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316L和Hastelloy C合金在不同温度循环废酸中的耐蚀功用
发布时间:2021-06-15

为了解316L和Hastelloy C合金在不同温度的循环废酸中的耐蚀功用, 运用静态挂片试验、电化学试验和扫描电镜研讨了2种合金在不同温度循环废酸中的腐蚀速率及描画。结果表明:在50℃的循环废酸中, 316L和Hastelloy C合金均具有优异的耐蚀性, 且耐蚀性适当; 316L和Hastelloy C合金的腐蚀速率均随循环废酸温度的升高而增加, 316L合金的增加缓慢, Hastelloy C合金的增加急剧; 当温度由50℃升高到80℃时,循环废酸的氧化性增加, Mo含量较高的Hastelloy C合金在循环废酸中不能构成无缺、细密的钝化膜, 然后使其耐蚀性急剧下降。

Hastelloy C合金既可用于氧化介质, 又可用于还原介质。苯胺设备循环废酸泵输送的80℃循环废酸中含72%H, SO, 和0.5%H NO, , 具有很强的腐蚀性,以Hastelloy C合金为泵材运转不到3个月就发生了严峻腐蚀,这是温度的影响所造成的。为此:本课题组进行了循环废酸泵的选材研讨,结果表明,Ni-Cr-Mo高耐蚀合金Hastelloy C合金在80℃循环废酸中的耐

 

蚀性远不如铁基奥氏体不锈钢316L,针对上述试

验结果, 本作业进一步研讨了温度对316L和Has tel-loy C合金在循环废酸中耐蚀功用的影响。腐蚀介质为从苯胺设备收集的循环废酸·其间含有72%H, S 0, , 0.5%H NO, 和极少量的有机物, 试材为316L和Hastelloy C合金·其成分见表1.HastelloyC合金试样为带有小孔的d 24.5mmx 4.0mm的圆柱形试样,小孔直径为3.0mm,316L合金试样为带有小孔的50mmx25mmx2mm标准I型试样:小孔直径为4.0mm。用丙酮清洗、单调后选用精度为0.0001g的METTLER AE 200电子天平称重, 丈量表面积后将2种试样挂在50-80℃循环废酸中,时间为168h,挂3个平行试样。试验完毕后,用软毛刷除去试样表面腐蚀产物,蒸馏水冲刷、单调后称重,按式1)核算腐蚀速率

 

4)腐蚀描画选用LEO 1450扫描电镜6EM查询腐蚀描画电化学功用选用Potent iostat/Galva no statModel 273A电化学作业站在K 0047标准电解池中进行电化学检验:检验溶液为50℃和80℃循环废酸选用三电极系统:2种合金试样为作业电极·作业面积为1cmx1cm, 丰满甘汞电极为参比电极·石墨电极为辅佐电极;极化曲线扫描规模为从自腐蚀电位-250mV至1400mV,扫描速率为2mV/s,用配套的M352剖析数据。

结果与讨论

2.1 静态腐蚀功用
图1为316L和Hastelloy C合金在循环废酸中腐蚀速率随温度的改动曲线。由图1能够看出:2种合金在50℃循环废酸中的耐蚀功用适当·腐蚀速率约为0.03mm/a;2种合金的腐蚀速率均随温度的升高而增大:316L合金的缓慢增大, Hastelloy C合金的急剧增大:80℃时,316L合金的腐蚀速率为0.10mm/a, 约为50℃时的3倍:而Hastelloy C合金的腐蚀速率达2.90mm/a,约为50℃时的96倍。可见,温度对Hastelloy C合金在循环废酸中腐蚀速率的影响远大于对316L合金的.

依据An heni us公式Ink=-RT+B, 其间上为腐

蚀反应速率常数,其值与腐蚀速率成正比,以In[腐

蚀)]对1/T作图应为直线,由直线斜率K可求得活化能E=-RK。依据图1的数据别离求得316L和Has-tell gC合金在循环废酸中的反应活化能E, B16L) =4.21×10*J/mol·E, Hastelloy C) =1.45×10J/mol。可见, 在循环废酸中, Hastelloy C合金的反应活化能远大于316L合金的·因而, 温度对Hastelloy C合金腐蚀速率的影响要远大于对316L合金的。

2.2  腐蚀描画
316L合金在50℃和80℃的循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面仍亮光如初,说明其在循环废酸中能构成无缺、细密的钝化膜。而Hastelloy C合金在50℃循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面仍亮光如初,而在80℃循环废酸中静态挂片腐蚀168h后表面发灰, 失掉原有的金属光泽。图2为Hastelloy C合金在50℃和80℃循环废酸中腐蚀后的表面SEM形貌:50℃时表面均匀、平坦,说明其上能够构成较为细密、无缺的钝化膜;80℃时表面凹凸不平,说明其上不能构成无缺、细密的钝化膜。

72%硫酸既有恢复性又有氧化性低温呈恢复性,高温呈氧化性),各种浓度的硝酸都具有氧化性B-9; 循环废酸中含有72%H, SO, 和0.5%H NO, ,具有较强的氧化性·能使铁基奥氏体不锈钢316L合金表面构成无缺、细密的钝化膜。Hastelloy C合金属Ni-Cr-Mo合金,Mo含量较高,而Mo元素在强氧化性介质中简单过钝化,所以在强氧化性介质如硝酸)中不引荐运用Mo含量较高的原料内。50℃时,循环废酸的氧化性相对较弱, Mo含量较高的Hastelloy C合金的钝化能力较强·能在循环废酸中构成较为细密、无缺的钝化膜;80℃时:72%H,SO,的氧化性增强循环废酸氧化性较强:使Mo含量较高的Hastelloy C合金向过钝化方向改动,钝化膜变得不稳定,其溶解速率大于批改速率, 不能在Hastelloy C合金表面构成无缺、细密的钝化膜,因而其表面凹凸不平。
2.3极化曲线
图3为316L和Hastelloy C合金在50℃和80℃循环废酸中的极化曲线.由图3能够看出:80℃时,2种合金在循环废酸中的腐蚀电位均高于50℃时;2种合金于50℃和80℃都处于自钝化状态·极化电流密度均随极化电位升高而增大,且80℃时的维钝电流密度均大于50℃时

 

结 论

1在50℃的循环废酸中, 316L和Hastelloy C合金均具有优异的耐蚀性·且耐蚀性适当
2 316L和Hastelloy C合金的腐蚀速率均随温度的升高而增大,前者增大缓慢,后者急剧增大
3 在80℃的循环废酸中,316L合金仍具有优金属元素的检测要求


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