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耐高溫不銹鋼管優異耐蝕性能

耐高溫不銹鋼管優異耐蝕性能     為緩解生物質電廠鍋爐煙氣側的高溫堿性環境腐蝕,對我國自主研發的4種新型不銹鋼材料采用高溫掛片試驗(包括高溫氧化試驗和高溫KCl蒸汽腐蝕試驗)檢測并繪制腐蝕動力學曲線;采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)對試驗后試片的形貌、結構、元素含量進行了分析,比較了4種新型不銹鋼材料、傳統TP316材料和高鉻材料的耐高溫氧化及耐高溫KCl蒸汽腐蝕性能。結果表明:4種新型材料均表現出較好的耐腐蝕性能,明顯優于傳統的TP316材料和以往試驗的高鉻材料,當前更適用于生物質電廠鍋爐煙氣側的高溫堿性環境。 不銹鋼材料具有高的化學穩定性和優良的綜合機械性能,是由于其基體中含有Cr, Ni等合金元素,使不銹鋼表面有很強的鈍化能力,使其在很多介質中都具有優良的耐腐蝕特性,所以在諸多工業領域得到廣泛應用。但是在許多化工生產設備中一些無機酸類如硫酸等的工作溫度往往達到85℃以上,由于溫度升高,這些無機酸就可能由氧化性轉化為還原性,這樣不銹鋼表面的鈍化膜將會溶解掉,并且失去了自我修補的能力。這些鍍膜技術相對于在不銹鋼基體中添加合金元素而改善其耐蝕性的方法,其成本將會大大降低,且基體的機械加工性能不受影響,而且適用于各種形狀的不銹鋼工件,其中電刷鍍技術可以應用于大型設備的現場施工。(1)開發了一種適合于316L不銹鋼基材的化學鍍Pd工藝,獲得了膜層均勻、結合力良好的化學鍍Pd膜。通過電子掃描顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)等方法表征了316L不銹鋼表面化學鍍Pd膜的表面形貌與膜層成分。通過浸泡實驗、極化曲線和電化學交流阻抗(EIS)研究了316L不銹鋼表面化學鍍Pd試樣在硫酸介質和甲乙混合酸介質中的腐蝕行為及規律,評價了其在這兩種典型非氧化性酸性介質中的使用性能。結果表明:316L不銹鋼表面化學鍍Pd膜主要由Pd、N、P、O組成,在沸騰稀硫酸中耐蝕性能優異,腐蝕速率較316L不銹鋼下降了4個數量級,在甲乙混合酸中腐蝕速率也顯著降低。在含鹵族離子的沸騰硫酸溶液中,當鹵族離子濃度很低時,化學鍍鈀膜仍具有優異的耐蝕性能,隨著鹵族離子濃度的增加耐蝕性能下降,溴離子比氯離子對試樣的腐蝕作用更強。在甲乙混合酸介質中,隨溴離子濃度的增加,化學鍍Pd試樣的耐蝕性能下降。(2)開發了一種適合于316L不銹鋼基體的電鍍Pd膜工藝,能夠在不銹鋼基材上獲得結合力良好,表面均一的電鍍Pd膜。通過SEM、EDS、XPS、XRD、TEM等方法表征了316L不銹鋼表面化學鍍Pd膜的表面形貌、膜層成分與結構。通過納米壓痕、顯微硬度測量表征了膜層的物理性能。通過腐蝕掛片、極化曲線測量和EIS研究了316L不銹鋼表面化學鍍Pd試樣在硫酸介質和甲乙混合酸介質中的腐蝕的腐蝕行為及規律,評價了在這兩種典型非氧化性酸性介質中的使用性能,并和化學鍍Pd膜進行了對比。實驗結果表明電鍍Pd膜膜層晶粒均勻細致,基本為純Pd,膜層為多晶結構,晶格結構為面心立方體。

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