ｘＯｔ－ 究 石 油 化Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆Ｐｒｏｔｅ工腐ｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｅｔ蚀与 防护 ｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２ ０ １ ０，２ ７（６） ・１ ４・ ～综一＋， ＋ ｋ ＋ ＋ ＋ ＋ 、＋， 一 ２２ Ｃｒ双相不锈钢的腐蚀特性 潘思仲 孙 浩 李星日 符熙若 （中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司，辽宁辽阳１１１００３） 摘要：采用化学浸泡法和电化学方法研究了２２Ｃｒ双相不锈钢的腐蚀特性，并在不同温度条件下 进行了电化学测试。结果表明，２２Ｃｒ双相不锈钢在试验环境下具有优良的耐点蚀特性，但随着温度升 高其自腐蚀倾向增大。 关键词：２２Ｃｒ双相不锈钢中图分类号：ＴＧ１７４．２２ 腐蚀化学浸泡 电化学 文章编号：１００７—０１５Ｘ（２０１０）０６—００１４一Ｏ３ 文献标识码：Ａ 双相不锈钢已是一个成熟的能与马氏体、铁素 体和奥氏体不锈钢并列的钢种。首先，双相不锈钢 本身的抗腐蚀能力优越，尤其是耐应力腐蚀性能； 成分 Ｃ 表１ ２２Ｃｒ双相不锈钢的化学成分 Ｍｎ Ｓｉ Ｃｒ Ｎｉ Ｍｏ Ｎ Ｓ Ｗ，％ Ｐ 数值０．０２１ １．５２ ０．３７ ２１．４７ ５．５５ ３．０４ ０．１３ ０．００３ ０．００１ 第二，双相钢的强度比普通不锈钢高一倍，所以它 是一个很好的结构材料，有广泛的使用前景；第三， 结合国内的资源特点，中国己经是世界上最大的不 锈钢消费国，而国内镍资源远远满足不了不锈钢行 业的需求，较大部份需进口。因此推广双相不锈钢 的使用在节约镍资源方面具有积极的意义…。 目前，双相不锈钢己广泛地应用在石油、化工、 试验前，将试样分别用２００，４００和６００号砂纸 逐级打磨，并用丙酮进行超声波清洗、除油、干燥后 进行称重。然后，将试样相互绝缘安装在特制的试 样架上置于腐蚀介质中。腐蚀介质的成分见表２。 表２腐蚀介质配置成分 ｍ吕／Ｌ 离子Ｎａ ＋Ｋ Ｍ ｃａ２ Ｃ１‘ ｓｏｌ—Ｈｏｏｆ ３００ 造纸、能源、船舶和军事等工业领域，在大多数应用 中，双相不锈钢被认为是具有较好性能成本效益的 数值 ５０ ｏｏｏ １ ｏｏｏ ７ ｏｏｏ ｌＯＯ ｏｏｏ ９００ 试验采用美国Ｃｏｒｔｅｓｔ公司生产的３４．４４ ＭＰａ 的高压釜进行，试验所采用的气体均为高纯度压缩 气。试验前，先通入高纯氮除氧１０ ｈ，然后将配好 材料，填补了普通奥氏体不锈钢和高合金奥氏体不 锈钢之间的空白。 ２２Ｃｒ双相不锈钢由奥氏体相和铁素体相所组 的试验介质注入高温高压釜，再装上试样后迅速密 成，具有奥氏体和铁素体钢的特性，目前国内外对 ２２Ｃｒ双相不锈钢耐点蚀性能的研究很多，该文采 用化学浸泡法和电化学方法对２２Ｃｒ双相不锈钢的 封，继续通入高纯氮除氧２ ｈ。升温到设计温度 ８Ｏ℃后，通人ＣＯ 升压到０．１ ＭＰａ。试验时间为 ２４０ ｈ，其中１２０ ｈ后取出部分试样测量其腐蚀 速率。 腐蚀特性进行了研究 。 １化学浸泡法 １．１试验方法 试验结束后，将试样从釜中取出，去除试样表 面腐蚀产物进行酸洗，然后立即用自来水冲洗，利 用饱和碳酸氢钠溶液中浸泡２ ｍｉｎ进行中和处理， 再用自来水冲洗，然后置于无水乙醇中浸泡３ ｍｉｎ 脱水，脱水试样经热风吹干后进行称重，并计算试 样的平均腐蚀速率。 化学浸泡法是将试样浸泡在含有一定质量浓 度的腐蚀性阴离子（一般为Ｃｌ一）和氧化剂阳离子 （一般为Ｆｅ¨）的某一温度溶液中，经一段时间试 验后，观察试样上的腐蚀情况，比如测量产生的蚀 孔的数量和深度，测量试样的失重，以及测量临界 点蚀温度等，以此来评定钢的耐点蚀性 。 收稿日期：２０１０—０３—２５：修稿日期：２０１０—０８—１０。 作者简介：潘思仲（１９８３一），男，２００７年毕业于哈尔滨工程 该试验所采用的材料为２２Ｃｒ双相不锈钢，其 大学，硕士，现于中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分 成分见表１。 公司从事设备防腐蚀方面的研究工作。 第４期 潘思仲等．２２Ｃｒ双相不锈钢的腐蚀特性 １．２试验结果与讨论 ２．２电化学阻抗测试 试样平均腐蚀速率的计算结果见表３。 表３试样的平均腐蚀速率 样品号 平均腐蚀速率／（ｍｍ・ａ＿１） Ｏ．ｏ０１ ４ Ｏ．０ｏ０ ９ 采用振幅为５ ｍＶ的正弦波对材料进行电化 学阻抗测试，试验介质为质量分数为３．５％的 ＮａＣＩ溶液，试验温度分别为３Ｏ，５Ｏ和８０℃，测试 结果见图２。 试验时间为１２ｏ ｈ的试样 试验时间为２４０ ｈ的试样 由表３可见，在该腐蚀环境中，２２Ｃｒ双相不锈 钢腐蚀速率很低，试样表面并未发现可见缺陷，没 有明显的腐蚀迹象，表明２２Ｃｒ双相不锈钢在该腐 ● ０ 一 蚀环境中具有良好的耐点蚀性能。 ２电化学方法 ２．１极化曲线测试 电化学测量采用三电极体系，饱和甘汞电极为 参比电极，铂电极为辅助电极。分别在３Ｏ，５０和 ８Ｏ℃下，２２Ｃｒ双相不锈钢在质量分数为３．５％的 ＮａＣ１溶液中测得的极化曲线见图１。 ｇ 、 电搋罾厦，【ｍＡ ｃ盈一 图１ ３Ｏ。５０和８Ｏ℃的极化曲线 从图１可以观察到，２２Ｃｒ双相不锈钢的自腐 蚀电位随着温度的升高而向负方向移动，表明其自 腐蚀的倾向增大。也可看出其钝化区的宽度随着 温度升高而变窄，塔菲尔斜率减小，表明电极的极 化率随温度的升高而变小，电极反应过程的阻力变 小，腐蚀速率相应增大。电化学测量的结果见 表４。 表４电化学测量结果 温度／℃ 自腐蚀电位／ｍＶ ３Ｏ —１２８ ５０ —２５４ ８０ —２７８ 表４列出了２２Ｃｒ双相不锈钢在不同温度下的 自腐蚀电位，从表中可以看出，随着温度的升高，点 蚀电位逐渐降低，点蚀倾向增大。 ＼ 箍 螳 辖 岛 阻抗实部／（ｎ・ｃｍ２） 图２不同温度下的Ｎｙｑｕｉｓｔ线 从图２中可以看出，在不同温度下，电化学阻 抗图主要表现为两个容抗弧，且在低频区为一个弥 散的较大的容抗弧，它反映了金属界面电荷的转移 能力。高频区呈现一个较小的容抗弧，反映了氧化 膜层的电阻和电容。从图２中可以看出２２Ｃｒ双相 不锈钢的电化学阻抗谱在３Ｏ，５Ｏ和８０ ｃｃ时电极 反应机理没有发上变化。 ２２Ｃｒ双相不锈钢电化学阻抗的等效电路如见 图３。 图３ 电化学阻抗图谱的等效电路 Ｒｓ一溶液电阻；Ｃ，一膜层电容；Ｃ ｄｌ一为双电层电容； Ｒ ｃＩ一电荷转移电阻；Ｒｒ一膜电阻 随着试验温度的升高，溶液中的离子具有更高 的活性，氧也容易通过扩散穿过表面膜与基体发生 腐蚀反应，所以Ｒ 膜电阻和Ｒ。 电荷转移电阻都随 着温度的升高而减小，体现在Ｎｙｑｕｉｓｔ图中为阻抗 弧的半径随着温度的升高而逐渐减小 Ｊ。这表明 腐蚀速率随着温度的升高而增大，这也与极化曲线 的测试结果一致。 ・ｌ６・ 石油化工腐蚀与防护 天然气与石油，２００７，２５（５）：３３—３６ 第２７卷 ３ 结论 （１）通过化学浸泡试验可知，２２Ｃｒ双相不锈钢 在８Ｏ℃和ＣＯ２分压为０．１ ＭＰａ条件下具有良好 的耐蚀性能。 ２ ０．Ｓｍｕｋ。Ｈ．Ｈａｎｎｉｎｅｎ ａｎｄ Ｊ．Ｌｉｉｍａｔａｉｎｅｎ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐ／Ｍ—ＨＩＰ ｓｕｐｅｒ ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ａｆｔｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｙ，２ＯＯ４，２０（５）：６４１—６４４ （２）通过电化学测试可知，２２Ｃｒ双相不锈钢随 ３谷莉，曹秀鸽．我国双相不锈钢的现状及发展前景［Ｊ］．中国西 部科技，２００６，５（１）：２８—２９ 着温度的升高，材料的自腐蚀电位向负方向移动， 腐蚀反应的阻抗降低，自腐蚀倾向增大，阴阳极的 反应机理没有发生变化。 参考文献 ４赵晓辉．２２Ｃｒ双相不锈钢点蚀研究［Ｊ］．内蒙古石油化工， ２００８，ｌ５（３）：４—５ ５曹楚南，张鉴清．电化学阻抗导论［Ｍ］．北京：科学出版社， ２ｏｏ３．１５５—１６７ Ｉ熊惠，林红先，赵国仙．２２Ｃｒ双相不锈钢耐点蚀特性的研究［Ｊ］ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｏｆ ２２ Ｃｒ Ｄｕｐｌｅｘ Ｓ：ｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｐａｎ Ｓｉｚｈｏｎｇ，Ｓｕｎ Ｈａｏ，Ｌｉ Ｘｉｎｇｒｉ，Ｆｕ Ｘｉｒｕｏ ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｌｉａｏｙａｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｌｉａｏｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １ １ １ ００３） Ａｂｓｔｒａｃｔ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ２２Ｃｒ ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｅａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｉｔ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ２２Ｃｒ ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｇｏｏｄ ｐｉｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｅｒｆ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：２２Ｃｒ ｄｕ【ｐｌｅｘ ｓｔａｉｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ，ｃｏｒｒｏｓｉｎｏｎ，ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ （上接第９页） Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｉｍｉｄａｚｏｌｅ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ Ｒｅｎ Ｘｉａｏｇｕａｎｇ ，Ｓｕｎ Ｐｅｎｇｃｈｅｎｇ 一，Ｌｉ Ｙｉｂｉａｏ １．Ｂｅｉｉｆｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，（Ｂｅ ｎｇ １０２６１７） ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ ｉｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｄｐ ｏｆ ＣＭＢ一４５１０Ａ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍｓ ｂｅｓｔ ｉｎ ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｔ ａ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ４ｏ℃ａｎｄ ０．５０ｇ／Ｌ ｏｆ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｆｏｒ Ｎ８０ ａｎｄ ３１６Ｌ ｓｔｅｅｌｓ，ｉｍｉｄａｚｏｌｅ ｏｆｆｅｒｓ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｗｉｔｈ ｓｏｄｉｕｍ ｍｏｌｙｂｄａｔｅ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｗｉｔｈ ３一ｅｌｅｍｅｎｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ，ｓｏｄｉｕｍ ｍｏｌｙｂｄａｔｅ ａｎｄ ｔｈｉｏｕｒｅａ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ 封一封二湖北长江石化设备有限公司 兰州知本化工科技有限公司 彩插Ⅱ会议信息 封三 中国科学院金属研究所 封四上海贵通新材料科技有限公司 彩插Ｉ 公益广告
