新型奥氏体不锈钢高温NaCl腐蚀行为研究

通过实验室模拟垃圾焚烧炉中水冷壁环境,研究了新型奥氏体不锈钢254SMo、904L和317L在750、850和950℃下NaCl盐中的热腐蚀行为,获得了腐蚀动力学曲线;利用SEM/EDS和XRD对3种材料腐蚀产物的形貌和组成进行了观察和分析,探讨了热腐蚀机理.结果 表明:3种不锈钢在热腐蚀过程中都表现为失重,并且随着温...     

The Effects of KCl, K2SO4 and K2CO3 on the High Temperature Corrosion of a 304-Type Austenitic Stainless Steel

The oxidation of 304-type (Fe18Cr10Ni) austenitic stainless steel was investigated at 500 and 600 °C in 5% O₂ + 40% H₂O. Prior to exposure the samples were sprayed with KCl, K₂CO₃ or K₂SO₄, the amount of salt corresponding to 1.35 ??mol K⁺/cm². For reference, salt-free samples were exposed in 5% O₂ + 40% H₂O and in 5% O₂ (N₂ was used as carrier gas). The oxidized samples were analyzed with SEM/EDX, XRD, IC and FIB. KCl and K₂CO₃ strongly accelerate the corrosion of 304L while K₂SO₄ has little influence on the corrosion rate and on the morphology of the corroded surface. KCl and K₂CO₃ react with the chromium-rich oxide on the sample surface, forming K₂CrO₄. The resulting chromium depletion of the protective oxide causes rapid oxidation and the formation of a thick duplex scale consisting of an outer hematite layer and a inner layer made up of FeCrNi spinel-type oxide. The differences in the corrosivity of the three salts are directly connected to their ability to form chromate on the surface and, hence, to the relative stability of the corresponding leaving groups (HCl, CO₂ and SO₃).     

高温高压环境下13Cr不锈钢的腐蚀性能

采用高温高压釜研究了110钢级13Cr不锈钢在模拟油气田腐蚀环境气、液相条件下的腐蚀行为,利用SEM、XRD及EDS等对表面腐蚀产物形貌及成分进行了分析。结果表明,气、液两相环境下,13Cr材料腐蚀速率均随温度的升高而在150℃左右达到最大值,且气相腐蚀速率均大于液相。液相环境中13Cr钢主要发生均匀腐蚀,局部腐蚀较为轻微,气相则主要发生点蚀;气、液两相条件下材料的点蚀速率均大于均匀腐蚀速率。13Cr不锈钢在两相条件下的腐蚀产物膜的主要成分为Fe-Cr化合物;元素Cr主要以Cr2O3的形式存在于腐蚀产物膜中。     

KCl Induced Corrosion of a 304-type Austenitic Stainless Steel at 600°C; The Role of Potassium

The influence of KCl on the oxidation of the 304-type (Fe18Cr10Ni) austenitic stainless steel at 600°C in 5% O₂ and in 5% O₂ + 40%H₂O is investigated in the laboratory. The samples are coated with 0.1 mg/cm² KCl prior to exposure. Exposure time is 1–168 h. Uncoated samples are exposed for reference. The oxidized samples are analyzed by ESEM/EDX, XRD and AES. The results show that small additions of potassium chloride strongly accelerate high temperature corrosion, the oxide thickness being up to two orders of magnitude greater after exposure in the presence of KCl. The rapid corrosion is initiated by the formation of potassium chromate through the reaction of KCl with the protective oxide. Chromate formation is a sink for chromium in the oxide and leads to a loss of its protective properties. The resulting rapidly growing scale consists of an outer hematite layer with embedded K₂CrO₄ particles and an inner layer consisting of spinel oxide, (Fe,Cr,Ni)₃O₄. Little or no chlorine is found in the scale or at the scale/metal interface.     

20#碳钢和321不锈钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

高温环烷酸腐蚀是加工高酸原油过程中主要的腐蚀问题,温度和环烷酸浓度对其影响很大。本工作采用动态高温反应釜研究了不同温度和环烷酸浓度下20#碳钢和321不锈钢的腐蚀行为。结果表明,两种材质在环烷酸中的腐蚀速率随温度升高均呈现先增加后减小的规律。在环烷酸浓度为5%时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高,而321不锈钢在260~280℃时腐蚀速率最高。在280℃时,随环烷酸浓度的增大,两种材料的腐蚀速率急剧增加,但浓度对两种材料的腐蚀速率加速比不同。在一定的环烷酸浓度下,两种材料的腐蚀速率发生突跃,对于20#碳钢,在环烷酸浓度1.5%~2%时存在一个腐蚀突跃区,而321不锈钢的腐蚀突跃区在环烷酸浓度为3%~5%之间。     

温度对316L不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用临界点蚀温度(CPT)、环状阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度下316L不锈钢的海水腐蚀行为. 结果表明, 晶粒尺寸不同的两种316L不锈钢的CPT基本相同; 随着海水温度升高, 点蚀电位和再钝化电位均呈线性降低, 但是细晶钢的点蚀性能下降更大, 85℃时粗晶钢比细晶钢的点蚀电位约高60 mV. 与粗晶钢相比, 细晶钢在65℃下形成的钝化膜微缺陷更多, 且点蚀诱导时间较短.     

不锈钢在高温熔盐中的腐蚀和损伤研究现状

随着化石能源的紧缺以及CO₂排放对全球环境造成的负面影响,可再生能源的使用量日益增加。作为最具成本效益的可再生电力技术之一,聚焦式太阳能热发电 (CSP) 技术为可再生能源的供应做出了巨大贡献。与其它热载体 (HTF) 相比,高温下使用熔盐的CSP设备的腐蚀和损伤问题更加显著,其中,相比熔融硝酸盐,来源广泛、价格低廉的HTF替代也正被深入研究。本文概述了CSP技术的应用情况,综述了高温条件下,在杂质、气体环境等影响下,不锈钢在熔融硝酸盐、氯盐和碳酸盐等热载体中的腐蚀行为研究现状,以及在热疲劳和应力腐蚀开裂等条件下的损伤,并讨论了目前CSP系统中存在的问题和未来发展方向。     

不锈钢在NaCl溶液中点蚀的数值模拟

基于格子玻尔兹曼(LB)方法,为模拟多相多组分流动与传输、电化学反应、固液相间转化等,建了不锈钢点蚀的LB腐蚀模型。应用该模型,得到了不锈钢在点蚀全过程中点蚀坑形貌特征变化以及不同组分的含量分布情况。该模型能够清晰地说明不锈钢点蚀的反应机理,包括点蚀成核、点蚀的亚稳态过程以及点蚀的稳态过程。对比模拟结果同试验结果可以发现,腐蚀量随时间变化的趋势大致相同,这证明了该模拟方法的准确性。     

MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系电导率估算与测定

本文建立了半理论半经验的电导率估算模型,并利用MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系测定的电导率值与模型计算值进行了比较,结果表明混合模型可以很好的估算MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系的电导率。本文还采用四因子二次回归正交设计研究了MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系的电导率,用数理统计分析法得到了电导率随体系组分含量变化而变化的二元二次方程。实验结果表明,体系电导率随NaCl含量和温度增加而增大,随KCl、MgCl2、CaCl2含量增加而减小。     

超级13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

在模拟某油田腐蚀环境中,通过高温高压CO2腐蚀试验,采用SEM、EDS和XPS测试手段分析,研究温度变化对超级13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为的影响。研究结果表明,随着温度的升高：超级13Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率呈微上升的趋势,气相环境中试样的均匀腐蚀速率大于液相,但均远小于0．1mm／a,局部腐蚀严重。在温度为150℃的气相环境中,超级13Cr钢最大局部腐蚀速率可达2．1379mm／a,其7天实验的最大局部腐蚀坑深度可达41μm。XPS检测结果显示,超级13Cr钢表面钝化膜主要成分是非晶态的Cr2O3。     

高温水蒸气环境中TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性

目的 研究TP439不锈钢在高温水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,并探讨水蒸气和温度对其应力腐蚀开裂敏感性的影响规律。方法 采用慢应变速率拉伸试验方法研究了TP439不锈钢在400~600 ℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,利用SEM和EDS分析试样断口区域的形貌及元素分布。结果 同一应变速率(2×10^‒5 s^‒1)下,随着温度在400~600 ℃范围内升高,TP439不锈钢在空气和水蒸气环境中的屈服强度、抗拉强度和断裂能均逐渐降低,延伸率逐渐增大。400 ℃和500 ℃时,试样在水蒸气环境中的抗拉强度较空气环境中有所降低,而延伸率较空气环境中增大。600 ℃时试样在水蒸气环境中的力学性能较空气环境中无明显差别。试样在400、500、600 ℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂敏感性指数分别为0.7%、1.2%和‒2.8%,应力腐蚀开裂敏感性较低。试样在400~600 ℃水蒸气环境中的断口均呈现韧性断裂特征,断口形貌整体由韧窝和微孔组成,颈缩现象显著,断口附近未发现二次裂纹。温度在400~600 ℃范围内升高时,断口的韧窝特征更加明显,颈缩程度逐渐增大,600 ℃时断口侧面的氧化膜表面Cr含量明显降低,主要由Fe的氧化物形成。结论 水蒸气对TP439不锈钢的应力腐蚀开裂行为起促进作用。基于应力腐蚀开裂敏感性指数和断口的分析,在应变速率为2×10^‒5 s^‒1的400~600 ℃水蒸气环境中,TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性较低。     

NaCl盐膜对珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能的影响

测试了涂与未涂NaCl盐膜的珠光体耐热钢在700℃的氧化动力学曲线。通过氧化腐蚀产物的分析,研究了NaCl盐膜对珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能的影响。结果表明,NaCl盐膜会促进珠光体耐热钢的高温氧化腐蚀,形成的氧化膜较厚、疏松,与基体结合性差,从而降低珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能。     

铁离子辐照对核用304不锈钢在高温水中腐蚀行为的影响

利用3.5 M eV的铁离子对304不锈钢进行模拟辐照,研究了辐照对核电结构材料腐蚀行为的影响,并对材料内部微观结构、平均腐蚀速率、腐蚀产物形貌、结构及成分等进行了表征.结果表明,辐照使材料内部引入大量位错缺陷,增加了材料在高温水环境中的平均腐蚀速率.辐照试样腐蚀后形成的氧化膜更加不均匀,同时氧化膜内Cr含量有所降低....     

The High-Temperature Corrosion of Austenitic Stainless Steel with a NaCl Deposit at 850°C

Three austenitic Fe–Cr–Ni alloys (253MA, 310SS and 353MA) coated with 2 mg/cm² NaCl were oxidized at 850°C in a slow airflow. The results indicate that the initial NaCl coating accelerated oxidation of alloys by oxychloridation and chloridation/oxygen-substitution cyclic reactions, resulting in the formation of a thick scale and an interconnecting void network in the substrate. Voids were tunnels in shape. Some were filled with corrosion products, and some corrosion products formed on the walls of the voids. The thickness of metal loss was related to the consumption of both chromium and iron in the alloy substrate. In this study, 310SS had better corrosion resistance after 36 hr exposure, followed by 353MA, and the worst was 253MA.     

P91和Super304H钢表面涂覆NaCl在高温水蒸汽中的腐蚀行为

在海洋性大气中,沉积在金属构件表面的NaCl在高温环境中可能导致金属加速腐蚀。在600 °C NaCl和水蒸汽环境中,研究了P91钢和Super304H钢的腐蚀行为。采用XRD,SEM/EDS对腐蚀产物膜相组成和形貌进行了分析。结果表明,P91钢和Super304H钢均表现为失重,受到严重腐蚀。样品表面的腐蚀产物层中有大量裂纹和孔洞,导致腐蚀产物大量剥落。P91钢表面腐蚀产物主要由Fe₂O₃组成。Super304H钢由 (Fe,Cr,Ni)₃O₄和NiO组成。由于Cr₂O₃膜在NaCl和高温水蒸汽中受到严重破坏,两种合金均遭到严重腐蚀,含Cr量较高的Super304H钢比P91钢腐蚀更严重,且有明显的晶间腐蚀发生。     

不同NaCl浓度对耐候钢腐蚀产物的影响

对Q450耐候钢在不同浓度NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行了周期浸润试验.采用光学显微镜、扫描哇镜和X射线衍射仪对钢的腐蚀形貌、锈层截面和腐蚀产物进行了观察和分析.结果表明:随着NaCl浓度的提高,锈层变得疏松多孔;不同浓度NaCl溶液中主要腐蚀产物相同,均为γ-FeOOH及少量Fe3O4.     

不锈钢高压热交换器的腐蚀与防护

本文针对热电厂高压热网不锈钢加热器管束的腐蚀失效,通过阐述不锈钢管束腐蚀失效的关键所在,提出了内部挖潜、标本兼治的技术措施,全面打造企业的低碳理念.     

醋酸浓度和温度对超级13Cr不锈钢电化学腐蚀行为的影响

采用电化学方法,研究了醋酸的加入量及温度对于超级13Cr油管钢在3.5%NaCl(质量分数,下同)溶液中钝化及点蚀行为的影响。结果表明:醋酸的加入引起超级13Cr油管钢开路电位下降,但未显著降低其点蚀电位。不含醋酸时,试样的钝化膜呈n型半导体特性;加入1%和10%的醋酸后,钝化膜呈现n+p型的双极性特征。醋酸会使钝化膜减薄,膜内点缺陷密度增大,从而降低钝化膜的保护作用。溶液中不含醋酸时,升高温度会导致钝化区间变窄,但在含1%醋酸的溶液中,试样的钝化区间宽度随温度升高几乎不变。     

ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的铸态高温力学性能测试研究

应用Gleeble热模拟实验机,将试棒加热升温到奥氏体化温度并保温,然后再降至测试温度,得到了ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢奥氏体状态下的高温力学性能参数.与直接将试棒加热至测试温度所测试的高温力学性能对比,发现两者在400 ℃～800 ℃之间弹性模量和屈服应力存在很大差别,前者弹性模量高,屈服应力低.在铸造过程应力场数值模拟中,应根据凝固过程中的组织变化,选择相应组织的高温力学性能用于计算.     

高温水中溶解氧对不锈钢堆焊层SCC性能的影响

采用慢应变速率试验(SSRT),在模拟AP1000高温高压(350℃,18.5 MPa)水环境中,研究了溶解氧对E308L不锈钢堆焊层的应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律,并详细观察了试样断口形貌。结果表明,不锈钢堆焊层分别在含0μg/kg、200μg/kg和2 000μg/kg的不同溶解氧量的高温水环境中都呈现出了不同程度的SCC倾向,且水中溶解氧含量的增加使得SCC倾向更为明显。