【摘 要】
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腐蚀是石化行业中主要的破坏因素之一,随着国内石化厂循环水冷却设备服役时间的延长,循环水管道腐蚀泄露现象日益严重。本文以金陵石化循环冷却水为实验介质,以20#碳钢及304不锈钢为研究对象,研究了其在循环冷却水中的腐蚀行为及机理,以期为石化企业换热设备的腐蚀防护工作提供理论基础。本文主要通过失重法、电化学测量技术并结合扫描电镜、X射线衍射等物理检测手段研究了p H值、介质流速、溶解氧含量和Cl-浓度对
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腐蚀是石化行业中主要的破坏因素之一,随着国内石化厂循环水冷却设备服役时间的延长,循环水管道腐蚀泄露现象日益严重。本文以金陵石化循环冷却水为实验介质,以20#碳钢及304不锈钢为研究对象,研究了其在循环冷却水中的腐蚀行为及机理,以期为石化企业换热设备的腐蚀防护工作提供理论基础。本文主要通过失重法、电化学测量技术并结合扫描电镜、X射线衍射等物理检测手段研究了p H值、介质流速、溶解氧含量和Cl-浓度对两种钢材在循环冷却水中腐蚀行为的影响,结果表明:20#碳钢在循环水中腐蚀类型为均匀腐蚀与点蚀共存。在溶液p H为6.4-9.5时,随p H升高,20#碳钢腐蚀速率降低,整个腐蚀反应由阴极反应控制;当溶液p H为7.2-8.4时,其腐蚀电流密度icorr、蚀坑数量均相差不大;当溶液p H为9.5时,最大蚀坑深度仅为55.14μm,蚀坑数量显著减小。在溶液流速为0.6-1.5m/s时,20#钢腐蚀速率随流速升高而显著增大,腐蚀抗性减弱,且流速升高可促进电极阴极反应;当流速为1.5m/s时,腐蚀电流密度icorr约为静态时的3倍,极化后的试样表面出现溃疡腐蚀及斑蚀。在Cl-浓度为450-1000mg/L时,20#钢腐蚀速率随Cl-浓度增大而略微增大,蚀坑数量有所增加。在氧含量为2.5-7.5mg/L时,随氧含量升高,20#钢腐蚀速率、蚀坑深度均显著增大,容抗弧半径明显减小,阴极反应受氧含量影响较大。304不锈钢在循环水中主要发生点蚀。在溶液p H为6.4-9.5时,随p H升高,其腐蚀速率降低,点蚀电位逐渐正移,点蚀敏感性降低。当溶液p H为6.4时,点蚀因子为最大值,点蚀密度为2.76个/cm2。在Cl-浓度为450-1000mg/L时,随Cl-浓度升高,其腐蚀速率变化较小,点蚀电位略有降低,钝化膜稳定性减弱。在流速为0.6-1.5m/s时,随流速增加其腐蚀速率增大,点蚀电位降低,容抗弧半径明显减小。在溶液氧含量为2.5-7.5mg/L时,随氧含量的升高其腐蚀速率、点蚀密度及点蚀因子均显著增大。最后,本文利用最小二乘法拟合得到循环水管道腐蚀模型预测曲线,并通过实验数据与预测曲线的吻合程度验证了该曲线的准确性。
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