浅谈双相不锈钢在碱腐蚀环境下的应用.pdf

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1、化工设计通讯工艺与设备第43卷第4期ChemicalEngineeringDesignCommunicationsTechnologyandEquipment2017年4月浅谈双相不锈钢在碱腐蚀环境下的应用尹志敏，张婧（新地能源工程技术有限公司，河北石家庄050000）摘要：对某化工项目中的6台压力容器运行工况分析，通过实验数据及论证，探讨双相不锈钢S22053耐碱腐蚀的性能，从而为类似工况下的压力容器选材提供借鉴。关键词：双相不锈钢；压力容器；碱腐蚀中图分类号：TG172文献标志码：A文章编号：1003–6490（2017）04–0111

2、–02ApplicationofDuplexStainlessSteelinAlkaliCorrosionEnvironmentYinZhi-min，ZhangJingAbstract：Analysisontheoperationconditionof6setsofpressurevesselsinachemicalproject，throughtheexperimentaldataanddemonstration，performanceoftheS22053alkalicorrosionofduplexstainlesssteel，soa

3、stoprovidereferenceforthesimilarworkingconditionofthepressurevesselmaterial.Keywords：duplexstainlesssteel；pressurevessel；alkalinecorrosion+在某化工项目中，有一台压力容器，设备直径4200mm，Na3FeO3·2Na2FeO2+H2O→Fe3O4+NaOH+H直筒段高度为6.5m，上、下封头采用标准椭圆形封头，压力Fe+H2O→Fe3O4+H2容器内筒设计压力为2.0MPa，设计温度为220℃，介质为水、

4、反应生成的Fe3O4覆盖在钢的表面，形成一层保护膜。但煤灰渣（29.4%）和NaOH（6.05%），容器内设置有搅拌装置，可能由于过高的局部拉伸应力会使局部区域的保护膜遭到破通过桨叶旋转，物料在容器内充分混合和反应。在本设备中，坏，也可能由于氢氧化钠在表面富集使Fe3O4被溶解，或由运行工况苛刻，高温下的碱腐蚀和煤灰渣对普通容器钢板有于这两种情况的联合作用，在金属表面形成最初的腐蚀裂纹，很强的腐蚀和冲刷，设计单位原定方案为Q345R堆焊哈氏合氢氧化钠富集在裂纹中，形成电化学腐蚀。裂纹的尖端区域金N10276，造价高昂。本文通过实验数据结果，

5、论证双相不成为阳极，而裂纹周围的保护层成为阴极，再加上拉伸应力锈钢S22053的耐碱腐蚀情况。的作用，使裂纹迅速扩展，最终导致断裂。1关于S22053双相不锈钢3耐碱腐蚀性能S22053牌号的不锈钢，是一种使用最为广泛的的双相不为了验证双相不锈钢在高温下抵抗碱腐蚀的性能，进行锈钢，由铬、钼及、镍、氮等元素构成的复式不锈钢。其中了挂片失重实验，将一定表面积的试件浸泡在一定温度和浓添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接度的NaOH溶液中，一定时间后，取出试件，利用分析天平近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。对试件

6、实验前后的进行称重，通过双相不锈钢S22053试件在S22053的化学成分如表1所示：碱性溶液中的质量减少量，计算该种材料的腐蚀速率，判断表1S22053的化学成分及含量（%）材料的耐腐蚀性能。实验结果如表2所示：CSiMnCrNiMoNPS表2耐碱腐蚀实验数据测试时间测试温度试件面积实验前质试验后质0.031.02.022~234.5~6.53.0~3.50.14~0.20.030.02材质介质2（h）（℃）（mm）量（g）量（g）3S220532425010%NaOH溶液1.96×1025.999125.9946S22053不锈钢的复式

7、微观结构有助于提高其抗应力裂隙腐蚀的能力。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整腐蚀速率计算公式为：体和局部的抗应力腐蚀能力。S22053兼有奥氏体和铁素体式中υ：年均腐蚀速率（mm/a）不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆m0：试件实验前质量（g）性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高。与奥氏体不锈m1：试件实验后质量（g）钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提2[1]S：试件的表面积（mm）高，热膨胀系数更低，导热性更高。S22053不锈钢焊接性h：试验时间（h）很好，其所要达到的性能为焊接金属和热变质部

8、分仍然保持3ρ：试件的密度（7800kg/m）和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。但是，双相不利用实验数据，代入以上公式，计算得到试件的年均腐锈钢S22053仍具有高铬铁素体