Cl-和H2S對(duì)不銹鋼電化學(xué)行為的協(xié)同影響

隨著我國氟化工行業(yè)的發(fā)展，由材料腐蝕引起的設(shè)備失效問題日益突出。乙炔氣體在氟化工行業(yè)中普遍使用，工業(yè)乙炔中常含有少量的Cl-和H2S氣體，Cl-會(huì)侵蝕不銹鋼表面活潑的點(diǎn)產(chǎn)生點(diǎn)蝕坑。

而H2S易溶于水形成弱酸，對(duì)不銹鋼管道具有極強(qiáng)的腐蝕作用，同時(shí)H2S是一種很強(qiáng)的滲氫介質(zhì)，易使金屬發(fā)生氫致開裂、氫鼓泡，在拉應(yīng)力作用下還可能導(dǎo)致材料的硫化物應(yīng)力破裂，嚴(yán)重影響不銹鋼管道的使用壽命。實(shí)際生產(chǎn)中不銹鋼管道U型彎管處易產(chǎn)生冷凝水的聚集和Cl-的富集，富集的Cl-易造成管道局部腐蝕失效。

針對(duì)不銹鋼材料分別在Cl-和H2S介質(zhì)中的腐蝕行為研究已較為廣泛，但對(duì)兩種介質(zhì)共存條件下不銹鋼的腐蝕行為尤其是點(diǎn)蝕行為鮮有研究。因此，對(duì)不銹鋼在Cl-和H2S共存下的點(diǎn)蝕行為研究具有重要意義。研究者們通過電化學(xué)測試，研究了Cl-和H2S體系中不銹鋼點(diǎn)蝕敏感性和鈍化膜穩(wěn)定性，揭示了Cl-和H2S對(duì)不銹鋼點(diǎn)蝕電位的影響，可為氟化工行業(yè)中不銹鋼的選材及腐蝕防護(hù)提供一定的參考依據(jù)。

試驗(yàn)所需的溶液為分析純?cè)噭┖驼麴s水配制而成。電化學(xué)試樣尺寸為10 mm×10 mm×3 mm，用環(huán)氧樹脂封樣，之后用水磨SiC砂紙逐級(jí)打磨至2000號(hào)，經(jīng)機(jī)械拋光、去離子水沖洗、丙酮除油、乙醇清洗后，冷風(fēng)吹干。采用標(biāo)準(zhǔn)三電極系統(tǒng)測試極化曲線及交流阻抗，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為鉑電極。試驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 在Cl-濃度為1 200 mg/L時(shí)，隨著H2S濃度的增加，316L和304不銹鋼點(diǎn)蝕敏感性均增加，說明H2S的存在促進(jìn)了這兩種不銹鋼點(diǎn)蝕的形核與發(fā)展，但并未對(duì)2205雙相不銹鋼產(chǎn)生影響。

2) 在H2S濃度為0.05 mol/L時(shí)，隨著Cl-濃度增加至1 500 mg/L，2205雙相不銹鋼產(chǎn)生了點(diǎn)蝕電位，說明雖然Cl-是誘發(fā)不銹鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕的敏感介質(zhì)，但不同的不銹鋼材料存在不同的臨界Cl-濃度，2205不銹鋼臨界Cl-濃度顯著高于316L和304不銹鋼。

3) 雖然H2S的存在促進(jìn)了含Cl-介質(zhì)不銹鋼點(diǎn)蝕的發(fā)生，但Cl-是誘導(dǎo)不銹鋼點(diǎn)蝕的關(guān)鍵因素。

4) 在Cl-和H2S共存體系中，材料選用時(shí)若不計(jì)成本，可優(yōu)先采用2205不銹鋼。316L不銹鋼由于含有Mo其鈍化膜修復(fù)能力較304強(qiáng)，在Cl-和H2S濃度不是很高的情況下可以考慮使用。