<sub id="pztfv"><listing id="pztfv"></listing></sub>

              <address id="pztfv"><form id="pztfv"></form></address>

                menu

                不銹鋼管廠

                您的當前位置:網站首頁 > 不銹鋼管廠 > 浙江鋼管廠家循環水對304不銹鋼管道腐蝕的研究分析

                浙江鋼管廠家循環水對304不銹鋼管道腐蝕的研究分析

                來源:至德鋼業 日期:2021-05-03 19:54:14 人氣:229

                 浙江不銹鋼管廠家采用掛片腐蝕實驗,通過表征不同腐蝕時間的表面形貌和腐蝕產物的組成,探究了本公司生產的304不銹鋼管在循環水中的腐蝕機理。通過測試極化曲線及電化學阻抗譜,得到了循環水中氯離子和添加藥劑等因素對304不銹鋼管的腐蝕電流和腐蝕電位,以及對電化學傳荷阻抗的影響;并且結合掛片實驗,研究了循環水中氯離子、pH值和添加藥劑等因素對304不銹鋼管的平均腐蝕率、腐蝕產物組成、形貌和腐蝕特征的影響.結果表明:當控制氯離子濃度小于100 mg/L,pH值不低于8.5,以及添加緩蝕劑(2 mg/L)可以有效控制304不銹鋼管的腐蝕速率。


                 由于水資源逐年緊缺以及國家節能減排的號召,我國各個企業的節能環保意識不斷加強.因此,很多浙江不銹鋼管廠家生產所需的冷卻水開始循環使用,這種辦法在很大程度上節約了水資源,但是對運輸水管道的抗腐蝕性有了更高的要求.腐蝕是指因工程材料與其周圍的物質發生化學反應而導致解體的現象.腐蝕可能在某個局部集中出現,導致材料上出現孔洞甚至裂縫,也有可能在一個較大面積的表面上幾乎平均分布。由于腐蝕是一種擴散控制的過程,通常只有材料表面產生腐蝕。因此,可以通過對暴露表面進行處理,如通過鈍化增加材料的耐腐蝕性或者在循環水中添加藥劑來緩解材料的腐蝕.鋼鐵腐蝕主要以孔蝕為主,在某些條件下,如氧氣濃度較低或者陰離子濃度較高的情況下,人們需要視所處的環境來選擇所用的鋼鐵種類。


                 影響304不銹鋼管腐蝕的因素較多,如氯離子濃度、pH值、添加劑、流速、溫度、浸泡時間等.其中氯離子濃度、pH值、添加劑對腐蝕的影響較大。浙江至德鋼業有限公司分析了氯離子導致煤焦油管道的點蝕成因和防護措施,提出可以通過在焦油中加入鈉鹽防止氯離子對管道的腐蝕。至德鋼業技術研究人員通過理論計算分析了供暖期使用pH值為7.0和10.0的循環熱水對管道腐蝕的影響。在液體中添加緩蝕劑是常用的方法,根據緩蝕劑對金屬腐蝕的機理,選用不同性能的緩蝕劑和表面活性劑進行復配,對模擬的油、氣管道常規輸送工況進行了靜態和動態對比試驗,給出了最佳的緩蝕劑與表面活性劑的配比。從宏觀分析、材質化學成分、金相組織、腐蝕產物等方面對受到嚴重腐蝕的工業冷卻水管道進行了全面的分析研究,確認了304不銹鋼管的腐蝕機理方程,提出要加強水質控制、采用耐腐蝕材料并采用輔助手段來緩解腐蝕的發生.研究腐蝕的方法眾多,早期采用傳統的濕熱實驗、鹽霧實驗、失重實驗等非電化學研究方法及直流電方法(如電位-時間法、直流電阻法、極化曲線法等)。但是這類方法存在周期長、耗資大、可控性差的缺點.近年來人們采用電化學阻抗譜方法分析電極電阻、界面雙電層電容和電荷轉移電阻來表征腐蝕性能,這種方法快速簡便并有可能用于現場監控,因而成為研究和評價金屬體系腐蝕的主要方法之一。至德鋼業采用極化曲線法和交流阻抗法研究了304不銹鋼管在含Na2SO4、Na2CO3、NaCl中的電化學腐蝕行為。采用動電位極化和交流阻抗譜,研究了氯離子和應力對304不銹鋼管在高pH值溶液中腐蝕行為的影響。


                 浙江不銹鋼管廠家采用公司生產車間內提供的水樣,稱為原水,其組成如表所示(采用IC和ICP分析),用304不銹鋼管作為腐蝕實驗的材料,首先通過掛片腐蝕實驗分析其腐蝕速度及腐蝕機理,之后采用電化學測試和掛片腐蝕的方法,研究循環水中氯離子、pH值和添加緩蝕劑對304不銹鋼管的腐蝕的影響.


                一、實驗過程


                 1. 試樣前處理


                   對試樣依次通過如下處理:切割成25mm×50mm大小的試樣—打磨—酸洗—水洗—酒精沖洗—水洗—烘干—3M膠封樣處理,每一個試樣的實驗面積50 mm×25 mm,得到尺寸均一的304不銹鋼管。


                 2. 電化學測試


                  使用PARSTAT 2273電化學工作站,測試304不銹鋼管在不同條件的電化學阻抗和極化曲線.首先測試開路電位,測試時間為1000 秒。阻抗測試的掃描范圍為106 Hz~10-1Hz,振幅為5 mV。極化測試的掃描速率1 mV/s,掃描區間-1.2 V~-0.2 V(vs SCE)。實驗溶液: 分別采用原水、補水、供水,以及在原水中分別添加不同濃度氯離子、不同pH值和不同濃度緩蝕劑,進行電化學測試.實驗溫度為25℃。


                 3. 掛片腐蝕


                  使用旋轉掛片腐蝕試驗儀(SCRCC-III)對304不銹鋼管進行掛片腐蝕實驗,實驗溫度為25℃,實驗溶液: 采用國內某廠提供的原水,其組成如表所示。在原水中分別添加不同濃度氯離子、不同pH值和不同濃度緩蝕劑,分析304不銹鋼管的腐蝕速率、腐蝕形貌和腐蝕產物成分.


                二、結果與討論


                 1. 304不銹鋼管在原水中的腐蝕機理


                  通過掛片腐蝕實驗,研究了304不銹鋼管分別腐蝕7、14和21天后的SEM圖,以及相應的腐蝕產物的XRD圖,如圖所示.結合圖中的SEM圖和XRD圖可以看到,304不銹鋼管腐蝕7天時,主要以小孔腐蝕為主,腐蝕產物為γ-FeOOH,隨著腐蝕時間的增加到14 天及21天,腐蝕小孔孔徑逐漸增加,而腐蝕產物也從γ-FeOOH為主轉變為α-Fe2O3為主。


                  圖為304不銹鋼管在原水中腐蝕21天后產物的EDS測試圖,可以看到腐蝕產物主要以鐵、氧為主,還有少量碳。圖為304不銹鋼管在原水中腐蝕21天并去除腐蝕產物表面的EDS圖譜.從圖中可以看到: 腐蝕后304不銹鋼管表面以鐵為主,其摩爾分數在80%以上、碳的摩爾分數在11%左右,其余為少量氧元素。圖為304不銹鋼管在原水中腐蝕21天并去除了腐蝕產物后,304不銹鋼管表面的EDS面掃描圖譜,由圖中可以看到鐵、氧兩種元素在304不銹鋼管腐蝕后表面均勻分布,碳元素的分布主要在腐蝕產生的兩邊。由此可以推斷: 腐蝕主要為電化學腐蝕,其中鐵碳作為陰極,而鐵元素作為陽極,水溶液作為腐蝕介質形成了原電池,加劇了腐蝕的發生。


                 2. 氯離子對304不銹鋼管腐蝕的影響


                  為了考察氯離子濃度對304不銹鋼管腐蝕的影響,浙江不銹鋼管廠家在原水中添加不同濃度的氯離子配制溶液,以304不銹鋼管作為工作電極,采用電化學方法所測試得到的極化曲線和阻抗譜曲線如圖所示。隨著氯離子濃度的從0.05 mol/L增加到1.00 mol/L,盡管腐蝕電流存在波動,但是腐蝕電流趨向于增大,同時腐蝕電位負移;隨著原水中氯離子濃度增加,電化學電荷傳遞電阻從110Ω減小到10Ω左右.因此,隨著氯離子濃度升高,304不銹鋼管越容易發生腐蝕。


                  計算結果如圖所示.從圖中可以看到: 隨著氯離子質量濃度的升高,304不銹鋼管腐蝕速率逐漸增加。當氯離子質量濃度為100 mg/L時,腐蝕速率為0.0311 g/d,而在氯離子質量濃度為150 mg/L時,其腐蝕速率上升為0.0385 mg/d,當氯離子質量濃度繼續上升到5.325 g/L時,則腐蝕速率相應上升為0.0512 mg/d.很明顯,氯離子對304不銹鋼管的腐蝕速度影響很大。


                  圖給出了304不銹鋼管在氯離子質量濃度為100 mg/L的原水中,掛片腐蝕30天并去除腐蝕產物后的表面SEM圖.從圖中可以看到,當氯離子質量濃度為100 mg/L時,304不銹鋼管表面出現嚴重的小孔腐蝕.圖是在原水中的氯離子質量濃度為5.325 g/L時,304不銹鋼管腐蝕30天并去除腐蝕產物后的表面SEM圖.從圖中可以看到,當304不銹鋼管質量濃度升高至5.325g/L時,304不銹鋼管表面孔蝕數量增加、孔的深度增加。圖為原水中的氯離子質量濃度分別為100 mg/L和5.325 g/L時,304不銹鋼管腐蝕30天后腐蝕產物的XRD圖譜,從圖中可以看出,腐蝕產物為α-Fe2O3及γ-FeOOH,當Cl-質量濃度為100 mg/L時,腐蝕產物以αFe2O3為主;當氯離子質量濃度為5.325 g/L時,腐蝕產物以γ-FeOOH為主.循環水中的氯離子離子半徑較小,容易吸附于304不銹鋼管表面,并與表面產生作用,進入鋼鐵表面的鈍化膜中,使鈍化膜產生微觀缺口,鈍化膜與裸露金屬形成原電池,從而形成點蝕,加速了304不銹鋼管的腐蝕。


                 3. 原水中pH值對304不銹鋼管的腐蝕性能的影響


                    表給出了304不銹鋼管在pH=7,pH=8,pH=8.5三種水質中掛片30天后的腐蝕失重結果,從表中可以得到: 隨著水質中的pH升高,304不銹鋼管的腐蝕速率降低,當pH值從7升高至8.5時,腐蝕失重減少53.4%。


                    圖給出了304不銹鋼管在pH分別為7、8和8.5時水中腐蝕30天后去除腐蝕產物后的表面SEM圖和pH分別為7和8.5時腐蝕產物的XRD圖.圖為304不銹鋼管在pH為7的水中腐蝕30天并去除腐蝕產物的表面形貌,從圖中可以看到:腐蝕主要以坑洼狀形貌為主,并存在點蝕的情況.從圖的XRD圖譜來看,腐蝕產物以α-Fe2O3為主,并含有少量γ-FeOOH。圖為304不銹鋼管在pH=8(原水)中腐蝕30天并去除腐蝕產物后的表面SEM圖,從圖中可以看到:腐蝕后以坑洼狀形貌為主,腐蝕比較均勻,小孔腐蝕較少。圖為304不銹鋼管在pH=8.5水中腐蝕30天并去除腐蝕產物后的表面SEM圖,與pH=7與8中腐蝕情況相比,304不銹鋼管表面比較平整,腐蝕較少,表現出較好的抗腐蝕性能,從圖中XRD圖譜來看,在pH=8.5時,304不銹鋼管腐蝕產物主要是α-Fe2O3及γ-FeOOH,兩者的量相近。


                 4. 原水中緩蝕劑濃度對304不銹鋼管腐蝕性能的影響


                  為了減小304不銹鋼管在原水中的腐蝕速度,考察了緩蝕劑濃度對304不銹鋼管腐蝕性能的影響.在原水中添加一定濃度的緩蝕劑作為溶液,采用電化學方法測試了塔菲爾曲線和阻抗譜曲線,如圖所示,分析結果如表所示.從表中可以看出:當緩蝕劑含量從2 mg/L增加到6 mg/L時,腐蝕電流增大,電化學傳荷電阻從252Ω降低到98Ω,說明隨著緩蝕劑含量增加到6 mg/L時,腐蝕更容易發生,可能是增加了溶液導電性,從而加速了304不銹鋼管電化學腐蝕.考慮到腐蝕電流和電化學阻抗譜,在緩蝕劑含量為2 mg/L時,304不銹鋼管耐腐蝕性能最好。


                  表給出了304不銹鋼管在原水中含有緩蝕劑質量濃度為0mg/L,2mg/L與4mg/L的水中掛片腐蝕30天后的腐蝕速度.從表中可以看到當原水中加入2mg/L緩蝕劑后,304不銹鋼管腐蝕速度從0.0385g/d降低到0.0208g/d,而緩蝕劑質量濃度增加對腐蝕速率影響較小,自2mg/L增加至4mg/L,腐蝕速率反而有所增加,影響低于10%.當原水中無緩蝕劑時,腐蝕產物主要是x-Fe2O,及非常少量y-FeOOH,而當原水中含有2mg/L與4mg/L的緩蝕劑時,304不銹鋼管的腐蝕產物以y-Fe00H為主,含有非常少量的a-Fe2O3(XRD圖略).添加緩蝕劑后,腐蝕孔明顯減少(SEM圖略).顯然,當原水中含有2mg/L緩蝕劑時,降低了304不銹鋼管的電化學腐蝕。


                三、結論


                  浙江不銹鋼管廠家采用304不銹鋼管作為研究對象,通過在原水中的長期掛片腐蝕實驗和表征腐蝕不同時間的304不銹鋼管的表面形貌和腐蝕產物成分,探究了304不銹鋼管道在循環水中的腐蝕機理。之后測試了原水中氯離子濃度和不同濃度的緩蝕劑等因素對304不銹鋼管的腐蝕電阻、腐蝕電位和腐蝕電流的影響,并且通過長期掛片實驗,研究水中氯離子濃度、pH值和添加緩蝕劑對304不銹鋼管的平均腐蝕速率,表面形貌和腐蝕產物組成的影響.研究結果表明: 304不銹鋼管的腐蝕主要為電化學腐蝕,其中鐵碳元素作為陰極,而鐵元素作為陽極,原水作為腐蝕介質形成了原電池,加劇了腐蝕的發生.通過XRD表征可得,在原水中的腐蝕產物主要以α-Fe2O3為主,含有少量的γ-FeOOH.隨著氯離子濃度升高,304不銹鋼管越容易發生腐蝕.而隨著原水中的pH升高,304不銹鋼管的腐蝕速率降低,當pH值從7升高至8.5時,腐蝕失重減少53.4%,且表面腐蝕均勻,腐蝕孔大大降低.緩蝕劑濃度增加對腐蝕速率影響較小,當在原水中加入2 mg/L緩蝕劑后,304不銹鋼管腐蝕速度從0.0385 g/d降低到0.0208 g/d,自2 mg/L增加至4 mg/L,腐蝕速率反而有微小升高。


                本文標簽:304不銹鋼管 

                發表評論:

                ◎歡迎參與討論,請在這里發表您的看法、交流您的觀點。

                北京 天津 河北 山西 內蒙 遼寧 吉林 黑龍江 上海 江蘇 浙江 安徽 福建 江西 山東 河南 湖北 湖南 廣東 廣西 海南 重慶 四川 貴州 云南 西藏 陜西 甘肅 青海 寧夏 新疆 臺灣 香港 澳門
                亚洲av全部免费观看