哈氏合金在高氯介质中的点蚀敏感性研究

发布时间：2017-04-08 18:14

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【摘要】：在化工生产工艺不断优化的过程中,设备运行周期不断增加,对设备材料的耐腐蚀性能要求也在不断的提高。化工生产设备寿命的长短将直接影响化工生产的安全,正确选用并加工耐蚀材料就成了控制腐蚀的重要方式。哈氏合金是一种高级镍基合金,在许多腐蚀性较强的介质下耐蚀性能优异,现已逐步取代部分常用不锈钢成为化工设备制造中首选的材料之一。利用哈氏合金作为耐蚀材料对于化工企业延长设备运行周期,提高设备使用寿命从而降低生产成本十分有利。但在化工生产过程中,生产设备体系内的介质成分较为复杂,存在较多不同的化学成分,在这些复杂的介质中的材料处在不同的环境中,材料的耐蚀性受到了不同的考验。本文针对煤化工企业设备系统内气化炉灰水槽内特殊的高氯介质进行模拟,对哈氏合金C-276在不同pH值、不同Cl-浓度及不同温度的模拟介质中的点蚀敏感性变化规律进行研究,利用浸泡实验考察哈氏合金在模拟设备内介质中的腐蚀形貌、最大点蚀深度及点蚀密度。同时采用电化学方法(包括动电位扫描极化曲线法、恒电位极化法、交流阻抗法等测试手段),探究了模拟介质中的Cl-浓度,pH值及温度对于点蚀行为的影响规律。应用金相显微镜,扫描电镜对材料的腐蚀形貌进行分析,对电化学实验结论进行佐证。主要研究内容及结论有：随着的pH的升高,哈氏合金C-276材料表面的点蚀密度、孔径、深度均有明显降低,证明pH的升高有利于降低哈氏合金C-276的点蚀敏感性。随着模拟介质中pH的升高,哈氏合金C-276的点蚀击穿电位Eb提高,电流密度Iss随之不断降低,电化学阻抗谱均有明显的容抗弧特征,阻抗呈持续增大,钝化膜的稳定性增强。Mott-Schttky曲线表明,随着模拟介质体系内pH的增大,在金属材料的钝化膜的施主密度ND降低,钝化膜内空位密度降低,与浸泡实验点蚀密度规律一致。证明随pH的升高,哈氏合金C-276在模拟介质里的点蚀敏感性降低。随着的C1-浓度的增加,哈氏合金C-276材料表面的点蚀密度、孔径、深度均有明显增加,证明了Cl-浓度的增加会提高哈氏合金C-276的点蚀敏感性。随着模拟工业高氯介质中Cl-浓度的增加,哈氏合金C-276在介质中的点蚀击穿电位Eb降低,电流密度Iss也随之不断增大,阻抗呈持续减小的趋势,钝化膜稳定性不断下降。Mott-Schttky曲线表明,随着高氯介质体系内C1-浓度的增加,在金属材料的钝化膜的施主密度ND增大,钝化膜内空位密度提高,与浸泡实验点蚀密度规律一致。随着的Cl-浓度的增加,哈氏合金C-276在模拟介质里的点蚀敏感性提高。随着模拟介质中温度的增大,哈氏合金C-276材料表面的点蚀密度、孔径均稍有增加,哈氏合金C-276的点蚀电位Eb略有降低,证明了温度的增大会提高哈氏合金C-276在高氯介质中的点蚀敏感性。
【关键词】：哈氏合金 点蚀 氯离子 pH 温度
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.15;TG172
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究的目的及意义15-16
• 1.2 点蚀的研究概述16-21
• 1.2.1 点蚀的萌生与发展机理16-17
• 1.2.2 点蚀的影响因素17-19
• 1.2.3 点蚀的主要研究方法19-21
• 1.3 哈氏合金研究进展21-23
• 第二章 实验方法23-27
• 2.1 实验材料23-24
• 2.1.1 浸泡实验试样23-24
• 2.1.2 电化学实验试样24
• 2.2 模拟介质成分24-25
• 2.3 实验测试方法25-27
• 2.3.1 浸泡实验25
• 2.3.2 电化学实验25-26
• 2.3.3 微观分析26-27
• 第三章 pH对哈氏合金C-276点蚀敏感性的影响27-45
• 3.1 浸泡测试27-32
• 3.1.1 pH对点蚀深度的影响27-28
• 3.1.2 pH对点蚀密度的影响28-30
• 3.1.3 pH对表面形貌的影响30-32
• 3.2 电化学测试32-43
• 3.2.1 pH对极化行为的影响32-37
• 3.2.3 pH对恒电位极化的影响37-39
• 3.2.4 pH对交流阻抗的影响39-41
• 3.2.5 pH对M-S曲线的影响41-43
• 3.3 本章总结43-45
• 第四章 Cl~-浓度对哈氏合金C-276点蚀敏感性的影响45-63
• 4.1 浸泡测试45-50
• 4.1.1 Cl~-浓度对点蚀深度的影响45-47
• 4.1.2 Cl~-浓度对点蚀密度的影响47-48
• 4.1.3 Cl~-浓度对表面形貌的影响48-50
• 4.2 电化学测试50-62
• 4.2.1 Cl~-浓度对极化行为的影响50-55
• 4.2.2 Cl~-浓度对恒电位极化的影响55-57
• 4.2.3 Cl~-浓度对交流阻抗的影响57-60
• 4.2.4 Cl~-浓度对M-S曲线的影响60-62
• 4.3 本章总结62-63
• 第五章 温度对哈氏合金C-276点蚀敏感性的影响63-73
• 5.1 浸泡测试63-66
• 5.1.1 温度对点蚀密度的影响63-64
• 5.1.2 温度对表面形貌的影响64-66
• 5.2 电化学测试66-71
• 5.3 本章总结71-73
• 第六章 结论73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 研究成果及发表的学术论文80-81
• 作者和导师简介81-82
• 附件82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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4 唐聿明;牛r

本文编号：293402