低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响
土壤中阴离子对碳钢腐蚀的影响

全面腐蚀控制2006年第20卷第6期0 前言土壤中的可溶性盐分的含量和组成,决定了土壤的导电性、酸碱度,因而直接影响了金属的腐蚀速度[1]。
在土壤可溶性盐分中对碳钢起腐蚀作用的主要是Cl -、SO 42-、CO 32-和NO 3-等阴离子[2]。
全国土壤腐蚀网站通过土壤自然埋藏的方法对碳钢的腐蚀进行分析,但由于野外自然埋藏试验所需时间长,各种土壤环境影响因素错综复杂,要想在较短时间内得到土壤可溶盐对碳钢腐蚀的规律是十分困难的,因此需要开展室内模拟腐蚀试验。
在土壤中人工加入各种可溶性盐,配成不同浓度的Cl -、SO 42-、CO 32-和NO 3-的土壤系列[3],研究各种阴离子对碳钢的腐蚀行为,探讨土壤腐蚀规律。
1 实验部分土壤选取大洼中心站1m 深处土壤。
土样经自然干燥、研磨并通过20目筛,然后在105℃下烘4~6小时。
根据试验要求称取一定量的氯化钠、硫酸钠、碳酸钠及硝酸钠,各加入到一定量的蒸馏水中。
将配制成不同浓度的溶液完全加入试验土壤中,土壤湿度控制在25%,混合均匀后,装入塑料小筒中,压实,无空隙,密封后稳定48小时。
试样为15×15×4mm 规格的A3钢。
试样经150-500#砂纸打磨并经无水乙醇清洗,电化学测量采用三电极体系,参比电极采用饱和硫酸铜电极,辅助电极用石墨电极。
进行电化学阻抗和弱极化曲线测量,实验在室温下进行。
土壤中阴离子对碳钢腐蚀的影响刘文霞1 孙 成2(1.青岛科技大学化学与分子工程学院,山东 青岛 266042; 2. 中国科学院金属研究所,辽宁 沈阳 110016)摘 要:应用弱极化曲线技术和交流阻抗谱研究了土壤中Cl -、SO 42-、CO 32-、NO 3-离子对碳钢腐蚀的影响。
结果表明:阴离子对碳钢腐蚀的影响是显著的。
当土壤中分别添加Cl -、CO 32-、NO 3-离子时,随着阴离子含量的增大,碳钢的腐蚀速率增大,在某一离子含量时,腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随着离子含量的增加而减小。
碳钢在次氯酸盐消毒剂中的腐蚀行为及缓蚀剂研究

碳钢在次氯酸盐消毒剂中的腐蚀行为及缓蚀剂研究李烁;孙杰;梁婷;阎瑞【摘要】次氯酸盐以其强氧化性、强氯化性和强碱性使与其相接触的碳钢发生腐蚀.采用热力学分析、微观形貌及相组成分析等方法对碳钢材料在次氯酸盐溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,在次氯酸盐溶液中,碳钢表面会出现腐蚀坑甚至基体块状剥落的现象.腐蚀产物为疏松多孔的片状形貌,在碳钢表面无规则地随机堆叠成层状.腐蚀产物由Fe2O3、Fe3 O4及铁的氯化物构成.在次氯酸盐溶液中加入缓蚀剂对碳钢起到明显的缓蚀效果.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)010【总页数】4页(P10-13)【关键词】次氯酸盐消毒剂;碳钢腐蚀;缓蚀剂【作者】李烁;孙杰;梁婷;阎瑞【作者单位】沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159;中国人民解放军防化学院,北京102205;中国人民解放军防化学院,北京102205【正文语种】中文【中图分类】TG174.42引言常用的次氯酸盐消毒剂因其价格低廉,制备容易,对病毒、细菌、真菌和芽孢均有较强的杀灭能力,且对人类HIV、肝炎毒素及其他病毒亦有较强的灭活作用[1],已被广泛应用于工业生产、饮水卫生、环境保护和医疗保健等方面[2-3]。
次氯酸盐类消毒剂组成有次氯酸钙、漂白粉和三合二等,其有效成分为次氯酸钙,其它为Ca(OH)2或CaCl2。
消毒剂在使用过程中,除了具有微生物杀灭能力外,还有强氧化性,造成与之接触的碳钢材料发生严重的腐蚀[4-5]。
对于Ca(OH)2或CaCl2对碳钢的腐蚀作用,根据电化学腐蚀理论,Ca(OH)2强碱性(pH约为12.8)溶液里只要含有少量的氧,由于初始的电化学腐蚀作用,便会迅速生成一层非常致密的Fe3O4-Fe2O3膜牢牢吸附于金属表面,阻止腐蚀反应的进行;CaCl2对碳钢属于轻度腐蚀[6-8],但当溶液中同时含有Cl-和OH-时,Cl-作为极强的去钝化剂,可以破坏金属表面因Ca(OH)2而形成的钝化膜[9],加速了表面的腐蚀。
碱脆对碳钢储罐的危害

碱脆对碳钢储罐的危害金属的腐蚀可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀是指腐蚀介质所生成的腐蚀产物不能在金属表面形成紧密的保护层,腐蚀过程在整个金属表面不断进行下去使设备壁厚减薄,承载能力下降。
局部腐蚀是集中在金属设备的某一局部位置上,虽然腐蚀量不大,但会导致设备的突然性破坏,这种破坏难以预测,往往会造成巨大的经济损失,甚至引起事故。
碱脆,即金属及合金材料在碱性溶液中,由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂,。
我公司焦化厂化产车间使用的液碱储罐,其损坏过程属于典型的碱脆腐蚀。
一、储罐概况:我公司焦化一厂使用的硫铵碱液槽2003年6月投入运行,设计为常温常压,规格为φφ3000*4031,罐底板厚8mm,筒体板厚10mm,顶板厚6mm,顶部留有放散孔φ100mm,顶部预留人孔φ500mm,侧人孔φ500mm,罐体材质Q235-A,设计最高工作温度≤50℃,罐底设有φ50mm不锈钢加热盘管4圈,2011年发现罐体焊缝处漏液,补焊2次,2012年补焊1次,漏液现象依然存在。
二、破裂现象:该储罐于2012年6月进行了更换,通过观察更换以后的旧罐,罐内壁整体无明显腐蚀减薄现象,也没有大面积点蚀及局部点蚀出现,泄漏点集中在不锈钢加热盘管的焊缝处以及罐体的焊缝周围3—10mm,且大多平行于焊缝,有分支,环焊缝两侧裂纹深度和宽度较大,液碱正是通过这些细小的裂纹渗漏出来的,使用碳钢焊条和不锈钢焊条补焊,泄漏依然未能解决。
三、原因分析:1、材料:通常,金属中碳含量在0.01-0.25%范围内容易产生碱脆,大于或者小于这个范围时,都难以发生碱脆。
我公司选用的Q235-A钢含碳量为≤0.22%,正处于发生碱脆的条件范围内,是液碱储罐发生碱脆的重要条件。
2、应力:金属冷加工造成的残余应力,尤其是焊接产生的残余应力(拉应力),为应力腐蚀裂纹的产生创造了条件。
3、介质温度:碳钢材质在不同液碱浓度中的腐蚀率由上表可以看出,碳钢材质在常温低浓度下,腐蚀率较低,但随着温度的升高,碱脆发生的几率越来越大,30%NaOH浓度,碱脆温度最低为50℃。
S2-浓度对含盐污水中 10#碳钢腐蚀 性能的影响

S2-浓度对含盐污水中10#碳钢腐蚀性能的影响郭霖1,徐秀清21. 西安向阳航天材料股份有限公司,西安7100252. 中国石油天然气集团公司石油管工程技术研究院,西安710065摘要目前中国的炼油厂换热器多采用碳钢材质,换热器是石化设备中失效最快、损失最严重的设备之一,尤其是水相换热器的腐蚀更为严重。
水相介质中通常含有一定量的S2-、Cl-、Ca2+和Mg2+,关于碳钢在含硫介质中的腐蚀行为,国内多数研究方向是应力情况下硫化物引起的应力腐蚀开裂问题,无应力状态下碳钢在含硫介质中的腐蚀行为研究得比较少。
本文针对兰州石化某常减压装置换热器管束(主要材质10#碳钢)在使用过程中的腐蚀问题,采用高温高压釜实验和电化学测试方法,研究壳程介质中S2-浓度对10#碳钢在含盐污水中腐蚀行为的影响,利用宏观照片和X 射线衍射仪XRD 表征腐蚀产物的形貌和相结构组成。
实验结果表明,在测试区间内,随着腐蚀介质中S2-含量的增加,试样表面生成的FeS 使得碳钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,当介质中S2-含量升高到250 mg/L 时,碳钢换热器管束的腐蚀程度由严重腐蚀转变为中度腐蚀,XRD 分析结果显示腐蚀产物为Fe3O4、CaCO3 和FeS;同时,当腐蚀介质中S2-含量小于100 mg/L 时,由于介质中侵蚀性Cl-存在,溶液中的Cl-更容易穿过疏松的腐蚀产物膜层到达膜与基体界面处腐蚀基体,使得碳钢表面出现明显的点蚀现象,且介质中S2-含量越低,试样抗点蚀性能越差。
关键词10#碳钢;S2-浓度;含盐污水;腐蚀速率中图分类号TG179文献标志码A doi10.3981/j.issn.1000-7857.2014.24.003 Influence of S2- Concentration on the Corrosion Resistance of10# Carbon Steel in Saline WastewaterGUO Lin1, XU Xiuqing21.Xi'an Sunward Aerospace Materials Co., Ltd., Xi'an 710025, China2.Tubular Engineering Research Institute of China National Petroleum Corporation, Xi'an 710065, ChinaAbstract The corrosion of a refinery heat exchanger, especially a water- phase heat exchanger, is a serious issue. The corrosion perforation and scaling of tubes are the main causes for the heat exchanger failure due to the existence of plenty of S2-, Cl-, Ca2 +and Mg2 + in the corrosion medium. Based on the experience of corrosion of refinery heat exchanger tubes (10# carbon steel) in their operation processes, the corrosion behaviors of 10# carbon steel in saline wastewater with different S2- concentrations are investigated by means of the immersion test and the electrochemical methods. The surface photographs and the compositions of corrosion products are taken and determined by digital camera and X- ray diffraction spectrometer. The experiment results indicate that the uniform corrosion rates of 10# steel decrease gradually with the increase of the S2- concentration in the corrosion medium within the scope of the test. The corrosion degree of 10# carbon steel comes down to a moderate corrosion from a heavy corrosion when the S2- concentration in the medium is higher than 250 mg/L. XRD results show that the main compositions of the corrosion products are Fe3O4, CaCO3 and FeS. Meanwhile, Cl−in the corrosion medium can penetrate the corrosion product to accumulate and produce the pit corrosion on the surface of 10# carbon steel because of the existence of Cl- when the S2- concentration in the medium was less than 100 mg/L. And the pitting corrosion resistance becomes worse with the decrease of the S2- concentration.Keywords 10# carbon steel; S2- concentration; saline wastewater; corrosion rate收稿日期:2014-04-15;修回日期:2014-07-10作者简介:郭霖,高级工程师,研究方向为金属材料的腐蚀与防护,电子信箱:guolin@引用格式:郭霖,徐秀清. S2-浓度对含盐污水中10#碳钢腐蚀性能的影响[J]. 科技导报, 2014,32(24): 31-34.3 4近年来,随着原油的劣质化导致炼化换热器的腐蚀问题 越来越严重[1,2],换热器管束的腐蚀穿孔和结垢是引起设备失 效的主要原因[3~6]。
冷却软水的亚硝酸盐的作用

冷却软水的亚硝酸盐的作用
在冷却软水中加入亚硝酸盐,主要目的是抑制金属腐蚀,起到防锈的作用。
这主要是因为亚硝酸盐能够在碳钢上形成一层很薄的γ-Fe2O3钝化膜,这层膜能够有效地保护金属表面,防止其与水中的其他腐蚀性物质接触,从而减缓金属的腐蚀速度。
通常,冷却水中的亚硝酸盐浓度应维持在300\~500mg/L,以充分发挥其防锈作用。
如果浓度过低,则可能无法完全抑制金属的氧化(生锈),特别是在机床的导轨表面等部位。
以上内容仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询化学专家。
液碱对碳钢的间脆范围

液碱对碳钢的间脆范围
首先,浓度是影响液碱对碳钢间脆的重要因素之一。
一般来说,浓度较低的液碱对碳钢的腐蚀作用相对较小,而高浓度的液碱则可
能导致更严重的腐蚀和间脆。
其次,温度也会对液碱对碳钢的间脆产生影响。
在高温下,液
碱的腐蚀作用通常会加剧,从而增加碳钢的间脆风险。
腐蚀时间是另一个重要因素。
长时间暴露在液碱环境中会加速
碳钢的腐蚀和间脆现象。
此外,碳钢的成分也对液碱腐蚀的影响不可忽视。
不同成分的
碳钢在液碱环境中可能表现出不同的腐蚀特性。
总的来说,液碱对碳钢的间脆范围是一个复杂的课题,需要综
合考虑多种因素。
工程实践中,通常会通过实验和理论分析来评估
液碱对碳钢的腐蚀影响,以制定相应的防护措施和材料选择标准。
低浓度亚硝酸钠防锈水防锈性能研究

[19)许忠英,李建吾,何国民,(云南白药实业股份有限公司)“云南白药气雾剂及其制备方法”CN1153057(1997)[20)海内厚(北京市朝阳区安贞里一区28楼一门401号),“一种骨刺灵软膏及其制法”,CN1211437(1999)[21]赖声正(湘潭县中医院),“无痛敷料及其制造方法”,CN1217191(1999)[223黄汝太(广东省珠海市拱北夏湾新村12栋704室),“一种主治慢性鼻炎的中药制剂及其制作方法”,CN1162470(1997)(23]徐宁,陈洁,钱君律上海化工,2001,(6):7~8C24);赳1程,张万福,陈长明.表面括性剂应用手册.化学工业出版社,1996.399低浓度亚硝酸钠防锈水防锈性能研究徐树全(大连轻工学院116023)杨国春(大连大显股分有限公司116035)摘要x本文报道了低浓度NaN02防锈液制备原理、配方设计以及实验结果√关键词防锈液亚硝酸钠缓蚀防腐低浓度,o、1前言亚硝酸钠作为黑色金属的水溶性缓蚀剂具有价廉、效果良好、使用方便等独特的特点,故被广泛使用。
但是,近年来的研究表明,它可能是一种间接的致癌物质,已引起世界各国的广泛注意。
解决亚硝酸钠毒性问题的途径有两种:一是研制新型缓蚀剂取代它;二是尽量降低它的使用量。
取代亚硝酸钠缓蚀剂的研究,国内外都在进行,并且都取得了成果,但在性能和价格上还比不上它。
亚硝酸钠藉阳极型缓蚀剂,有强氧化性而使钢铁表面纯化。
企业加工精密机械零件,如微电机精密轴以及塑料加工用模具等。
在工序防锈中使用防锈水,在室温下将制件全部浸入防锈水中,制件全部浸入防锈水中,不露出液面,溶液不足时即刻补充,此防锈水采用以亚硝酸钠为主的防锈剂,加人适量的碳酸钠溶解于水配制而成,不采用自来水,用去离子水配制。
夏季气候潮湿,防锈问题较突出。
针对降低亚硝酸钠,寻求防锈性能相似的防锈水配方作了工作。
2基本原理与配方设计原则亚硝酸钠能引起金属钝化,金属经亚硝酸钠处理可以生成保护性氧化膜使金属由活泼状态转变为钝态,失去化学活性,因为活泼的金属在环境介质条件下很容易受腐蚀,不活泼的金属却可表现出很好的耐蚀性。
碳钢的防腐与缓蚀性能研究的开题报告

碳钢的防腐与缓蚀性能研究的开题报告一、选题背景碳钢是一种常用的材料,在工业生产和民生领域中广泛应用。
然而,在潮湿、高温、强酸、强碱等特殊环境下,碳钢很容易出现腐蚀、龟裂、疲劳等问题,进而导致设备损坏、生产停工,甚至引发安全事故。
因此,研究碳钢的防腐与缓蚀性能,探索提高其耐腐蚀能力的方法,对于保障生产安全、提高生产效率、延长设备寿命具有重要意义。
二、研究内容1. 碳钢的防腐与缓蚀机理研究:通过文献综述、实验研究等方法,探讨碳钢在不同环境下发生腐蚀的机理和过程,确定主要的腐蚀因素和影响因素,并设计实验方案进行验证。
2. 防腐涂料的筛选和评估:评估市场上常见的防腐涂料的性能,如抗腐蚀、缓蚀、耐磨损、耐高温等,选拔具有优异性能的防腐涂料作为后续实验的涂装原料。
3. 优化防腐涂装工艺:通过对防腐涂料的涂装工艺的研究,找出最佳的涂装工艺参数,探究涂装工艺与防腐效果之间的关系,同时对涂装前的钢材表面处理也进行探索和优化。
4. 防腐涂料在实际应用中的效果评价:测试并评估优化后的防腐涂料涂装在实际设备上的效果,分析其防腐效果和耐用性。
三、预期目标本研究将通过对碳钢的防腐涂装进行优化,达到以下预期目标:1. 明确碳钢的防腐与缓蚀机理,为今后防腐涂装的研究提供理论指导;2. 筛选出优异的防腐涂料,为行业提供优质的涂装材料;3. 优化涂装工艺流程,提高防腐效果和施工效率;4. 提高碳钢在特殊环境中的耐腐蚀能力,保障生产安全和设备寿命。
四、研究意义研究碳钢的防腐与缓蚀性能,探索提高其耐腐蚀能力的方法,具有以下重要意义:1. 保障生产安全:防止碳钢设备因腐蚀而引发事故,提高生产安全可靠性。
2. 提高生产效率:防腐涂装可延长设备使用寿命,降低设备更换频率,提高生产效率和经济效益。
3. 促进科技创新:防腐与缓蚀性能的研究,对于涂料材料和涂装技术的创新有很大推动作用。
4. 推动环保发展:合理的防腐技术和材料可以降低环境污染,推动环保事业的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东【摘要】In order to test and verify whether the significantly increased iron concentration in a plant closed cooling water system was caused by the low concentration contamination of nitrite ion, the effect of nitrite on corrosion rate of A106B carbon steel was investigated by static weight loss, dynamic weight loss and electrochemical measurements. The results show that the corrosion rate of A106B steel was increased from 0. 66 μm·a-1 to 0.99 μm·a-1 in the deaerated LiOH solution with pH value of 10. 0 at a dosage of 3 mg·kg-1 NaNO2, however, the corrosion rate significantly increased to 73 μm·a-1 in the case of air inleakage because of the carbonation. As compared with the effect of dissolved oxygen and carbon dioxide, the effect of low concentration nitrite on the corrosion of carbon steel could be ignored.%为验证某电站闭式循环冷却水系统中的Fe2+含量显著增加是否由低浓度的污染离子NO2引起,采用静态挂片失重法、旋转挂片失重法和电化学方法评估了低浓度亚硝酸盐对碳钢材料的腐蚀影响.结果表明,室温条件下,在pH为10.0左右的除氧LiOH溶液中,添加3 mg·kg 1 NaNO2使A106B碳钢的平均腐蚀速率从0.66μm·a-1增大至0.99 μm·a-1,但当空气漏入时A106B碳钢的平均腐蚀速率为73μm·a-1.对比空气溶解引起水样碳酸化对腐蚀的影响,低浓度NO2-的影响基本可以忽略.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】4页(P228-231)【关键词】亚硝酸盐;闭式冷却水;缓蚀剂;A106B钢【作者】刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东【作者单位】苏州热工研究院有限公司,苏州215004【正文语种】中文【中图分类】TB304某电站闭式循环冷却水系统以除盐水为补充水源,运行温度控制在18~36.7℃,采用LiOH和N2H4联合调节水质,以减轻系统内材质的腐蚀。
夏季部分设备冷却水源切换运行期间,生产人员发现闭式循环冷却水系统中的Fe2+含量显著增加,同时检测到低浓度的污染离子NO2-。
据文献资料报道,亚硝酸盐投药量在200mg·kg-1以上才能成为一种有效的缓蚀剂,如果用量不足,特别是当水中侵蚀性离子浓度较高时,如NO2-与Cl-的质量比小于1时,就会导致局部腐蚀[1-2]。
从缓蚀剂对金属电化学腐蚀过程的影响来看,亚硝酸盐属于阳极抑制型缓蚀剂,和铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐等缓蚀剂一样,它们使金属表面形成致密的保护膜,通过抑制腐蚀的阳极过程来达到缓蚀的目的,如果用量不足,缓蚀剂对金属表面的覆盖会不全面,反而加剧金属的点蚀[3-4]。
受亚硝酸盐污染的冷却水中NO2-浓度很低,仅2mg·kg-1左右,明显达不到缓蚀剂使用的最低浓度要求,故推测污染离子NO2-加剧冷却水系统主要材料A106B碳钢的腐蚀十分有道理,但实际情况和具体影响程度到底如何,都需要进行模拟试验来验证。
1 试验试验材料取自现场闭式冷却水系统主要材料A106B碳钢管(相当于国内20#钢),化学成分(质量分数/%)为C 0.20,Si 0.16,Mn 0.66,Ni 0.06,Cr 0.05,S 0.017,P 0.011,Fe余量。
经车、铣、磨三道工序加工成规格47mm×13mm×2mm,挂孔φ4mm的试片,精度±0.1mm。
静态挂片失重试验溶液直接取自现场取闭式冷却水,与混入0.2%的冷冻水以及加入一定量亚硝酸钠的闭式冷却水进行对比试验,试验周期为1 272h。
挂片前对溶液鼓氮5min,挂片后将试验杯封口并继续鼓氮20min,再加入2mL联胺,最后将鼓氮口封闭,完成挂片。
试验结束后,将取出的试样置于标准清洗液中浸泡,洗净后再用丙酮、无水乙醇处理,待干燥后称量计算腐蚀速率。
现场闭式冷却水的水质见表1。
表1 现场运行闭式冷却水的水质参数mg·kgˉ1pH N2H4 Li+ SS Cl- F-10.27 11.97 0.9 0.1 0.012 <0.001旋转挂片失重法选用RCC-II型旋转挂片腐蚀试验仪进行,自带恒温水浴锅控制温度为(30±1)℃,旋转速率保持(90±1)r·min-1模拟冷却水流速,水样直接取自电站闭式冷却水系统,室温下存放2周后,定量称取亚硝酸钠配制0,3,10,50,100,250m g·kg-1的试验溶液,试验周期312.5h。
试验开始前鼓氮20min,转轴部位采用除盐水保持液封,试验维持恒定温度和转速,定时观察记录腐蚀现象和补充液封水,根据试验前后试片的形貌和失重量评价金属的腐蚀程度。
电化学试验采用三电极体系,测试溶液与旋转挂片试验一致,A106B试样用环氧树脂镶嵌暴露1cm2的试验面,用水砂纸由粗到细逐级打磨至光亮,参比电极选择饱和甘汞电极(SCE),辅助电极为铂片。
电化学测试采用Solartron公司SI1287电化学综合测试仪,测量前向溶液通高纯氮除气,测试过程中保持连续通氮。
动电位极化曲线测量的极化范围为-200~+400mV(vs.Ecorr),扫描速率为0.5mV·s-1。
每次试验后,更换工作电极和试验溶液[5]。
2 结果与讨论2.1 静态挂片失重试验为避免水样在运输贮存期间空气溶解造成pH、溶氧量等参数发生显著变化,静态挂片失重试验直接在现场取闭式冷却水并混入0.2%的冷冻水,并与加入一定量亚硝酸钠的闭式冷却水进行对比试验。
试验条件及结果如表1所示。
现场静态挂片试验结束后,试片除挂孔周围有少量红褐色锈斑外,基体表面基本无腐蚀,有明显金属光泽。
根据试验前后的失重量计算平均腐蚀速度,普通除盐水中添加LiOH调整pH为10.03,在通氮除气和添加联胺化学除氧的情况下,A106B 碳钢的腐蚀速率为0.66μm·a-1,加入3mg·kg-1 NaNO2时腐蚀速率增至0.99μm·a-1。
现场闭冷水混入0.2%冷冻水时对应的亚硝酸浓度约为2mg·kg-1,实测A106B碳钢的平均腐蚀速率为0.88μm·a-1,与试验选择亚硝酸钠浓度范围内的腐蚀结果比较吻合。
表2 静态挂片失重试验水质条件及结果项目水样1 水样2 水样3 NaNO2浓度/(mg·kg-1)0 2 3 pH(25℃) 10.03 9.99 10.03电导率/(μS·cm-1) 22.6 34.1 42.2腐蚀速率/(μm·a-1)0.66 0.88 0.992.2 旋转挂片失重试验旋转挂片试验水样直接取自闭式冷却水系统,亚硝酸钠添加浓度为0,3,10,50,100,250mg·kg-1,各浓度下的腐蚀速率见图1所示。
图1 不同低浓度NaNO2对碳钢的腐蚀影响旋转挂片试验结束后,溶液pH从10.27降至9.88,这与水样贮存时间较长和旋转轴水封效果不佳有关。
当有空气渗漏时,A106B碳钢在闭式冷却水中的腐蚀速率为130μm·a-1,但随NaNO2质量分数增加腐蚀速率呈现明显下降趋势,当NaNO2质量分数大于50mg·kg-1时,基本无腐蚀特征,缓蚀效率可达到100%。
采用超景深三维显微镜对金属表面蚀坑的大小和分布进行比较,A106B碳钢在NaNO2质量分数为3mg·kg-1和10mg·kg-1时试片表面出现明显点蚀特征,3mg·kg-1溶液中点蚀特征最突出,整体宏观及局部腐蚀形貌见图2。
旋转挂片失重试验结果表明,在有空气溶解的闭冷水中,NaNO2具有明显缓蚀效果,添加3mg·kg-1 NaNO2已满足工业冷却水处理设计规范中腐蚀速率不超过75μm·a-1的要求[6],当NaNO2质量分数大于50mg·kg-1时,基本已无腐蚀。
在NaNO2质量分数为3mg·kg-1时试片表面呈现明显点蚀特征,这可能是因为当阳极去极化型缓蚀剂NaNO2加入量很低时,在金属表面形成的保护膜不完整,对保护膜覆盖大面积的阴极区来说,保护膜未覆盖的小面积阳极区溶解速度会增大,结果导致金属表面发生点蚀。
尽管有点蚀发生,但金属整体的腐蚀速度并不会加剧,因旋转挂片失重试验结果为平均腐蚀速度,所以碳钢腐蚀速率随NaNO2浓度增加呈现下降的趋势与低浓度NaNO2加剧碳钢点蚀的解释并不矛盾。
图2 旋转挂片试验后试片的腐蚀形貌闭式冷却水中添加2mg·kg-1(混入0.2%冷冻水)和3mg·kg-1 NaNO2时,A106B碳钢的平均腐蚀速率从0.66μm·a-1分别增大至0.88μm·a-1和0.99μm·a-1,而在有空气溶解的旋转挂片试验中,空白样和3mg·kg-1 NaNO2溶液中A106B碳钢的平均腐蚀速率分别为130μm·a-1和73μm·a-1,这表明闭式冷却水中含有3mg·kg-1 NaNO2对碳钢材料的防腐蚀不利,有加剧碳钢腐蚀的倾向,但这与二氧化碳、溶解氧等腐蚀因素相比,其影响作用十分轻微。
2.3 电化学试验A106B碳钢电化学测量前向溶液通入高纯氮除氧,试验过程中保持连续通气,约半小时待开路电位达到稳定值后开始极化曲线扫描。
通过对极化曲线进行电化学解析,计算出腐蚀电位Ec,极化电阻Rp值,腐蚀电流密度Jc。