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2205雙相不銹鋼在硫酸中的腐蝕性能
發布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間:2015-09-11
試驗材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產的2205雙相不銹鋼,牌號為UNS S31803,符合ASTM A240-09a標準,冷軋態鋼板,厚度為4mm,對比材料選用太鋼316L和首鋼20R冷軋鋼板。
?由于燃煤或原油中含有硫元素,在燃燒或煉油過程中易產生二氧化硫,在催化劑的作用下可進一步氧化成三氧化硫。干的三氧化硫對設備幾乎不發生腐蝕,但當它與煙氣中的水蒸氣結合形成硫酸蒸汽時,卻大大提高了延期的露點,易于在裝置的低溫部位發生濃縮凝結,與受熱面作用形成硫酸亞鐵,具有嚴重的腐蝕性。這種現象被稱為高溫煙氣硫酸露點腐蝕,具有腐蝕速率快,面積廣等特點,給安全生產帶來隱患。
關于硫酸露點腐蝕,國內外進行了廣泛的研究,包括腐蝕機理及防護措施等。一般認為,露點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換效率的影響。國內目前大多數都采用工藝防腐蝕措施,但對易發生露點腐蝕部位進行材料升級仍是解決“硫酸露點”腐蝕的有效手段。雙相不銹鋼,既具有奧氏體不銹鋼的優良加工性能,又具有鐵素體不銹鋼的高強度、耐氯化物應力腐蝕和耐點蝕的能力,具有很大的應用前景。研究雙相不銹鋼材料在硫酸溶液中的耐蝕性具有現實意義。
遼寧石油化工學院研究者選用2205雙相不銹鋼,利用常規的腐蝕失重方法和電化學方法分別測量了其在不同溫度、不同濃度硫酸溶液中的腐蝕性能,并與傳統的316L不銹鋼和20R壓力容器用鋼對比,期望能為煉油設備的材料升級提供一定的數據積累。
試驗材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產的2205雙相不銹鋼,牌號為UNS?S31803,符合ASTM?A240-09a標準,冷軋態鋼板,厚度為4mm,對比材料選用太鋼316L和首鋼20R冷軋鋼板。三種材料的化學成分見下表:
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合動電位極化曲線和電化學阻抗譜,研究了不同溫度下2205雙相不銹鋼在硫酸溶液中的耐蝕性,并與傳統的20R鋼和316L不銹鋼對比,得到如下結論:
(1)三種材料的耐蝕能力排序為:20R<316L<2205。硫酸體積濃度對三種材質腐蝕速度的影響排序為:20R>316L>2205。溫度對三種材質腐蝕速度的影響排序為:20R>316L>2205。
(2)在T≤40℃時,2205雙相不銹鋼的腐蝕深度為0mm/a,耐蝕性等級為1級,評定為完全耐蝕;當溫度增加至60℃且硫酸體積濃度為30%時,其腐蝕速率顯著增加,腐蝕深度為27.026mm/a,耐蝕性等級為10級,評定為不耐蝕。
(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不銹鋼表面鈍化膜的修復能力,這可能是2205雙相不銹鋼比316L和20R更耐蝕的本質原因。
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