不锈钢及合金625在FGD系统的耐腐蚀性能研究

【摘要】：我国以燃煤发电为主要电源形式,因此控制燃煤电厂大气污染物排放、保护环境的工作迫在眉睫。如今国家也先后出台了《关于加强燃煤电厂二氧化硫污染防治工作的通知》、 《火电厂大气污染物排放标准》,并强制性规定火电厂必须使用烟气脱硫装置(FGD)。迄今为止,我国大部分电厂都采用湿法石灰石-石膏脱硫技术来控制燃煤电厂中S02的排放,由于烟气中SO2、HF、HCl、NOx等腐蚀性物质会给FGD系统中的相关设备造成严重的腐蚀,且其腐蚀的主要形式为点腐蚀与缝隙腐蚀,因此对FGD系统中的选材就成为重要的研究课题。本文主要分析FGD系统出口处的腐蚀环境,以317LMN、Al-6XN、合金625为主要的研究对象,采用静态挂片实验、原子吸收光谱实验、电化学实验等研究了三种合金在FGD系统出口处的腐蚀行为,并分析评价了三种材料的耐蚀性能强弱,运用电化学(塔菲尔极化曲线与交流阻抗)实验研究金属材料在腐蚀环境中的腐蚀机理与腐蚀规律,根据对环境的分析,主要考虑了不同pH、Cl-、F-浓度对三种金属材料腐蚀行为的影响,得出三种材料在Cl-情况下的耐点蚀能力差异,并单独研究了Al-6XN在Cl-、SO42-协同作用下的腐蚀行为。通过挂片实验与原子吸收光谱实验得出以下重要结论：在两种烟气模拟冷凝液中,三种材料耐蚀性大小关系为合金625Al-6XN317LMN。由金相显微镜图可知,在pH=1、Cl-=20g/L、F=lg/L、Mg2+=0.5g/L、Ca2+=0.0563 g/L等组分的烟气模拟冷凝液中,317LMN与A1-6XN都出现明显的点蚀坑,合金625也有一定的腐蚀,但未见明显的点蚀坑。金属材料在pH=2、Cl-=10g/L、F-=0.5g/L、Mg2+=0.5g/L、Ca2+=0.0563 g/L等组分的烟气模拟液中的腐蚀程度比pH=1的模拟液低。在两种模拟液中,三种金属挂片中的Fe、Ni、Cr三种元素均有溶出,三种元素的溶出总量关系为,317LMNAl-6XN合金625。说明合金625的耐蚀性能最好。通过电化学实验得出以下结论：三种材料均随着pH的降低、Cl-、F-浓度的升高,其腐蚀电流密度增大,k值减小,且随着Cl-、F-浓度的升高,三种材料电极的点蚀电位不断负移,点蚀易发生。通过分析同一Cl-浓度不同S042-浓度下的电化学参数,发现S042-对金属材料有抑制点蚀的作用,且S042-浓度越大,抑制点蚀的作用越明显,S042.的缓蚀作用可能是由于离子的竞争吸附引起,但当在高浓度S042-环境中,材料表面可能主要发生全面腐蚀。
【关键词】：烟气脱硫装置 金属腐蚀 电化学 腐蚀机理 点蚀
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG14