稀硝酸输送管道材料的腐蚀机理研究

发布时间：2019-09-29 09:17

【摘要】：硝酸是一种强酸,氧化性极强。在实际生产过程中,由于硝酸的腐蚀性极强,304不锈钢管道常被腐蚀穿透造成硝酸泄漏,必须停车检修。硝酸管道发生腐蚀泄漏不仅会影响生产进度,而且管道换新和维修费用提高了整体生产成本。本文针对企业中的304硝酸管道所处的腐蚀环境,开展了浸泡试验和电化学试验研究,主要工作及结论如下：(1)用光学显微镜和扫描电镜对从腐蚀失效管道截取的样品进行宏观形貌、微观形貌、金相组织分析,分析表明：304不锈钢硝酸管道失效的主要原因一是焊缝热影响区冷却不当,造成晶粒粗大,耐蚀性下降。二是管内流动的硝酸介质对管内壁的冲刷造成了冲刷腐蚀沟。(2)针对304不锈钢硝酸管道的腐蚀环境,腐蚀介质选用不同浓度的硝酸,运用动电位极化曲线方法和电化学阻抗分析方法分别探究了硝酸浓度和温度对304不锈钢的腐蚀速率的影响。由极化曲线分析可知：随着硝酸浓度或者温度的升高,304不锈钢钝化区范围和电化学反应电阻逐渐减小,腐蚀电流密度增加,温度为80℃时,腐蚀电流密度受浓度影响最大,最大增幅为34μA/cm2。硝酸浓度为65%时,腐蚀电流密度受温度的影响最大,最大增幅为43.31μA/cm2。由电化学阻抗谱分析可知,随着硝酸浓度或者温度的升高,阻抗谱的双容抗弧半径、低频阻抗值和反应电阻均逐渐减小,腐蚀电流密度增加。304不锈钢不宜用在温度高于80℃、浓度大于65%的硝酸中。(3)开展了304不锈钢在浓度为65%硝酸中浸泡试验研究,分析了平均腐蚀速率、表面形貌以及腐蚀产物成分随时间的变化。结果表明：随着浸泡时间的延长,304不锈钢的平均腐蚀速率先增加,后趋于稳定,不同温度下腐蚀速率从大到小排列为：80℃60℃40℃。304不锈钢表面形成的腐蚀产物主要是Fe-Cr-Ni等金属化合物。依据EDS(Energy Dispersive Spectroscopy, X射线能谱分析)分析,Si元素的富集会使钝化膜更致密,能提高304不锈钢的耐蚀性。
【图文】：

浸泡第２天试样表面变暗，失去金属光泽，第６天试片表面呈现黑色，第１０天试样逡逑表面颜色豆现黑褐色，浸泡１２天，试样表面呈现黑紫色。温度为６０’Ｃ时，试样在湿逡逑微镜下的表面形貌随时间变化如图４－２所示，从图中可Ｗ看出，试样表面形貌颜色随逡逑着时间的延长逐渐加深，与宏观观察现象一致，随着浸泡时间的延长，金属试片表面逡逑覆盖了黑色腐蚀产物，由ＸＲＤ分析知，黑色腐蚀产物是Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ金属间化合物或者逡逑含碳化合物。逡逑５４逡逑

浸泡第２天试样表面变暗，失去金属光泽，第６天试片表面呈现黑色，第１０天试样逡逑表面颜色豆现黑褐色，浸泡１２天，试样表面呈现黑紫色。温度为６０’Ｃ时，试样在湿逡逑微镜下的表面形貌随时间变化如图４－２所示，从图中可Ｗ看出，试样表面形貌颜色随逡逑着时间的延长逐渐加深，与宏观观察现象一致，随着浸泡时间的延长，金属试片表面逡逑覆盖了黑色腐蚀产物，由ＸＲＤ分析知，，黑色腐蚀产物是Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ金属间化合物或者逡逑含碳化合物。逡逑５４逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172.63

【参考文献】

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本文编号：2543842