不锈钢在火电厂FGD系统中的耐腐蚀性能研究

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由于石灰石石膏湿法烟气脱硫具有煤质适应面广、烟气处理量大、脱硫效率高、稳定运转周期长、工艺技术成熟等优点,已成为国内的主导工艺。石灰石石膏湿法烟气脱硫是以CaCO3作为吸收剂,浆液与废烟气逆流接触反应,在吸收塔系统中存在着气、液、固三相的共同作用,若选材不合理,能够使吸收塔内壁以及吸收塔的内部设备产生严重的腐蚀。相对于大多数有机和无机防腐材料,尽管采用耐腐蚀金属材料有较高的投资成本,但如果选材合理,则可以减少检修时间,能够降低长期的年维修费用。本文以不锈钢316L、317LMN、2205和255为研究对象,主要研究了Cl-浓度及SO42-浓度变化对不锈钢腐蚀行为的影响,并在动态模拟装置的浆液罐中进行挂片,测量四种不锈钢材料的失重并观察它们的形貌。在三电极体系中,分别以四种不锈钢为工作电极,通过塔菲尔法、交流阻抗来测量不锈钢的腐蚀电流密度、腐蚀电位、击穿电位、电化学阻抗值等电化学参数,以比较不锈钢材料的耐腐蚀性能。分别在Cl-浓度为2.2g/L以及22g/L的浆液中进行动态模拟实验,在动态模拟挂片实验后,用光学显微镜观察金属的表面状况,四种材料的显微结构图显示双相不锈钢255、2205的表面状况较奥氏体不锈钢316L、317LMN好,四种材料的失重大小顺序为316L>317LMN>2205>255,因此不锈钢材料在浆液中的耐蚀性能强弱顺序为255>2205>317LMN>316L。电化学实验结果表明:在pH=5.5,温度为50℃的条件下,随着溶液中Cl-浓度的增加,四种不锈钢的腐蚀电流密度逐渐增大,击穿电位逐渐下降,电化学阻抗值逐渐减小,即四种不锈钢的耐腐蚀性能下降。而在pH=5.5,Cl-浓度为10g/L,温度为50℃的条件下,随着硫酸根离子浓度的增大,四种不锈钢的腐蚀电流密度逐渐减小,击穿电位上升,电化学阻抗值增大,即随着SO42-的加入,四种不锈钢的耐腐蚀性能有所上升,说明在该条件下加入SO42-对不锈钢材料有一定的缓蚀作用。且四种不锈钢材料所表现出的耐蚀性强弱顺序与挂片数据一致。
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