结果表明：ND钢的耐腐蚀效果明显高于20R，温度20℃和40qC时，不同质量分数硫酸中的腐蚀速率分

2、别为2．22～9．52mrn／a和l1．41～13．56mm／a：其耐蚀性也优于304不锈钢，且硫酸质量分数对其腐蚀速率的影响不大，同时ND钢具有更高的破膜电位为1104．5mV，抵抗腐蚀性能更强。因此ND钢具有耐硫酸低温露点腐蚀的能力。关键词：ND钢低温露点腐蚀硫酸耐蚀性目前能源问题越来越严重，随着煤、石油等化现场提取的工作介质中进行了6O～8O℃工作温度石能源的大量开采，燃料中的硫含量越来越高，从下的腐蚀性试验。结果表明，在5％NaC1溶液中，而导致燃烧、热交换等设备遭受到严重腐蚀，特别ND钢耐蚀性能最好。许述剑等人研究了硫化物应是在热交换过

3、程中发生的硫酸露点腐蚀¨]。例力腐蚀及电化学腐蚀特性，结果表明，硫化物对钻如烟道、烟囱、脱硫装置等。燃料中通常含有质量采设施、集输管线及净化装置都会产生强烈的腐蚀分数2％～3％的硫，经燃烧后在烟气中产生体积作用m]。AlecGroysman_ll_，王荣和张建成等分数约0．2％的S0：，其中又有体积分数1％～人研究了ND钢热管的寿命及相容性问题。并与2％的SO：受颗粒粉尘、金属氧化物等的催化作用普通碳钢热管的性能及寿命作了对比实验，认为而生成s0，，再与烟气中的水分结合生成硫酸，在ND钢管是一种新的耐酸腐蚀性能较好的材料。处于露点以下的金属表面凝

4、结并腐蚀金属[2-3]，因此，为了保证设备长期安全有效运转，在考即所谓的硫酸露点腐蚀。硫酸露点腐蚀是一种苛虑设备的选材方面应尽可能选择减缓设备腐蚀的刻的均匀腐蚀，许多材料在在这种环境下的腐蚀材料。该实验主要研究了ND钢、304不锈钢、20R速率超过10mm／a，有的甚至大于100mm／a4J。在硫酸介质中不同浓度，不同温度对腐蚀速率的影顾国亮等人对ND钢、316L和20号碳钢在不响，从而为设备综合选材提供依据。同硫酸质量分数、介质温度以及试样的旋转速度对三种材质的腐蚀速率进行研究，结果表明，在硫酸质量分数超过20％时，三种材质的抵抗硫酸腐1实验部

5、分蚀的顺序为：ND钢大于2O号远大于316L不锈1．1实验材料及化学成分钢。SHENHongyan等人研究了锅炉尾部的金实验选用首钢生产的低碳钢20R和ND钢，属壁温对选材的影响。周梓荣等人选用ND，山西太钢不锈钢股份有限公司生产的304不锈2205，17-4PH和316L等材料，在5％NaC1溶液和钢。其材料成分见表1。表1三种钢材的化学成分，％收稿日期：2015—10—10；修改稿收到日期：2015—11—15。1．2实验设备与药品作者简介：常季(1989一)，硕士生，研究方向为化工设备的设备：水浴恒温箱，BRUKER129ev型能量弥腐蚀与

6、防护。E-mail：1124300303@qq．corn8散x射线谱仪，PARSTAT2273电化学工作站，电钢变化缓慢。子天平，FIEQuanta600FE．SEM型场发射扫描电子显微镜。药品：硫酸、酒精和硅胶。1．3实验方法实验采用质量损失的方法评定ND钢、304不锈钢和20R三种材质在不同质量分数的硫酸中、不同的腐蚀温度下的腐蚀速率，研究质量分数、温度对硫酸腐蚀速率的影响。浸泡质量损失实验标准选用JB／T7901-1999《金属材料实验室均匀腐蚀全浸实验方法》。实验水浴温度为20，40和60cc，硫酸质量分数为5％，图120℃时几种钢在硫酸

7、中的腐蚀速率10％，20％和30％。每组3个平行试样，试样尺寸为50mm×25mm×3mm。试样腐蚀速率和2．24O℃硫酸中几种钢的腐蚀(年腐蚀速率)的计算分别见公式(1)和(2)：图2为40℃时ND钢、304不锈钢和20R在不同质量分数硫酸中的腐蚀速率。V=—(1)式中：为试样的原始质量，g；为试样表面除去腐蚀产物后的质量，g；S为试样表面积，em；t为腐蚀时间，h。●r，：一^×⋯1ov：一(、2一)，l(100Pp谆式中：P为材料的密度，em，计算时取7．8。锺动电位极化曲线测试在EG&G公司生产的毽PARSTAT2273电化学工作站上完成

8、。采用传统的三电极体系，用线切割切出10mm×10mm的正方形试样为工作电极，石墨为辅助电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，文中所有