如前一節所述,在80%高濃度硫酸發生凝縮的120~180℃的高溫下,鋼的鈍化與提高耐蝕性有關,這是通過小若等(住友金屬)的研究證明的,并給出了添加鉻的依據。


 他們首(shou)先研究了能(neng)恰當地反(fan)映(ying)實(shi)際設備(bei)腐蝕(shi)條件的(de)實(shi)驗(yan)(yan)室的(de)試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法。因(yin)為(wei)用(yong)硫(liu)酸浸泡試(shi)驗(yan)(yan)或硫(liu)酸凝縮式裝置得到的(de)試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo),與實(shi)際設備(bei)的(de)結果(guo)是不一致的(de)。例如,0.47%Cu-0.48%N:-0.77%Cr鋼(gang)經(jing)過實(shi)際設備(bei)節氣器上進行的(de)2712h試(shi)驗(yan)(yan),結果(guo)表明腐蝕(shi)量是碳素(su)鋼(gang)的(de)1/3,耐蝕(shi)性相當好;可是用(yong)70%~80% 硫(liu)酸在100~140℃的(de)硫(liu)酸浸泡試(shi)驗(yan)(yan)和(he)碳素(su)鋼(gang)沒有顯著差別,還不能(neng)說同(tong)樣(yang)的(de)鋼(gang)在硫(liu)酸凝縮式裝置上的(de)結果(guo)一定好。


 小若等所考慮的在(zai)硫酸(suan)(suan)中混(hun)入活性(xing)炭(tan)進(jin)行試驗的方法,是根據(ju)在(zai)鍋爐(lu)低溫部(bu)的金屬表面上附著了大(da)量的未燃燒(shao)炭(tan),這些(xie)炭(tan)和(he)活性(xing)炭(tan)同樣(yang)能起氧化催化作用(yong)。用(yong)每3.3mL硫酸(suan)(suan)加入1g活性(xing)炭(tan)的80%或者85%硫酸(suan)(suan),在(zai)110℃進(jin)行碳素鋼(gang)及含(han)有Cu-Cr-Ni系(xi)的數種(zhong)低合(he)金鋼(gang)的浸泡試驗,其耐蝕性(xing)的相(xiang)(xiang)對比率和(he)在(zai)實際設(she)備上的結果相(xiang)(xiang)當(dang)一致。


 在這樣的試驗液中測定腐蝕電位,碳素鋼在120h試驗期間,保持了活性狀態的電位;而低合金鋼的電位卻隨時間上升,達到鈍化狀態后的電位變成穩定狀態。鋼發生鈍化也可以用85%硫酸+鍋爐附著物、Fe2(SO4)3+玻璃粉等檢查出來。根據這些結果得出的結論是,在產生硫酸露點腐蝕的實際設備的鋼表面上,通過大量未燃燒炭的氧化作用生成Fe3+離子,幫助了鈍化。


 根據他們的結果,鍋爐中高溫區域的硫酸露點腐蝕環境,在鍋爐的啟動或剛停止運轉時,就變成濃度60%以下的硫酸露點腐蝕環境(第1階段),從而出現活性狀態下的腐蝕。金屬的表面溫度達到平衡,稍后高溫高濃度硫酸的腐蝕繼續進行(第2階段),可是不久便附著未燃燒炭生成Fe3+,借助它的氧化,使低合金鋼鈍化,這比停留在活性狀態的碳素鋼表現出更優秀的耐蝕性(第3階段)。這種狀況示于圖4-3.


圖 3.jpg


 考慮到這些階段,小若等在研究合金元素效果的硫酸浸泡試驗中使用了如下的試驗條件:第1階段,30%硫酸, 60℃,4h;第2階段,85%硫酸, 160℃,4h;第3階段,加了活性炭的85%硫酸(3.3 mL 硫酸+1g活性炭),在110℃通入3%SO2+1.2%H2O+空氣,保持24h。有效元素因階段不同而不同,然而認為研究重點應放在接近實際情況且時間最長的第3階段。


 關于在較(jiao)高(gao)溫硫酸露點腐蝕(shi)環境(jing)下的(de)環境(jing)腐蝕(shi)特性的(de)詳(xiang)細研(yan)究,上述小若等所進(jin)行的(de)研(yan)究是最(zui)早而(er)且是惟一的(de)研(yan)究。結果自已完(wan)成,非常具有(you)說服力。但是,在鈍化有(you)利的(de)環境(jing)中,為什么(me)不(bu)銹鋼的(de)耐蝕(shi)性不(bu)一定好,卻(que)一直(zhi)沒有(you)答案。


 以后,這種(zhong)研究完全沒(mei)有(you),尚(shang)未提(ti)出不同見解。