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2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能

信息来源:无锡求和不锈钢有限公司 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。
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