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解释消磁套管缝热影响区金属的敏化行为

来源:  作者:  发布时间:2018-12-24 浏览量:3145

解释消磁套管缝热影响区金属的敏化行为

因此,消磁套管在硝酸介质中具有优异的耐蚀性。被广泛地应用在硝酸生产装置和管道中。但是不锈钢管道的焊缝腐蚀失效和局部的冲刷腐蚀失效,一直是困扰我国硝酸生产装置的问题。本文针对晶间腐蚀和流动腐蚀这两个问题,探究了不同条件下304不锈钢在硝酸中的腐蚀机理。首先,分析了不锈钢硝酸输送管道的焊缝发生腐蚀失效的原因,并利用热处理方法模拟不锈钢焊接过程中的受热过程,研究了加热温度和时间对不锈钢在硝酸中的耐蚀性影响规律,解释消磁套管缝热影响区金属的敏化行为。

         通过极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Shottki曲线和浸泡失重实验,研究了304不锈钢在硝酸中腐蚀特性随硝酸浓度、温度和浸泡时间变化规律。此外,通过自主研制的管流式流动腐蚀实验装置对不锈钢在流动条件下腐蚀电化学行为进行了研究。通过以上研究和实验,主要得出以下结论:1三通母材和直管母材表面发生较为均匀的晶间腐蚀。三通母材和直管母材的Cr和Ni含量基本相同,且各自的腐蚀电流密度和阻抗值差别不大,两种母材的耐蚀性良好。但三通母材的碳含量是直管母材碳含量的1.8倍,消磁套管焊接的热影响区,两种材料的耐蚀性差别较大,热影响区的消磁套管的腐蚀速率明显大于母材,三通一侧热影响区的腐蚀速率显著大于其他区域。碳含量是影响304不锈钢焊接接头在硝酸中耐蚀性的关键因素。碳含量越高,焊接过程中热影响区的不锈钢越容易发生敏化,导致耐蚀性显著降低。

当加热温度处在500-900℃时,即使短暂时间的加热也会导致消磁套管晶间腐蚀敏化度的显著增大。当加热温度在650-750℃区间时,消磁套管的晶间腐蚀敏化度达到最大值。消磁套管加热温度低于500℃或者高于900℃时,不锈钢在硝酸中的晶间腐蚀敏化度的变化很小,耐蚀性不会显著降低。通过电化学阻抗谱的变化可以区分经过不同敏化度的不锈钢试样,晶间腐蚀敏化度高的试样的反应电阻Rct变小,不锈钢钝化膜的完整性和保护性降低。电化学阻抗测试和DL-EPR测试得到热处理对消磁套管耐蚀性的影响规律基本吻合。消磁套管在经650℃热处理后,钝化膜表面界面电容和双电层电容达到最大,硝酸介质中其钝化膜的保护能力变差,耐蚀性明显下降。且随保温时间的增大,其在硝酸中的腐蚀裂纹内的溶液电阻与腐蚀界面的电荷转移电阻也逐渐减小。



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