904L和254SMO超級奧氏體不銹鋼在高氯酸性環(huán)境中的點(diǎn)蝕行為研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)中高爐煤氣冷凝水為氯離子含量非常高的酸性溶液，對管道材料耐蝕性要求較高，目前冷凝管道上的316L不銹鋼難以達(dá)到服役要求，在較短服役期內(nèi)就出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象，因此考慮采用超級奧氏體不銹鋼替代316L不銹鋼。超級奧氏體不銹鋼含有大量的Cr、Ni、Mo元素，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，是針對工業(yè)生產(chǎn)中一些苛刻的工況條件開發(fā)出來的，成為替代常用奧氏體不銹鋼的首選材料。
　　本文以904L和254SMO超級奧氏體不銹鋼為研究對象，模擬鋼鐵企

2、業(yè)高氯酸性冷凝水為腐蝕介質(zhì)，采用電化學(xué)技術(shù)，如動電位極化，交流阻抗譜，恒電位極化以及Mott-Schottky曲線等對比研究兩種超級奧氏體不銹鋼在模擬環(huán)境中的臨界點(diǎn)蝕溫度，并研究了兩種鋼材在不同溫度、Cl-濃度及pH值的模擬環(huán)境中的耐點(diǎn)蝕規(guī)律;采用金相顯微鏡及體視顯微鏡觀察兩種超級奧氏體不銹鋼表面的點(diǎn)蝕密度及最大點(diǎn)蝕深度。所得的主要結(jié)論如下:
　　(1)隨著溫度升高，兩種超級奧氏體不銹鋼在模擬溶液中的點(diǎn)蝕電位Eb和保護(hù)電位Ep降低

3、，鈍化膜電阻減小，鈍化膜穩(wěn)定性變差。動電位極化和電化學(xué)阻抗結(jié)果表明，溫度低于45℃時，254SMO的耐點(diǎn)蝕性能與904L相當(dāng);溫度高于45℃時，254SMO的耐點(diǎn)蝕性能優(yōu)于904L。恒電位極化結(jié)果表明，904L和254SMO在模擬溶液中的臨界點(diǎn)蝕溫度分別為48.7℃和71.2℃。
　　(2)隨著Cl-濃度增大，兩種超級奧氏體不銹鋼在模擬溶液中的點(diǎn)蝕電位Eb和保護(hù)電位Ep降低，阻抗值減小，穩(wěn)態(tài)電流密度Iss增大，鈍化膜穩(wěn)定性和自修復(fù)

4、能力降低。Mott-Schottky實(shí)驗結(jié)果表明，隨著Cl-濃度增大，鈍化膜的施主密度ND和平帶電位Efb增大，鈍化膜空位增多，致密度下降。隨著Cl-濃度增大，化學(xué)浸泡后兩種鋼材表面的點(diǎn)蝕密度、最大點(diǎn)蝕坑深度均增加，其中904L的最大點(diǎn)蝕深度與Cl-濃度呈二次函數(shù)關(guān)系，254SMO的最大點(diǎn)蝕深度與Cl-濃度呈線性關(guān)系。對比研究發(fā)現(xiàn)，Cl-濃度對904L點(diǎn)蝕敏感性影響較大，Cl-濃度大于78500mg/L時，904L耐點(diǎn)蝕性能明顯下降，達(dá)

5、到了發(fā)生點(diǎn)蝕的臨界Cl-濃度;而254SMO始終保持良好的耐點(diǎn)蝕性能。
　　(3)隨著pH降低，兩種超級奧氏體不銹鋼在模擬溶液中的點(diǎn)蝕電位Eb和保護(hù)電位電位Ep降低，阻抗值減小，穩(wěn)態(tài)電流密度Iss增大，點(diǎn)蝕孕育期縮短。Mott-Schottky實(shí)驗結(jié)果表明，隨著pH降低，鈍化膜施主密度ND和平帶電位Efb增大，鈍化膜電阻降低。隨著pH降低，浸泡后兩種鋼材表面腐蝕加重，點(diǎn)蝕坑密度、點(diǎn)蝕坑深度均增大。904L和254SMO的最大點(diǎn)蝕深

6、度與pH均呈線性關(guān)系，但pH變化對904L的點(diǎn)蝕深度影響更明顯。對比研究發(fā)現(xiàn)，pH對904L點(diǎn)蝕敏感性影響較大，當(dāng)模擬液pH＜6.00時，904L腐蝕傾向性明顯增加，達(dá)到了發(fā)生點(diǎn)蝕的臨界酸度。而254SMO僅在模擬液酸性增加至pH=3.00時，鈍化膜出現(xiàn)局部溶解，但未出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕，耐點(diǎn)蝕性能無明顯降低。
　　(4)綜合分析認(rèn)為，904L和254SMO超級奧氏體不銹鋼在冷凝水環(huán)境中是否發(fā)生點(diǎn)蝕很大程度取決于腐蝕介質(zhì)的變化。在高溫、高