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耐高温不锈钢管优异耐蚀性能

耐高温不锈钢管优异耐蚀性能     为缓解生物质电厂锅炉烟气侧的高温碱性环境腐蚀,对我国自主研发的4种新型不锈钢材料采用高温挂片试验(包括高温氧化试验和高温KCl蒸汽腐蚀试验)检测并绘制腐蚀动力学曲线;采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对试验后试片的形貌、结构、元素含量进行了分析,比较了4种新型不锈钢材料、传统TP316材料和高铬材料的耐高温氧化及耐高温KCl蒸汽腐蚀性能。结果表明:4种新型材料均表现出较好的耐腐蚀性能,明显优于传统的TP316材料和以往试验的高铬材料,当前更适用于生物质电厂锅炉烟气侧的高温碱性环境。 不锈钢材料具有高的化学稳定性和优良的综合机械性能,是由于其基体中含有Cr, Ni等合金元素,使不锈钢表面有很强的钝化能力,使其在很多介质中都具有优良的耐腐蚀特性,所以在诸多工业领域得到广泛应用。但是在许多化工生产设备中一些无机酸类如硫酸等的工作温度往往达到85℃以上,由于温度升高,这些无机酸就可能由氧化性转化为还原性,这样不锈钢表面的钝化膜将会溶解掉,并且失去了自我修补的能力。这些镀膜技术相对于在不锈钢基体中添加合金元素而改善其耐蚀性的方法,其成本将会大大降低,且基体的机械加工性能不受影响,而且适用于各种形状的不锈钢工件,其中电刷镀技术可以应用于大型设备的现场施工。(1)开发了一种适合于316L不锈钢基材的化学镀Pd工艺,获得了膜层均匀、结合力良好的化学镀Pd膜。通过电子扫描显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等方法表征了316L不锈钢表面化学镀Pd膜的表面形貌与膜层成分。通过浸泡实验、极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)研究了316L不锈钢表面化学镀Pd试样在硫酸介质和甲乙混合酸介质中的腐蚀行为及规律,评价了其在这两种典型非氧化性酸性介质中的使用性能。结果表明:316L不锈钢表面化学镀Pd膜主要由Pd、N、P、O组成,在沸腾稀硫酸中耐蚀性能优异,腐蚀速率较316L不锈钢下降了4个数量级,在甲乙混合酸中腐蚀速率也显著降低。在含卤族离子的沸腾硫酸溶液中,当卤族离子浓度很低时,化学镀钯膜仍具有优异的耐蚀性能,随着卤族离子浓度的增加耐蚀性能下降,溴离子比氯离子对试样的腐蚀作用更强。在甲乙混合酸介质中,随溴离子浓度的增加,化学镀Pd试样的耐蚀性能下降。(2)开发了一种适合于316L不锈钢基体的电镀Pd膜工艺,能够在不锈钢基材上获得结合力良好,表面均一的电镀Pd膜。通过SEM、EDS、XPS、XRD、TEM等方法表征了316L不锈钢表面化学镀Pd膜的表面形貌、膜层成分与结构。通过纳米压痕、显微硬度测量表征了膜层的物理性能。通过腐蚀挂片、极化曲线测量和EIS研究了316L不锈钢表面化学镀Pd试样在硫酸介质和甲乙混合酸介质中的腐蚀的腐蚀行为及规律,评价了在这两种典型非氧化性酸性介质中的使用性能,并和化学镀Pd膜进行了对比。实验结果表明电镀Pd膜膜层晶粒均匀细致,基本为纯Pd,膜层为多晶结构,晶格结构为面心立方体。

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