石化環(huán)境中碳鋼的腐蝕機(jī)理及石化設(shè)備腐蝕監(jiān)測技術(shù)的研究.pdf

1、石油化學(xué)工業(yè)是一個(gè)國家的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)生活起著極為重要的作用。石化工業(yè)工況往往是最容易造成工業(yè)設(shè)備發(fā)生腐蝕的環(huán)境，石化工業(yè)中的設(shè)備腐蝕相當(dāng)普遍和嚴(yán)重。腐蝕不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還關(guān)系到資源浪費(fèi)、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)等重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題。對工業(yè)設(shè)備腐蝕進(jìn)行系統(tǒng)的研究，發(fā)展先進(jìn)的腐蝕檢監(jiān)測技術(shù)和腐蝕防護(hù)技術(shù)是當(dāng)前石化工業(yè)極為重要的任務(wù)。針對石油化學(xué)工業(yè)的腐蝕問題，本文重點(diǎn)研究了碳鋼在S2-和Cl-共同影響下的腐蝕行為，并在此基

2、礎(chǔ)上發(fā)展了若干適用于石化工業(yè)設(shè)備的腐蝕監(jiān)測技術(shù)。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)應(yīng)用電化學(xué)阻抗譜和極化曲線測試方法，結(jié)合掃描電子顯微鏡和X射線能譜分析技術(shù)，研究了pH=7不同含濃度的S2-和Cl-的模擬液對20＃碳鋼腐蝕行為的影響。初步探明了S2-和Cl-存在的情況下，碳鋼表面腐蝕發(fā)生過程和腐蝕產(chǎn)物的形成機(jī)理。結(jié)果表明，腐蝕產(chǎn)物中含有FeS(FeS1-x)，F(xiàn)eS2（FeS1+x），F(xiàn)eSn(n＞2)等多種形式的硫化物。

3、隨著溶液中S2-濃度的升高，腐蝕產(chǎn)物由FeS逐漸向FeS2和FeSn轉(zhuǎn)變。FeS較為活潑，容易繼續(xù)反應(yīng);FeS2腐蝕膜層較為致密穩(wěn)定，能延緩碳鋼進(jìn)一步腐蝕;FeSn腐蝕膜層疏松多孔不能延緩碳鋼的腐蝕。Cl-能加速FeS向FeS2和FeSn轉(zhuǎn)變。
　　(2)探索了應(yīng)用循環(huán)伏安技術(shù)測量工業(yè)水溶液中鐵溶解量的方法。結(jié)果表明掃描速度為100 mV/s，掃描范圍為相對飽和甘汞電極0～0.8 V可實(shí)現(xiàn)Fe2+濃度的定量測量。在Fe2+濃度大于

4、1×10-4 M時(shí)，循環(huán)伏安曲線電流峰對Fe2+濃度有很好的響應(yīng)。
　　(3)研制了Ag/Ag2S電極、Ti/IrO2電極，并以此制備了硫傳感器。結(jié)合SEM和EDS等分析技術(shù)對電極表面膜層進(jìn)行表征，考察了膜層的組成與表面形態(tài)對探針響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)S2-濃度大于0.6 ppm時(shí)，研制的Ag/Ag2S電極的電極電位對S2-濃度有良好的響應(yīng)。在pH=1～13時(shí)，研制的電位對pH值有良好的線性響應(yīng)。復(fù)合Ag/Ag2S電極，Ti/I