收藏!各ppm濃度和溫度下氯離子腐蝕選材大全,附實用13張圖

幾個月來,很多同學在後臺提問,關於氯離子在各類溫度和濃度下的腐蝕選材,這篇彙總文章完工於十一期間。

作為一篇超實用性綜合性的文章,“特鋼100秒”(公號ID:tegang100)到底是獨樂私藏呢?還是拿出來與眾分享?作為年底福利,分享給各位同學吧!

因為時間跨度大,資料收集和圖片有些年代感,不太清晰還請自行對照文字來看。或者後臺索圖。


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1、普及下常規不鏽鋼用於哪些氯離子環境

不鏽鋼材質耐氯離子腐蝕標準可參照《火電廠循環水處理》一書明確約定:

⑴、T304不鏽鋼使用環境:氯離子含量為0-200mg/L

⑵、T316不鏽鋼使用環境:氯離子含量為<1000mg/L

⑶、T317不鏽鋼使用環境:氯離子含量為<5000mg/L

按規範《GB 50235-2010 工業金屬管道工程施工規範》、《GB 50184-2011 工業金屬管道工程施工質量驗收規範》規定,水中氯離子含量不得超過25mg/L(25ppm)。

液壓試驗應符合下列規定:液壓試驗應使用潔淨水。當對不鏽鋼、鎳及鎳合金管道,或對連有不鏽鋼、鎳及鎳合金管道或設備的管道進行試驗時,水中氯離子含量不得超過25mg/L(25ppm)。

2、不鏽鋼、超級不鏽鋼和鈦材所用氯離子環境

下圖為不鏽鋼、超級不鏽鋼和鈦材所用氯離子環境。

紅色為低ppm和低溫環境,選用常規不鏽鋼304,綠色高溫和高ppm環境,先用純鈦TA1。

從圖表可以看出,耐氯離子腐蝕有個簡易的排列:

304<316L<904L<254SMO


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3、雙相鋼耐氯離子腐蝕怎麼樣?

有同學會問,雙相鋼耐氯離子腐蝕怎樣?性能如何?

下圖為PRE耐腐蝕當量值,耐點腐蝕指數 PRE (Pitting

Resistance Equivalent) 數值反映的是材料的耐氯離子點腐蝕傾向。

從下圖可以看出,雙相鋼2101、2304、2205、2507四個牌號耐腐蝕傾向均大於普通316L,有些材料和超級不鏽鋼相當。

如2507耐點腐蝕就媲美254SMO,2205與904L的耐氯離子點腐蝕腐蝕性能相當。

代入上面第2部分,很清楚可以看到他們排在什麼位置。


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上面G150腐蝕試驗是奧托昆普發明的電化學臨界點蝕溫度的標準試驗方法,臨界點腐蝕溫度如上:可以看出,G150結果與PRE數值結果類同。

4、超級不鏽鋼254SMO與316L耐氯離子腐蝕


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上面黑白圖和藍色圖一樣,是來自奧托昆普不同年份和版本的圖示,可以看出:

316L耐氯離子點腐蝕性能遠低於254SMO,耐縫隙腐蝕結果同樣。

如60度溫度時候,316L僅耐200ppm不到,904L耐8500ppm,254SMO耐15000ppm氯離子。

數值大家可以按圖索驥。

5、FGD脫硫氯離子+氟離子腐蝕選材(55~70度)


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以上兩圖年代不同,結果類似,上圖是奧托昆普結果,下圖為德國VDM公司。

圖示收集了從0~20萬ppm氯離子+氟離子腐蝕工況(大部分是氯離子)的選材區間,是不可多得的氯離子選材參考。

下圖更直觀,50~70度溫度下,按照酸鹼性和氯離子濃度直接找到對應材料即可。


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6、鈦系列金屬耐氯離子腐蝕如何?


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上一張圖標,第一行是鈦材,可以看出,當C276鎳基合金在204度的溫度、3000ppm高壓釜下開始有點腐蝕時候,鈦材還依然在戰鬥,沒有任何腐蝕。

所以文末,小編來談談鈦材在氯離子腐蝕上的應用。

眾所周知,鈦材對高氯離子的海水環境幾乎是免疫的,基本沒有腐蝕。

海水的鹽度通常小於5%,根據長期的實驗和實際使用,認為純鈦可以在120度以下的海水中安全使用,但溫度再升高就有可能發生縫隙腐蝕,繼續升高就有可能發生點蝕。

鈦在不同濃度,PH值(3- 9),溫度的NaCl溶液中的使用範圍見下圖所述!


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鈦鈀合金(Ti-0.2Pd,Grade 7)和鈦鎳鉬合金(Ti-Grade-12),可以用到260度的高溫加壓海水中!

下面是純鈦,鈦鈀合金(Grade 7), 鈦鎳鉬合金(Grade 12)在不同濃度的氯化鈉溶液,氯化鎂溶液中的耐腐蝕結果。


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可以看出,在該工況中,鈦鈀合金和鈦鎳鉬合金耐氯離子的程度比純鈦高的多!

耐腐蝕度: Grade 7 > Grade 12 > 純鈦(Grade 2)

注意:圖中白色圓圈代表可以使用;黑色圓圈代表容易發生縫隙腐蝕或點蝕;白色三角形代表發生輕微的縫隙腐蝕,但是不影響使用。

從以上幾個部分分章節分析來看,相信大家已經比較清楚了吧?

希望本文對你有用。

福利:

對於重量百分比、體積百分比與ppm之間的換算,請另存下圖


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對於摩爾濃度與重量百分比之間的換算,簡單如下:


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還有不清楚的,及時聯繫後臺。小編抽空解答。


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