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具有优秀抗腐蚀性能的不锈钢普遍使用于石油化工、冶金、发电等各部门,很大程度上提高了设备耐腐蚀性能,保证了安全。但在特定的工艺介质条件下,(如含有Br-,Cl-)仍会出现腐蚀。 在精对苯二甲酸(PTA)生产中,大量使用奥氏体不锈钢及双相不锈钢设备。但是,由于作为溶剂的醋酸中含有Br,所以工厂设备在服役时仍会发生失效,严重的甚至会造成意外停车。目前关于不锈钢在含溴醋酸环境下的腐蚀研究较少,因此研究不锈钢在含Br-醋酸环境下的腐蚀机理及规律,对设备安全高效长期运行,具有重要意义。 本文选用PTA生产中常见的316L不锈钢和2205双相钢作为研究对象,通过化学浸泡法,电化学法及交流阻抗谱法,结合微观形态分析,对腐蚀机理、Br-浓度、介质温度及腐蚀速率的影响进行比较研究。为今后PTA生产中不锈钢设备的选材、延寿给出合理建议。本文主要工作及结论如下: (1)在浸泡试验中,两种不锈钢均随着Br-浓度、溶液温度的升高,腐蚀速率均呈现上升的趋势,随着腐蚀实验时间的延长,两种材料的腐蚀速率均表现为逐渐减小,最后趋于稳定。但是2205双相不锈钢耐蚀性明显优异,在各种浸泡实验条件下的腐蚀速率均大大低于316L不锈钢。 (2)电化学实验结果显示,在各种测试条件下,2205双相不锈钢的点蚀电位及极化电阻均高于316L不锈钢,表明2205不锈钢的抗腐蚀能力高于316L不锈钢。 (3)对2205双相不锈钢在含溴醋酸环境下的腐蚀行为进行了研究,结果发现,2205双相钢的腐蚀在初期表现为均匀腐蚀的特征,且晶界腐蚀速率明显高于晶粒内部,随着腐蚀的进行,奥氏体相腐蚀速率逐渐快于铁素体相,最终导致奥氏体被腐蚀殆尽后留下了剩余的骨架状铁素体。此时材料的腐蚀速率降低,腐蚀沿着晶界扩展,直至再次接触到奥氏体相,腐蚀速率又一次加快。腐蚀失重率呈现出周期性的波动,对应的腐蚀失重曲线表现为波浪形特征。 (4)一般而言,电化学试验是一种公认的快速评价材料腐蚀行为的手段,但是我们的研究发现,由于2205双相不锈钢浸泡试验和电化学试验的腐蚀条件不同,故表现出来的腐蚀形为不尽相同,主要为前者是选择性腐蚀,后者为点蚀。在以后的研究,应选择合理的微观电化学测试方法,来研究双相钢的选择性腐蚀,即确定双相钢在晶界、奥氏体相和铁素体相发生腐蚀时分别对应的电化学参数。