2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能
信息来源：求和不锈钢 时间：2019-03-13 15:04:23 浏览次数:-
由于燃煤或原油中含有硫元素，在燃烧或炼油过程中易产生二氧化硫，在催化剂的作用下可进一步氧化成三氧化硫。干的三氧化硫对设备几乎不发生腐蚀，但当它与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽时，却大大提高了延期的露点，易于在装置的低温部位发生浓缩凝结，与受热面作用形成硫酸亚铁，具有严重的腐蚀性。这种现象被称为高温烟气硫酸露点腐蚀，具有腐蚀速率快，面积广等特点，给安全生产带来隐患。
关于硫酸露点腐蚀，国内外进行了广泛的研究，包括腐蚀机理及防护措施等。一般认为，露点腐蚀程度不仅取决于燃料油中的硫含量，还受到二氧化硫向三氧化硫转换效率的影响。国内目前大多数都采用工艺防腐蚀措施，但对易发生露点腐蚀部位进行材料升级仍是解决“硫酸露点”腐蚀的有效手段。双相不锈钢，既具有奥氏体不锈钢的优良加工性能，又具有铁素体不锈钢的高强度、耐氯化物应力腐蚀和耐点蚀的能力，具有很大的应用前景。研究双相不锈钢材料在硫酸溶液中的耐蚀性具有现实意义。辽宁石油化工学院研究者选用2205双相不锈钢，利用常规的腐蚀失重方法和电化学方法分别测量了其在不同温度、不同浓度硫酸溶液中的腐蚀性能，并与传统的316L不锈钢和20R压力容器用钢对比，期望能为炼油设备的材料升级提供一定的数据积累。试验材料选用瑞典OUTOKUMPU公司生产的2205双相不锈钢，牌号为UNS S31803，符合ASTM A240-09a标准，冷轧态钢板，厚度为4mm，对比材料选用太钢316L和首钢20R冷轧钢板。三种材料的化学成分见下表：表1 材料成分表（%） 试样 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 - 试样 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. 通过腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱，研究了不同温度下2205双相不锈钢在硫酸溶液中的耐蚀性，并与传统的20R钢和316L不锈钢对比，得到如下结论：（1）三种材料的耐蚀能力排序为：20R＜316L＜2205。硫酸体积浓度对三种材质腐蚀速度的影响排序为：20R＞316L＞2205。温度对三种材质腐蚀速度的影响排序为：20R＞316L＞2205。（2）在T≤40℃时，2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a，耐蚀性等级为1级，评定为完全耐蚀；当温度增加至60℃且硫酸体积浓度为30%时，其腐蚀速率显著增加，腐蚀深度为27.026mm/a，耐蚀性等级为10级，评定为不耐蚀。（3）高铬含量一方面可以降低不锈钢材料的钝化电位，另一方面也可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力，这可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。
关于硫酸露点腐蚀，国内外进行了广泛的研究，包括腐蚀机理及防护措施等。一般认为，露点腐蚀程度不仅取决于燃料油中的硫含量，还受到二氧化硫向三氧化硫转换效率的影响。国内目前大多数都采用工艺防腐蚀措施，但对易发生露点腐蚀部位进行材料升级仍是解决“硫酸露点”腐蚀的有效手段。双相不锈钢，既具有奥氏体不锈钢的优良加工性能，又具有铁素体不锈钢的高强度、耐氯化物应力腐蚀和耐点蚀的能力，具有很大的应用前景。研究双相不锈钢材料在硫酸溶液中的耐蚀性具有现实意义。辽宁石油化工学院研究者选用2205双相不锈钢，利用常规的腐蚀失重方法和电化学方法分别测量了其在不同温度、不同浓度硫酸溶液中的腐蚀性能，并与传统的316L不锈钢和20R压力容器用钢对比，期望能为炼油设备的材料升级提供一定的数据积累。试验材料选用瑞典OUTOKUMPU公司生产的2205双相不锈钢，牌号为UNS S31803，符合ASTM A240-09a标准，冷轧态钢板，厚度为4mm，对比材料选用太钢316L和首钢20R冷轧钢板。三种材料的化学成分见下表：表1 材料成分表（%） 试样 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 - 试样 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. 通过腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱，研究了不同温度下2205双相不锈钢在硫酸溶液中的耐蚀性，并与传统的20R钢和316L不锈钢对比，得到如下结论：（1）三种材料的耐蚀能力排序为：20R＜316L＜2205。硫酸体积浓度对三种材质腐蚀速度的影响排序为：20R＞316L＞2205。温度对三种材质腐蚀速度的影响排序为：20R＞316L＞2205。（2）在T≤40℃时，2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a，耐蚀性等级为1级，评定为完全耐蚀；当温度增加至60℃且硫酸体积浓度为30%时，其腐蚀速率显著增加，腐蚀深度为27.026mm/a，耐蚀性等级为10级，评定为不耐蚀。（3）高铬含量一方面可以降低不锈钢材料的钝化电位，另一方面也可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力，这可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。
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