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(ta)們首先(xian)研究(jiu)了能(neng)恰當地反映實際設備(bei)腐(fu)蝕(shi)條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)室(shi)的(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)方法。因(yin)為用硫酸(suan)浸泡試驗(yan)(yan)或硫酸(suan)凝縮式(shi)(shi)裝置得到(dao)的(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)結(jie)(jie)果(guo),與實際設備(bei)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)是(shi)不一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)。例如,0.47%Cu-0.48%N:-0.77%Cr鋼(gang)經(jing)過(guo)實際設備(bei)節氣器上進行(xing)的(de)(de)(de)2712h試驗(yan)(yan),結(jie)(jie)果(guo)表明腐(fu)蝕(shi)量是(shi)碳素(su)鋼(gang)的(de)(de)(de)1/3,耐蝕(shi)性相(xiang)當好;可是(shi)用70%~80% 硫酸(suan)在100~140℃的(de)(de)(de)硫酸(suan)浸泡試驗(yan)(yan)和碳素(su)鋼(gang)沒有(you)顯著差別,還不能(neng)說同(tong)樣的(de)(de)(de)鋼(gang)在硫酸(suan)凝縮式(shi)(shi)裝置上的(de)(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)一(yi)(yi)定好。


 小若等所考慮的(de)(de)在硫酸中混入活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)進行試驗(yan)的(de)(de)方(fang)法(fa),是(shi)根據在鍋爐低溫部的(de)(de)金屬表(biao)面(mian)上(shang)附著了大(da)量的(de)(de)未燃燒(shao)炭(tan)(tan),這些炭(tan)(tan)和(he)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)同樣(yang)能起氧化催化作(zuo)用。用每(mei)3.3mL硫酸加入1g活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)80%或者(zhe)85%硫酸,在110℃進行碳素鋼及(ji)含(han)有Cu-Cr-Ni系的(de)(de)數(shu)種低合金鋼的(de)(de)浸泡試驗(yan),其耐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)相對比(bi)率(lv)和(he)在實際設備(bei)上(shang)的(de)(de)結果相當一(yi)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(wen)硫酸露點腐蝕環(huan)境下的(de)環(huan)境腐蝕特性的(de)詳細(xi)研(yan)究(jiu),上述(shu)小(xiao)若等(deng)所進行(xing)的(de)研(yan)究(jiu)是(shi)最早而且是(shi)惟(wei)一(yi)的(de)研(yan)究(jiu)。結果自已完成,非常(chang)具有(you)(you)說服(fu)力。但是(shi),在鈍化有(you)(you)利的(de)環(huan)境中,為什么(me)不銹鋼的(de)耐蝕性不一(yi)定好,卻一(yi)直沒有(you)(you)答案(an)。


 以后,這種研究(jiu)完(wan)全沒有,尚未提出不同(tong)見解。