碳钢和不锈钢在高温环烷酸介质中的腐蚀行为

在常减压三顶及其冷凝冷却系统，低于150℃部位存在H2S-HCl-H2O环境。

由于HCl与H2S相互促进构成循环腐蚀。

碳钢发生严重均匀腐蚀，Cr13钢发生点蚀，18-8钢则发生应力腐蚀玻裂。

国外采用Monel、HastelloyC-4与钛作复合材料与内件，目前国内对塔顶壳体主要采用碳钢+0Cr13Al，内件0Cr13Al也采用3RE60与2205双相钢。

0Cr13Al含碳量小于0.08%，在钢中加铝后组织中含大量铁素体，焊后或热处理后可得少量马氏体，具有较强的抗硫腐蚀能力，由于它比18-8钢价廉，且抗应力腐蚀能力强，而弥补了它抗点蚀差的不足，0Cr13Al 不仅对氯脆，而且对连多硫酸SCC（应力腐蚀裂纹）也不敏感，但该钢复合钢板与钢管多要进口。

国内厂家也有使用2205的，效果不错。

2、低温HCN-H2S-H2O环境催化吸收解吸系统存在HCN-H2S-H2O腐蚀环境。

碳钢发生均匀腐蚀、氢鼓泡与SCC，18-8钢发生SCC。

国内多用0Cr13Al，如分馏塔、吸收塔、解吸塔与稳定塔均采用碳钢+0Cr13Al，塔盘用0Cr13或1Cr13，也可采用12Cr2AlMoV、08Cr2AlMo，但不能用奥化体不锈钢焊条焊接铬钼钢或0Cr13钢，因为易发生SCC。

3、低温RNH2（乙醇胺）-H2S-CO2-H2O环境在干气及液化石油气脱硫的再生塔、气体吸收塔重沸器等部位会形成RNH2-H2S-CO2-H2O环境。

碳钢产生均匀腐蚀与SCC，但一般仍多采用碳钢作设备，必须进行焊后消除应力处理，但对腐蚀环境恶劣的重沸器等设备宁可选用18-8不锈钢，如321。

4、低温H2S+H2O环境湿硫化氢环境在含硫原油加工中普遍存在。

对［H2S］＞50×10-6环境，为抗SCC与SOHIC（定向应力氢诱导开裂）应选用优质的20R16MnR（［Ni］＜1%，碳当量≤0.43，控制S、P含量）设备应焊后热处理，硬度不应大于HB200，组织为铁素体+珠光体。

冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施冶炼化工设备是一种高温、高压、高腐蚀的工业设备，常常需要承受各种腐蚀性介质的冲击。

为保证工业设备的安全运行和长期稳定使用，必须制定有效的防腐措施。

一、常用金属材料的腐蚀原因不锈钢是一种抗腐蚀性能高的材料，但还是存在许多腐蚀问题。

主要原因有以下几点：（1）氯分子对不锈钢的腐蚀性比较强，特别是在高温和酸性环境下更为严重。

（2）琥珀酸、乙酸、乙醇等有机酸，为不锈钢的腐蚀剂。

其中，无水乙醇与不锈钢的腐蚀性更强。

（3）硫酸铜、氯化铜、硝酸银、硝酸银盐等化学试剂会使不锈钢发生腐蚀。

2、CARBON STEEL（碳钢）碳钢腐蚀的原因很多：（1）在高温、高压环境中，碳钢容易发生氢腐蚀、氧腐蚀等化学反应，大大降低了碳钢的耐腐蚀性。

（2）碳钢对化学酸和有机溶剂的耐腐蚀性很差，因此在接触这类物质时容易发生腐蚀。

（3）当碳钢表面出现孔洞、划痕、裂纹等不良状况时，容易被氧气和水蒸气侵入，造成腐蚀。

3、COPPER（铜）铜与水、空气中的氧气和二氧化碳反应时，会产生氢氧化铜，并逐渐形成绿锈。

这种腐蚀一般称为“氧化铜”。

另外，强氧化剂、浓盐酸、氯化铜等也会导致铜的腐蚀。

4、HASTELLOY（哈氏合金）哈氏合金主要成分为镍、钼和铬，具有优异的耐腐蚀性和高温性能。

但它仍然存在以下腐蚀问题：（1）在强氧化剂和有机酸环境中较容易发生腐蚀。

（2）在存在氢氧化物、硫酸、硫化氢等的环境中，也易发生腐蚀。

二、防腐措施1、冶炼化工设备表面处理在金属表面喷涂各种涂料，形成保护层，起到隔绝金属与介质的作用，可以有效降低金属表面的腐蚀速度。

此外，还可以采用拉床处理、机械打磨和化学处理等技术方法，以达到金属表面的平整度和清洁度要求，从而提高其防腐性能。

2、金属材料选用选择合适的金属材料也是防腐的重要措施。

根据不同的介质及其特性，选择合适的材料，可以有效降低金属防腐的成本，提高防腐的效果。

例如在含氯化物的介质中，不锈钢的防腐性能优于碳钢；在强氧化剂存在的介质中，哈氏合金的防腐性能更优。

冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施冶炼化工设备承受着与其所处理的环境极为恶劣的化学物质和高温高压等严苛条件，由此导致的腐蚀问题是不可避免的。

为了维持设备的安全、高效稳定地运行，必须选用合适的金属材料，并采取针对性的防腐措施，以延长设备的使用寿命，并减少维护保养成本。

常见的冶炼化工设备金属材料有不锈钢、碳钢、合金钢、铜、铝、镍等等，它们能够满足不同环境下的使用要求，但是由于化学特性、配料、加工工艺等原因，以下是常用金属材料的腐蚀原因及预防措施：1. 不锈钢不锈钢一般具有较高的耐腐蚀性能，但是在一些特定环境下，如含氯离子的环境中，仍然会发生腐蚀。

其腐蚀机制主要是氯离子发生还原反应，从而将钢中的铬离子还原成钝化层无法形成的氯化铬离子。

为了预防不锈钢腐蚀，可采取以下措施：（1）减少氯离子的含量，如加入酸洗中和剂等；（2）提高钢材中铬的含量，并使其形成良好的钝化层；（3）加大氧化反应材料与环境的接触面积。

2. 碳钢碳钢在空气中容易被氧化，形成锈蚀。

其在有机酸、弱碱和水等介质中也容易腐蚀，主要原因是这些介质中含有氧化剂或酸、碱等物质。

为了预防碳钢的腐蚀，需要采取以下措施：（1）表面保护处理，如镀锌、喷涂等；（2）选择合适的涂层材料，如聚合物涂层；（3）采用阴极保护、阳极保护等技术，对其进行防腐蚀处理。

3. 合金钢合金钢一般具有优良的耐腐蚀性，在一些特定环境下也会发生腐蚀。

其主要原因是钢材成分测定时出现误差，使得含硫、含氢等化合物过高，其中的硫化物、氢氧化物和氨腐蚀了钢材表面。

为了预防合金钢的腐蚀，可采取以下措施：（1）严格控制钢材的成分，避免出现误差；（2）加强设备降温、冷却，降低钢材表面腐蚀率；（3）采用高效的腐蚀抑制剂进行防腐蚀处理。

4. 铜铜具有良好的导热、导电性能，但是其易受氧化、硫化、氯化物等化学物质的腐蚀，其表面也容易出现绿色的“铜绿”氧化物。

为了预防铜的腐蚀，可采取以下措施：（1）采用优质的铜材料，控制其杂质含量；（3）加大气体排放量和通风量，减少环境中的酸碱物质、氧化物浓度。

不锈钢的主要腐蚀形式
不锈钢的主要腐蚀形式包括以下几种：
1. 强酸腐蚀：强酸（如浓硫酸、浓盐酸等）对不锈钢具有强烈的腐蚀作用，会导致不锈钢表面出现腐蚀坑、大量氢气释放等现象。

2. 高温氧化腐蚀：在高温下，不锈钢会与氧气发生反应，形成氧化层。

但当温度过高或气氛中存在有害物质（如硫化物、氯化物等）时，氧化层可能被破坏，导致不锈钢表面产生腐蚀。

3. 氧化性酸性氯化腐蚀：氧化性酸性氯化物（如氯离子、次氯酸等）是不锈钢的一种显著腐蚀介质，会在不锈钢表面形成点蚀、晶间腐蚀等。

4. 碱性腐蚀：强碱（如氢氧化钠、氢氧化钾等）能引起不锈钢表面出现腐蚀斑点，使其失去抗腐蚀性能。

5. 氯化物介质腐蚀：氯化物是不锈钢的腐蚀介质之一，当不锈钢表面存在氯化物离子（如氯离子、氯化钠等）并在一定环境条件下，容易发生腐蚀。

6. 微生物腐蚀：当不锈钢暴露在特定微生物介质中时，一些微生物会产生氧化物、酸性物质等，从而引发不锈钢的微生物腐蚀。

不锈钢及碳钢在工业循环冷却水中腐蚀行为的研究
的开题报告
题目：不锈钢及碳钢在工业循环冷却水中腐蚀行为的研究
一、研究背景
工业循环冷却水在循环使用过程中，不稳定的温度和化学环境会导
致金属管道、设备、阀门等零部件发生腐蚀，进而影响系统的可靠性和
安全性。

其中，不锈钢和碳钢是工业中应用最广泛的金属材料，在循环
冷却水中腐蚀行为的研究对于提高系统的稳定性和安全性具有重要的意义。

二、研究目的
本研究旨在探究不锈钢和碳钢在工业循环冷却水中的腐蚀行为及其
机理，为工业冷却系统的设计、优化和改进提供数据支持和科学依据。

三、研究内容
1. 确定实验所用的工业循环冷却水样品，并进行物理化学指标测试。

2. 选择不锈钢和碳钢等常用金属材料进行试验，制作试样并进行大
气条件下的静态腐蚀试验。

3. 在工业循环冷却水中采用动态腐蚀试验，检测不锈钢和碳钢的腐
蚀速率并比较两种材料的腐蚀性能。

4. 结合表面形貌分析、元素分析和组织结构分析等手段，对试样腐
蚀机理进行深入研究和分析。

5. 建立不锈钢和碳钢在工业循环冷却水中的腐蚀模型，为工程应用
提供参考依据。

四、研究意义
本研究将为工业冷却系统的材料选择、设计和运营提供科学依据和技术支持，具有重要的工程实际意义。

同时，本研究所得到的结论和方法也可在其他领域的金属材料腐蚀研究中得到应用和推广。

冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施
冶炼化工设备的常用金属材料主要是钢材、不锈钢和铜材。

这些材料在冶炼化工过程中容易发生腐蚀，腐蚀会导致设备损坏、工作效率降低甚至造成安全事故，因此需要采取预防措施。

钢材是冶炼化工设备常用的材料之一，腐蚀的原因主要有以下几点：第一，冶炼化工过程中会生成一些酸性或碱性物质，这些物质会与钢材发生化学反应导致腐蚀；第二，湿度高的环境容易使钢材发生腐蚀；卤素物质（如氯离子）也能引起钢材腐蚀。

为了预防钢材腐蚀，可以采取以下措施：选用耐腐蚀性能好的钢材，如耐酸钢、耐碱钢等；可在钢材表面进行防腐处理，如镀层、涂层等；可以采用电流防腐技术对钢材进行防腐处理。

不锈钢是具有抗腐蚀性能的合金钢材，但在冶炼化工过程中，仍然可能发生腐蚀。

不锈钢腐蚀的原因包括：第一，在高温、高压条件下，不锈钢的耐腐蚀性能会降低；第二，在氯化物、酸性或碱性环境下，不锈钢也会发生腐蚀。

为了预防不锈钢腐蚀，可以采取以下措施：在选用不锈钢材料时，要考虑工作环境的特性，选择适合的不锈钢材料；在不锈钢表面形成一层致密的氧化铬层，即所谓的“钝化层”，以增加材料的耐腐蚀性能；可以采用阴极保护技术对不锈钢进行防腐处理。

铜材在冶炼化工设备中常用于导电部件、换热器等地方。

铜材的腐蚀主要是由于酸性和碱性物质对铜材的侵蚀，以及湿度大导致的氧化腐蚀。

冶炼化工设备常用的金属材料容易发生腐蚀，需要采取相应的预防措施。

这些措施包括选用耐腐蚀性能好的材料、表面防腐处理以及采用防腐技术等。

通过这些措施，可以有效减少设备腐蚀，提高设备的使用寿命和安全性能。

ND、2205、17-4PH和316L不锈钢材料的腐蚀行为周梓荣;肖鑫【摘要】针对含少量杂质的稀硫酸在高温环境下的强腐蚀性,选了ND、2205、17-4PH和316L等不锈钢材料,在5%NaCl溶液和现场提取的工作介质中进行了60～80 ℃工作温度下的腐蚀性试验.结果表明,在5%NaCl溶液中,ND不锈钢耐蚀性能最好;在工作介质中,17-4PH不锈钢的耐蚀性最好.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2010(029)008【总页数】2页(P35-36)【关键词】不锈钢;腐蚀行为;稀硫酸;耐蚀性【作者】周梓荣;肖鑫【作者单位】中南大学资源与安全学院,湖南,长沙,410012;湖南工程学院化学化工学院,湖南,湘潭,411104【正文语种】中文【中图分类】TG172.63随着近代化学工业的迅速发展，稀硫酸的用途不断扩展，用量与日俱增。

稀硫酸对材料的腐蚀性比浓硫酸强，而高温的稀硫酸对材料的腐蚀性更强[1-3]。

因此，人们对高温稀硫酸容器材料提出了更高耐腐蚀、耐磨损的要求。

为此，国内外开发了许多相应的材料，如 VHB904，Carpenter20Cb3，incoloy825，K合金，SANDVIK SX，Lewmet系列合金等[4-7]。

但某化工公司某产品的原材料为16% ～ 18%的稀硫酸，工作温度60 ～80 °C，其中含有少量的苯甘氨酸、苯甘氨酸–樟脑磺酸盐和浓度较低的铁离子。

离心机是其主要的生产设备。

在生产过程中，尽管设备生产厂家使用过许多耐蚀材料，但离心机的使用寿命非常短(有时甚至只有一两个月)。

为了寻找适合的离心机耐蚀材料，本文根据硫酸的腐蚀原理，选用了国内外几种不锈钢材料进行耐蚀性试验。

2. 1 硫酸对碳钢的腐蚀原理碳钢在硫酸中发生的腐蚀过程是典型的电化学腐蚀。

其化学反应式表述如下：金属材料的本质、表面状态及金属阴极相杂质、pH、温度都会影响到金属的氢去极化腐蚀。

2. 2 硫酸腐蚀的特点在一定温度下，稀硫酸对碳钢的腐蚀速率随其浓度的提高而增强，达到一定浓度后，腐蚀速率随浓度的提高而急剧下降。

碳钢为何不允许和不锈钢放在一起?
网友的说法没错。

不锈钢和碳钢电位不同，如果贴合在一起，在潮湿环境下碳钢和不锈钢之间会形成原电池反应而腐蚀碳钢，类似于牺牲阳极的阴极保护——将镁棒与钢铁连接，使镁棒代替钢铁先腐蚀掉。

此时，是碳钢加速腐蚀，而不锈钢没有问题。

此外，如果碳钢和不锈钢焊接，不锈钢的防锈性能会被碳钢破坏，我们称之为“晶间腐蚀”。

不过具体到某个产品来说，如果某个零件并不是工作在十分潮湿，表面常有积水水膜的情况下，或者碳钢与不锈钢之间有可靠的绝缘（比如碳钢严密包塑或喷漆），可以不考虑原电池反应造成的腐蚀。

而在一些对不锈钢的防锈性能要求不高（比如说容器内氯离子浓度很低）的情况下，碳钢与不锈钢直接焊接也是可以的。

毕竟一般锅炉的管道和热交换器直接用碳钢制造，也未必会快速锈蚀损坏。

所以能不能这样做，还要看具体工作环境和设计思想。

而老外的要求是为了保证万无一失，也是有道理的。

你如果把碳钢和不锈钢焊接在一起，未必会造成严重后果，但相对于降低了压力容器在长时间使用后的安全系数——如果在设计时安全系数本来就取得很大，这样的细节缺失问题就不大了。

这和我们国内建筑队常常会在建筑过程中偷工减料，但一般不会导致楼房坍塌的道理一样。

商用厨具专家纯手工输入为你解答，请给予好评。

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