因露點(diǎn)腐蝕是蒸汽結(jié)露才發(fā)生,因此腐蝕速度除受介質(zhì)成分和材料耐蝕性等因素的影響之外,很重要一點(diǎn)是它要受蒸汽凝結(jié)速度和腐蝕介質(zhì)在凝結(jié)水中的傳輸速度的影響。硫酸露點(diǎn)溫度與氧含量、水蒸氣含量、介質(zhì)中硫含量成正比。
a.材料的化學(xué)成分低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的耐蝕性由其鈍化特性決定,而嚴(yán)格的控制合金化學(xué)成分,合理配比添加合金元素及保證化學(xué)成分的均勻性是根本的前提條件。化學(xué)成分設(shè)計(jì)的原則是保證鋼板的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能的同時(shí),保證鋼板的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)。由于特種合金元素的添加,鋼板焊接性能有惡化的趨勢(shì),需要配套的焊材和焊接工藝。
①C。C是主要的強(qiáng)化元素,在保證力學(xué)性能的情況下,C含量應(yīng)偏下限,以減少鋼中Cr的碳化物形成,從而充分發(fā)揮Cr的耐蝕作用。C與Cu共存時(shí),碳使鋼的耐蝕性稍許降低,低碳含銅鋼的耐蝕性能優(yōu)異。同時(shí)考慮到鋼的可焊性,C含量不宜過(guò)高,GB/T28907[16]標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)C質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.15%。
②Si。Si是固溶強(qiáng)化元素,對(duì)于強(qiáng)度要求不太高的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼,Si含量宜降至與普通鋼相同(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%~0.50%),從而減少焊接時(shí)的飛濺。
③Mn。隨著鋼中Mn含量的提高,其腐蝕產(chǎn)物中錳含量也提高,由于錳化合物的易溶于酸中,而Cu、Cr、Ni、V等腐蝕產(chǎn)物很難溶解,錳化合物的溶解致使銹層有微細(xì)孔洞,不利于銹層的保護(hù)作用。
④P、S。P、S為有害雜質(zhì)元素,為保證可焊性和Cu耐蝕作用的發(fā)揮,控制P、S質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.035%。
⑤Cr。Cr含量的提高,能保證鋼的強(qiáng)度和耐蝕性,兼顧成本確定Cr的范圍。
⑥Ni。Ni能提高鋼的耐蝕性和韌性,并防止銅造成的龜裂,以提高鋼材的表面質(zhì)量?？紤]到成本的主要因素,因而減少Ni的含量。
⑦Sb、Cu。耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼一般是在鋼中加入Cu、Sb金屬元素,其耐腐蝕原理是通過(guò)Cu、Sb抵制陽(yáng)極反應(yīng),在鋼材表面形成Cu2Sb皮膜又可抑制陰極反應(yīng),因而有效地防止了硫酸露點(diǎn)腐蝕,提高部件的使用壽命。Sb不宜過(guò)高,Sb含量偏高則鋼的焊接性能變差,同時(shí)會(huì)影響鑄坯質(zhì)量。Cu作為耐腐蝕的主要合金元素,一般認(rèn)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%~0.40%為宜,Cu含量過(guò)高,不但不會(huì)再增加耐蝕性,而且還會(huì)產(chǎn)生熱脆性。
⑧Nb、Ti、V。為保證材料的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能、優(yōu)良焊接性能和強(qiáng)度,選擇加入Nb、Ti、V細(xì)化晶粒元素,主要起細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的作用。
⑨其他因素介質(zhì)中的其他極性氣體對(duì)露點(diǎn)溫度和冷凝液的pH值有影響,設(shè)備的選材和熱處理狀態(tài)可能影響到腐蝕類型,特別是在有點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕的環(huán)境-材料組合上,腐蝕類型會(huì)隨著腐蝕的進(jìn)程而發(fā)生改變。設(shè)備的幾何形狀影響到冷凝液的聚集和流動(dòng),從而影響設(shè)備腐蝕的分布和腐蝕程度。
a.材料的化學(xué)成分低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的耐蝕性由其鈍化特性決定,而嚴(yán)格的控制合金化學(xué)成分,合理配比添加合金元素及保證化學(xué)成分的均勻性是根本的前提條件。化學(xué)成分設(shè)計(jì)的原則是保證鋼板的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能的同時(shí),保證鋼板的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)。由于特種合金元素的添加,鋼板焊接性能有惡化的趨勢(shì),需要配套的焊材和焊接工藝。
①C。C是主要的強(qiáng)化元素,在保證力學(xué)性能的情況下,C含量應(yīng)偏下限,以減少鋼中Cr的碳化物形成,從而充分發(fā)揮Cr的耐蝕作用。C與Cu共存時(shí),碳使鋼的耐蝕性稍許降低,低碳含銅鋼的耐蝕性能優(yōu)異。同時(shí)考慮到鋼的可焊性,C含量不宜過(guò)高,GB/T28907[16]標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)C質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.15%。
②Si。Si是固溶強(qiáng)化元素,對(duì)于強(qiáng)度要求不太高的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼,Si含量宜降至與普通鋼相同(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%~0.50%),從而減少焊接時(shí)的飛濺。
③Mn。隨著鋼中Mn含量的提高,其腐蝕產(chǎn)物中錳含量也提高,由于錳化合物的易溶于酸中,而Cu、Cr、Ni、V等腐蝕產(chǎn)物很難溶解,錳化合物的溶解致使銹層有微細(xì)孔洞,不利于銹層的保護(hù)作用。
④P、S。P、S為有害雜質(zhì)元素,為保證可焊性和Cu耐蝕作用的發(fā)揮,控制P、S質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.035%。
⑤Cr。Cr含量的提高,能保證鋼的強(qiáng)度和耐蝕性,兼顧成本確定Cr的范圍。
⑥Ni。Ni能提高鋼的耐蝕性和韌性,并防止銅造成的龜裂,以提高鋼材的表面質(zhì)量?？紤]到成本的主要因素,因而減少Ni的含量。
⑦Sb、Cu。耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼一般是在鋼中加入Cu、Sb金屬元素,其耐腐蝕原理是通過(guò)Cu、Sb抵制陽(yáng)極反應(yīng),在鋼材表面形成Cu2Sb皮膜又可抑制陰極反應(yīng),因而有效地防止了硫酸露點(diǎn)腐蝕,提高部件的使用壽命。Sb不宜過(guò)高,Sb含量偏高則鋼的焊接性能變差,同時(shí)會(huì)影響鑄坯質(zhì)量。Cu作為耐腐蝕的主要合金元素,一般認(rèn)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%~0.40%為宜,Cu含量過(guò)高,不但不會(huì)再增加耐蝕性,而且還會(huì)產(chǎn)生熱脆性。
⑧Nb、Ti、V。為保證材料的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能、優(yōu)良焊接性能和強(qiáng)度,選擇加入Nb、Ti、V細(xì)化晶粒元素,主要起細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化的作用。
⑨其他因素介質(zhì)中的其他極性氣體對(duì)露點(diǎn)溫度和冷凝液的pH值有影響,設(shè)備的選材和熱處理狀態(tài)可能影響到腐蝕類型,特別是在有點(diǎn)蝕或應(yīng)力腐蝕的環(huán)境-材料組合上,腐蝕類型會(huì)隨著腐蝕的進(jìn)程而發(fā)生改變。設(shè)備的幾何形狀影響到冷凝液的聚集和流動(dòng),從而影響設(shè)備腐蝕的分布和腐蝕程度。
