2205雙相不銹鋼在硫酸中的腐蝕性能
信息來源：求和不銹鋼 時間：2019-03-13 15:04:23 瀏覽次數:-
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。
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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