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Cl-和H2S对不锈钢电化学行为的协同影响

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发表于 2017-9-6 12:29:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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随着我国氟化工行业的发展,由材料腐蚀引起的设备失效问题日益突出。乙炔气体在氟化工行业中普遍使用,工业乙炔中常含有少量的Cl-和H2S气体,Cl-会侵蚀不锈钢表面活泼的点产生点蚀坑;而H2S易溶于水形成弱酸,对不锈钢管道具有极强的腐蚀作用,同时H2S是一种很强的渗氢介质,易使金属发生氢致开裂、氢鼓泡,在拉应力作用下还可能导致材料的硫化物应力破裂,严重影响不锈钢管道的使用寿命。实际生产中不锈钢管道U型弯管处易产生冷凝水的聚集和Cl-的富集,富集的Cl-易造成管道局部腐蚀失效。
  针对不锈钢材料分别在Cl-和H2S介质中的腐蚀行为研究已较为广泛,但对两种介质共存条件下不锈钢的腐蚀行为尤其是点蚀行为鲜有研究。因此,对不锈钢在Cl-和H2S共存下的点蚀行为研究具有重要意义。研究者们通过电化学测试,研究了Cl-和H2S体系中不锈钢点蚀敏感性和钝化膜稳定性,揭示了Cl-和H2S对不锈钢点蚀电位的影响,可为氟化工行业中不锈钢的选材及腐蚀防护提供一定的参考依据。
  试验所需的溶液为分析纯试剂和蒸馏水配制而成。电化学试样尺寸为10 mm×10 mm×3 mm,用环氧树脂封样,之后用水磨SiC砂纸逐级打磨至2000号,经机械抛光、去离子水冲洗、丙酮除油、乙醇清洗后,冷风吹干。采用标准三电极系统测试极化曲线及交流阻抗,参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为铂电极。试验结果表明:
  1) 在Cl-浓度为1 200 mg/L时,随着H2S浓度的增加,316L和304不锈钢点蚀敏感性均增加,说明H2S的存在促进了这两种不锈钢点蚀的形核与发展,但并未对2205双相不锈钢产生影响。
  2) 在H2S浓度为0.05 mol/L时,随着Cl-浓度增加至1 500 mg/L,2205双相不锈钢产生了点蚀电位,说明虽然Cl-是诱发不锈钢产生点蚀的敏感介质,但不同的不锈钢材料存在不同的临界Cl-浓度,2205不锈钢临界Cl-浓度显著高于316L和304不锈钢。
  3) 虽然H2S的存在促进了含Cl-介质不锈钢点蚀的发生,但Cl-是诱导不锈钢点蚀的关键因素。
  4) 在Cl-和H2S共存体系中,材料选用时若不计成本,可优先采用2205不锈钢。316L不锈钢由于含有Mo其钝化膜修复能力较304强,在Cl-和H2S浓度不是很高的情况下可以考虑使用。
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