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2205雙相不銹鋼在硫酸中的腐蝕性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時間：2015-09-11
試驗材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼，牌號為UNS S31803，符合ASTM A240-09a標準，冷軋態(tài)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(xiàn)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(chǎn)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(shù)都采用工藝防腐蝕措施，但對易發(fā)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(yōu)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(xiàn)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(guī)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(tǒng)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(shù)據(jù)積累。
試驗材料選用瑞典OUTOKUMPU公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼，牌號為UNS?S31803，符合ASTM?A240-09a標準，冷軋態(tài)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(tǒng)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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