【正文】 板條寬度 ～ 微米。而在片層間距較小或放大倍數(shù)較小的情況下，鐵素體兩側(cè)的相界也無法區(qū)分導致整個珠光體也是黑色 的。珠光體是復相組織，其中優(yōu)先腐蝕的鐵素體與滲碳體的相界，而相界上的原子排列比較紊亂導致腐蝕后的相界凸凹不平，在光鏡下反映出來就是黑色的（晶界也是這樣）。 通過平均腐蝕速度對比發(fā)現(xiàn)，自主 2 號，自主 3 號和自主 5 號劣于采購原樣 6 號，其中自主 3 號最差；自主 4 號和自主 1 號優(yōu)于采購原樣 6 號，其中 4 號最佳。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 48 表 32 號 ND鋼腐蝕沉淀物物質(zhì) 標定 元素 PDF 卡號 所在 峰編號 Fe 010894186 10 C 000411487 12 S 010742106 1～ 11 Cu 030659743 10 Mn 010894253 6， 9， 11， 12， 16， 17 Sb 010851324 2， 5， 9 Si 010800005 4， 13～ 16 Ti 010894913 8， 13 P 010761967 7， 12～ 17 Bi 000441246 2， 4， 13， 17 Cr 010882323 10 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 49 元素 PDF 卡號 所在 峰編號 Ni 010882326 11 Mo 010882331 8 3 分析討論 失重法腐蝕試驗 從表 的腐蝕速度數(shù)據(jù)看，同類平行試樣沒有異常數(shù)據(jù)。 圖譜標定 圖 6 組 ND鋼腐蝕沉淀物比對圖 將六組試樣圖譜 （見圖 ） 進行比對可知， 32 號試樣的峰數(shù)量較全， 凸起 較明顯。設置 Cu 靶 K?射線 (波長λ= nm) ，管電壓 40 kV， 管電流 40 mA，掃描速度 ?/min。 掃描曲線 室溫下 ND 鋼試樣 在 10%， 20%， 30%的 H2SO4溶液中 腐蝕 的 線性掃描伏安法 曲線 曲線詳見 表 ，塔菲爾曲線詳見表 ： 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 45 表 20℃下 ND 鋼試樣電化腐蝕塔菲爾曲線 10% 20% 30% 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 46 表 20℃下 ND 鋼試樣電化腐蝕 線性掃描伏安法曲線 10% 20% 30% 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 47 產(chǎn)物物相分析 操作條件 將 6 組 腐蝕產(chǎn)物編號 ： 12,22,32,42,52,62。 測量開路 狀態(tài)下 的 開路電位 時間曲線 ， 得到 100 秒內(nèi) 開路狀態(tài)下的 電壓變化為 至 不等 。 室溫浸蝕，測得 當時溫 度 為 20℃。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 42 金相 觀察 試樣 顯微 組織 詳見表 。 由于溶液濃度隨腐蝕試樣個數(shù)逐漸減小，故浸蝕 時間為 5～ 40 分鐘不等。 腐蝕液為 苦味酸 2～ 4g，乙醇 100ml，必要時加入 4～ 5 滴潤濕劑 。 試樣編號按卓然公司提供的類別和同類中的序列進行，如自主 1類中的第 2 個試樣編號為 12，依此類推。 數(shù)據(jù) 計算 采用失重法計算腐蝕速度 。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 39 2 實驗結(jié)果 失重法腐蝕試驗 操作條件 共 腐蝕 6 組平行試樣 。 導入標準PDF22020 卡， 將樣品的衍射數(shù)據(jù)與已知物相的衍射數(shù)據(jù)或圖譜進行對比，一旦二者相符，則表明待測物相與已知物相是同一物相 ， 找出圖形的波峰處的相應物相并標示出來。 材料的物相分析在選用 X’Pert PRO 型 X 射線衍射儀上進 行， 設置 Cu 靶 K?射線 (波長 λ= nm) ，管電壓 40 kV，管電流 40 mA，掃描速度 ?/min。 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 38 產(chǎn)物物相分析 1） 收集： 收集恒溫腐蝕后容器內(nèi)的沉淀物，裝袋編號。做法是將金屬樣品制成電極浸入腐蝕介質(zhì)中，測量穩(wěn)態(tài)的伏安（ EI）數(shù)據(jù)，作 log|I|E圖，將陰、陽極 線性掃描伏安法 曲線 的直線部分延長，所得交點對應的即為 logIcor,由腐蝕電流 Icor 除以事先精確測量的樣品面積 SO，即得腐蝕速率。 4） 測量 ： 用 線性掃描伏安法 曲線 法估測 ND 鋼腐蝕速率。以 x 為起始電位 “ Intit E” ， x+3 則 為最終電位 “ Final E” ， 測量測量 塔菲爾曲線 “ Tafel Plot” 。 打開 軟件，設定 運行時間 “ Run Time” 為 100 秒，其余不變，按下“ ?” 鍵 測量開路曲線 “ Open Circuit Potential” 。它既可以測定腐蝕速度，又可以為腐蝕理論提供實驗依據(jù)。 3） 掃描電鏡 ： 采用 CHI1130 電化學分析儀測試 。重復上述操作配置 自行配制 20%和 10%的 H2SO4溶液。選擇其晶粒度具有代表性的視場，與標準級別圖 （ YB27— 64 中的第一標準級別圖）比較，確定出試樣的晶粒度，與標準級別圖中哪一級晶粒大小相同，則后者的級別即定為試樣的晶粒度號數(shù)。 3）觀察：全面觀察試樣的金相組織 。 金相顯微鏡放大倍數(shù)計算公式如下： M 目 M 物 ＝ M 鏡 選擇 10X 的目鏡和 10X 的物鏡，放上玻璃標尺，由粗到細調(diào)節(jié)，系統(tǒng)定標時選擇 10X，用 10 格 =10μ m 計算，放上試樣，由粗到細調(diào)節(jié)后顯示標尺，存儲照片。由于溶液濃度隨腐蝕試樣個數(shù)逐漸減小，故室溫浸蝕 5～ 45 分鐘不等?？辔端?2～ 4g，乙醇 100ml，必要時加入 4～ 5 滴潤濕劑。 h) m0為試樣腐蝕前的質(zhì)量 (g) m1試樣腐蝕后清除腐蝕產(chǎn)物后的質(zhì)量 (g) S試樣表面積 (m2) ，可 用下式 計算 ： S=2（ a 長 b 寬 +b 寬 c 厚 +c 厚 a 長 ） t腐蝕時間 (h) ，為 24 小時。 此方法適用均勻腐蝕而且腐蝕產(chǎn)物完全脫落或者容易清除。 金屬腐蝕程度的大小可用腐蝕前后質(zhì)量的變化來評定。 4） 稱量： 取出試樣 清洗、干燥 。 3） 腐蝕： 恒溫腐蝕試樣。 2） 配液： 配置 50%的 H2SO4溶液。用游標卡尺測量試樣的尺寸，精確到 ，并計算試樣的總面積。減少溶液接界電位是采用鹽橋的主要目的 ： 第二個目的是減少溶液污染，為此可在倒 U 形鹽橋中間串接三通活 塞，或添加凝固劑 (如瓊脂 )。一上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 34 般要求輔助電極暴露面積盡可能大，即減少 線性掃描伏安法曲線 率，又可使電力線分布更加均勻，所以常常采用鍍鉑黑的鉑片。往往采用鉑電極 或石墨電極，有時也可用鎳或鉛電極。 ②輔助電極 輔助電極 (AE)的作用是與工作電極構(gòu)成電流通路。 (e)電極結(jié)構(gòu)堅固，材料穩(wěn)定，抗介質(zhì)腐蝕，不污染介質(zhì)，并且參比電極插入介質(zhì)不會擾亂腐蝕體系 。 基本上不出是液體接界電勢，或通過計算易于修正 。 (b)電極過程的交換電流密度相當高，是不 線性掃描伏安法曲線或難 線性掃描伏安法曲線 的電極體系 。一般不必在把電位測量數(shù)據(jù)換算成氫標電極電位值，但在報告實驗結(jié)果時，須說明相對于何種參比電極。 2）電極 上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 33 ① 參比電極 參比電極也稱為半電池，它的作用是與工作電極組成測量電池，作為電極電位測量的參考比較標準。能進行高精度的物相定性、定量分析，晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)的準確測定及鑲嵌塊尺寸、晶格畸變、 宏觀內(nèi)應力的測定和薄膜衍射、反射實驗。 配備有常規(guī)相分析組件，薄膜附件，高溫樣品臺 (HTK16，變溫范圍為室溫至 1600℃ )，位敏探測器等，能進行粉末及塊狀材料的定性、定量相分析，薄膜材料衍射及反射測定。 ｍｇ 線性 ≤177。此天平具有很高的技術(shù)參數(shù)，見表 。具有自動校準系統(tǒng)，動態(tài)溫度補償＼超載保護等功能。 3)稱量裝置：試樣采用的稱量儀器為 sartoriusBS224S 型分析天平采用超級雙杠桿單體傳感器和最新ＳＭＴ技術(shù)，使體積更小，集成度更高。包括CS300 電化學工作站和 CorrTest 控制系統(tǒng)，以及 CorrView 圖行數(shù)據(jù)處理軟件。關(guān)閉開關(guān)后用無水酒精將試樣洗凈吹干。 對試樣進行拋光。按 150→ 400→ 600→ 800→ 1200 號砂紙的順序磨制試樣， 研磨時要避免試樣發(fā)熱。按 2： 1 混合環(huán)氧樹脂與凝固劑，攪勻，將焊接好的試樣放進塑料空心管，倒入冷鑲液，注意不要將與試樣焊接的那頭銅絲露出冷鑲液外（見 圖 ），靜置待其凝固。用焊槍熔融焊錫，將電線一頭的銅絲與試樣磨去腐蝕層的那面焊牢，靜置冷卻。 右半部分與電線焊接。 圖 試樣切割鑲嵌示意圖 左半部分采取熱鑲工藝。 進行 腐蝕分析 的試樣必須經(jīng)過以下 預處理 操作： 將試樣切成所需大小。 4）產(chǎn)物物相分析 ： 分析試樣腐蝕沉淀物的 物相 含量 。 2）金相組織觀察 ： 觀察顯微鏡下試樣金相組織的成分區(qū)別。為了確?？諝忸A熱器、省煤器和余熱鍋爐等余熱回收裝置鋼管可靠的使用，盡可能地減緩設備的腐蝕，提高設備的使用壽命，為了達到節(jié)能和環(huán)保的目的，開展研究國產(chǎn)鋼號 —— ND 鋼，具有明顯的現(xiàn)實意義。這是由于燃料中上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 29 含有較高的硫組分，導致煙氣中含有大量的硫氧化物氣體，當這些煙氣進入余熱回收裝置時，一旦遇到水氣，煙氣中的硫氧化物就會形成硫酸，使余熱回收設備產(chǎn)生嚴重的 腐蝕，致使運行管腐蝕開裂，直接影響鍋爐的安全和經(jīng)濟運行。而且，由于腐蝕使設備的組織和機械性能發(fā)生了改變，容易產(chǎn)生設備爆裂等重大事故給人的生命帶來嚴重地威脅，并且給人類社會帶來的直接損失是不可估量的。根據(jù)相關(guān)資料記載，每年全世界由于腐蝕而報廢的材料約占鋼總產(chǎn)量的 1/3。對于其它不同工況條件，必須進一步試驗，根據(jù)結(jié)果才能作出可行的判斷。 即使 ND 鋼具有高的耐硫酸露點腐蝕及在 500℃室溫至之間有高的力學性能，同時又可耐 Cl— 與 SO42— 溶液腐蝕，但不能認為 ND 鋼可以用在任何工況條件下，或取代其它鋼種。上述二種情況均使鋼設備處在苛刻的腐蝕之下 ,且隨著排煙溫度的降低 ,形成的硫酸的濃度也降低 ,而使腐蝕加劇 ,壽命縮短。另一問題是鋼設備的操作工藝不變 ,但由于近來使用的燃油的含硫量增加而使其煙氣的露點溫度升高。當?shù)?ND 知鋼可以耐低溫露點腐蝕時 ,在使用新的鋼制造的省煤器或空氣預熱器時有意識地把排煙溫度降低 ,有的降低 20℃ ,有的降低 50℃ ,希望能把裝置的上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 28 熱效率提高。過去許多加熱爐的空氣預熱器及省煤器是采用制造的。例如在 20℃下，使鋼 處在稀硫酸的條件下腐蝕，特別是當管子帶有裂紋或上焊口未焊透或裂紋，一旦開工，冷水噴出，與煙氣中的 SOSO3形成高溫低濃度的硫酸腐蝕，對壁厚只有 2～ 3mm 的鋼管也只要十余天就會穿透。 3）假鋼或仿鋼的出現(xiàn) 因為 ND 鋼的耐腐蝕性比碳鋼要高 5～ 10 倍 ,而價格僅為 20的 ,有的單位在不知 ND鋼真正成分控制范圍及熱成形工藝的情況下進行仿造 ,因此市場上出現(xiàn)不少假的 ND 鋼。再就上海工程技術(shù)大學畢業(yè)設計（論文） ND鋼耐硫酸露點腐蝕的研究 27 是設備的排煙溫度在 130～ 151℃ ,較原來裝置的排煙溫度為低。其原因是這一廠家所進的鋼是從一個私營的拉管廠買來的 ,其實根本不是鋼。 2） ND 鋼的空氣預熱器使用壽命問題 ND鋼空氣預熱器壽命與碳鋼差不多 ,其腐蝕速率并沒有象提出的是 20碳鋼腐蝕速率的幾十分之一 ,此問題已有兩個單位提出。 h)以上超過。眾所周知 ,省煤器高溫段的管壁溫度為左右 ,高于露點腐蝕溫度 ,就是一般碳鋼也不會發(fā)生腐蝕。在制造之前鋼管子沒有經(jīng)過探傷渦流或超聲波或把沒有經(jīng)過水壓試驗的鋼管子用于制造設備由于鋼含有、等對加工不利的元素對冷拔裂紋具有一定的敏感性 ,要求在出廠時進行現(xiàn)場檢查。 限制性 1） ND 鋼省煤器短期泄 露 (26) 到目前為止 ,有四家煉油廠的鋼省煤器在使用一個月內(nèi)便發(fā)生泄漏事故 ,其中二家是在開機時就發(fā)生泄漏。 ,采用 09CrCuSb 后此情況已得到明顯改善。 5）管束材料 ND 鋼在 1997 年 12 月首次應用于上煉廠兩臺丙烷裝置管殼式冷卻器管束 (23)上，原材質(zhì)運行不到半年即開始發(fā)生腐蝕穿孔泄露，一臺先后共搶修 6 次，堵管 12 根，另一臺先后搶修 4 次，堵管 7 根。 結(jié)論：抗腐蝕性能好 ,腐蝕速度比普通低鋼低于 5 倍以上。 結(jié)論：用它制造的余熱回