高氮奧氏體不銹鋼耐點蝕性能研究
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隨著國內外原油質量的劣化,煉化企業減壓塔內材料的腐蝕影響蒸餾裝置的安全運行。316L不銹鋼是目前填料普遍采用的材質,但現場運行情況表明,316L不銹鋼容易因發生點蝕而造成填料失效,從而影…
隨著國內外原油質量的劣化,煉化企業減壓塔內材料的腐蝕影響蒸餾裝置的安全運行。316L不銹鋼是目前填料普遍采用的材質,但現場運行情況表明,316L不銹鋼容易因發生點蝕而造成填料失效,從而影響了企業的安全生產。材質升級是改善填料耐蝕性能的重要方式。近幾年,高氮不銹鋼因其強度高、耐蝕性好而備受關注。研究表明,不銹鋼固溶氮以后,其點蝕電位將有所提高,其正向移動程度受溫度和Cl-濃度的影響。高氮鋼耐點蝕性能的大小可以用耐點蝕當量(PRE)值來衡量,而氮元素對PRE值的影響最大。目前,關于高氮鋼的研究更多地集中于理論基礎、制造工藝、力學性能等方面,而有關耐蝕性方面的研究還很有限,對其開展進一步研究非常必要。
采用動電位極化曲線和高氮鋼,電化學阻抗等方法,研究了Cr23Mo1N奧氏體不銹鋼(HNSS)和316L不銹鋼在含Cl-溶液中的耐點蝕性能,并通過循環極化方法研究了兩種鋼的點蝕敏感性,結合鈍化膜的半導體性能分析了兩種鋼在含Cl-溶液中的耐點蝕機制。
試驗材料采用自制Cr23Mo1N奧氏體不銹鋼和普通316L不銹鋼,其化學成分見表1。將材料加工成10mm×10mm的試樣,背面點焊引出銅導線,用環氧樹脂將試樣封裝在PVC管中,露出10mm×10mm工作面。用240~1500號耐水砂紙將試樣打磨、拋光,分別用去離子水、無水乙醇、丙酮清洗,放入玻璃干燥器中干燥。
表1 Cr23Mo1N奧氏體不銹鋼和316L不銹鋼化學成分(質量分數,%)
元素 | C | Si | Mn | S | P | Ni | Cr | Mo | N | Fe |
HNSS | 0.027 | 0.120 | 0.080 | 0.003 | <0.003 | 0.004 | 22.80 | 1.080 | 1.00 | 余量 |
316L | 0.023 | 0.635 | 1.110 | 0.003 | 0.025 | 10.70 | 16.50 | 2.050 | - | 余量 |
試驗結果表明:
(1)在含Cl-溶液中,Cr23Mo1N奧氏體不銹鋼與316L不銹鋼相比,高氮鋼的自腐蝕電位更正,過鈍化電位更高,維鈍電流密度更小,鈍化膜的平帶電位和施主密度更低,鈍化膜表現出更好的絕緣性,鈍化膜再鈍化能力更強,高氮鋼的耐點蝕能力更強。
(2)循環極化曲線表明高氮鋼的點蝕敏感性更小,鈍化膜的自修復能力更強,耐蝕性能更加優越。
(3)試驗數據表明,高氮鋼有代替316L不銹鋼作為減壓塔填料使用的可能性,可有效延長填料的使用周期。
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