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高氯含氟介質(zhì)中Incoloy 825合金的腐蝕機(jī)理與防護(hù)研究
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| 發(fā)布時(shí)間：
2024/10/23 16:35:00 |
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高氯含氟介質(zhì)中Incoloy 825合金的腐蝕機(jī)理與防護(hù)研究 詳細(xì)說(shuō)明 |
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Incoloy 825是一種鎳鐵基固溶強(qiáng)化型合金，通過(guò)添加Mo、Cu、Ti等元素進(jìn)行強(qiáng)化。該合金因其出色的抗氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力，而被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備，包括但不限于化工行業(yè)中的熱交換器、蒸發(fā)器，以及井口裝置、采油樹(shù)設(shè)備和含硫氣井的油套管等。
關(guān)于酸性高氯介質(zhì)中氟離子對(duì)Incoloy 825合金腐蝕行為的影響，我們進(jìn)行了深入研究。煤炭作為我國(guó)主要的能源和重要燃料，在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中始終占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，煤炭燃燒產(chǎn)生的含硫污染物對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。為此，燃煤電廠普遍采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行脫硫處理。但這一過(guò)程中產(chǎn)生的脫硫廢水，因其含鹽量大、排放量大且腐蝕性強(qiáng)，處理起來(lái)十分困難。
隨著一系列環(huán)保政策的出臺(tái)，如《火電廠污染防治可行技術(shù)指南》（2017）和《發(fā)電廠廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)范》（2018），脫硫廢水的資源化及零排放需求日益迫切。熱蒸發(fā)分質(zhì)資源化技術(shù)通過(guò)利用不同鹽分的結(jié)晶規(guī)律，可以分離出不同成分的結(jié)晶鹽，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放和鹽分資源的回收利用。然而，由于脫硫廢水的強(qiáng)腐蝕性，許多蒸發(fā)設(shè)備的使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)預(yù)期，因此蒸發(fā)設(shè)備換熱管的選材變得尤為關(guān)鍵。
脫硫廢水成分復(fù)雜，含有高濃度的Na⁺、Cl⁻和SO₄²⁻，同時(shí)還包括F⁻、Ca²⁺、Mg²⁺等其他成分。高濃度的Cl⁻對(duì)多數(shù)金屬材料具有強(qiáng)腐蝕性，能夠破壞金屬表面的鈍化膜，加速腐蝕過(guò)程。在熱蒸發(fā)法處理脫硫廢水的過(guò)程中，隨著廢水的不斷蒸發(fā)濃縮，各類(lèi)成分的濃度將成倍增加，廢水酸性也逐漸增強(qiáng)。目前，蒸發(fā)設(shè)備的換熱管常用不銹鋼或鈦合金等材質(zhì)，但失效問(wèn)題依然突出。特別是在高氯廢水中還含有F⁻的情況下，鈦及鈦合金的耐蝕性也會(huì)大幅下降。因此，Incoloy 825鎳基合金作為蒸發(fā)設(shè)備選材的備選材料，受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。
相對(duì)于普通的奧氏體不銹鋼，Incoloy 825合金中的鎳元素使其具有更好的耐氯化物腐蝕性能和耐點(diǎn)蝕性能。同時(shí)，該合金在酸性環(huán)境中也表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性。然而，脫硫廢水中Cl⁻和F⁻的含量均較高，且均具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此在同時(shí)含有這兩種離子的介質(zhì)中，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性能要求更高。目前，關(guān)于Incoloy 825合金在含Cl⁻和F⁻介質(zhì)中腐蝕行為的報(bào)道較少，其腐蝕機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。
本研究通過(guò)電化學(xué)方法和浸泡試驗(yàn)，深入研究了Incoloy 825合金在不同F(xiàn)⁻濃度的酸性高氯介質(zhì)中的腐蝕行為。研究結(jié)果表明：
（1）Incoloy 825合金在高氯介質(zhì)中的腐蝕行為受F⁻濃度的影響顯著。隨著F⁻濃度從0.1 g/L增加到0.3 g/L，Incoloy 825在高氯介質(zhì)中的全面腐蝕傾向減小，腐蝕速率降低。在0.1~0.3 g/L的F⁻濃度范圍內(nèi)，F(xiàn)⁻引起的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用抑制了Cl⁻在鈍化膜中的滲透，使得F⁻和Cl⁻之間存在負(fù)協(xié)同效應(yīng)。
（2）在F⁻濃度為0.1~0.3 g/L的高氯介質(zhì)中，Incoloy 825合金的阻抗譜特征均呈現(xiàn)為單一容抗弧，表明其表面的鈍化膜穩(wěn)定且致密，仍保持良好的耐腐蝕性能。
（3）在80℃的含F(xiàn)⁻高氯介質(zhì)中浸泡840小時(shí)后，Incoloy 825合金表面保持完整，未觀察到明顯的全面腐蝕現(xiàn)象。但少數(shù)區(qū)域發(fā)生了點(diǎn)蝕，部分蝕坑的直徑超過(guò)20 μm，點(diǎn)蝕深度超過(guò)10 μm。隨著F⁻濃度在0.1~0.3 g/L范圍內(nèi)升高，Incoloy 825表面的蝕坑直徑和平均點(diǎn)蝕深度均有所增加。
一、
本產(chǎn)品網(wǎng)址：http://m.kangwai.cn/cpshow_224482974/
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產(chǎn)品名稱(chēng)：高氯含氟介質(zhì)中Incoloy 825合金的腐蝕機(jī)理與防護(hù)研究 |
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