氨法脱硫液成分对<strong>304</strong>不锈钢局部腐蚀发展阶段影响探究

doi:10.11902/1005.4537.2022.335

中国腐蚀与防护学报

2023, Vol. 43

Issue (6): 1392-1398 CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.335 DOI: 10.11902/1005.4537.2022.335

研究报告

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氨法脱硫液成分对304不锈钢局部腐蚀发展阶段影响探究

任万凯, 连洲洋(

), 周康, 罗正维, 魏无际, 张雪英

南京工业大学环境科学与工程学院南京 211816

Influence of Ammonia Desulfurization Liquid Components on Localized Corrosion Development Stage of 304 Stainless Steel

REN Wankai, LIAN Zhouyang(

), ZHOU Kang, LUO Zhengwei, WEI Wuji, ZHANG Xueying

School of Environmental Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China

引用本文:

任万凯, 连洲洋, 周康, 罗正维, 魏无际, 张雪英. 氨法脱硫液成分对304不锈钢局部腐蚀发展阶段影响探究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(6): 1392-1398.
Wankai REN, Zhouyang LIAN, Kang ZHOU, Zhengwei LUO, Wuji WEI, Xueying ZHANG. Influence of Ammonia Desulfurization Liquid Components on Localized Corrosion Development Stage of 304 Stainless Steel[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2023, 43(6): 1392-1398.

全文: PDF(4183 KB) HTML

摘要:

通过恒电压模拟闭塞电池和长周期静态模拟点蚀实验研究氨法脱硫浆液主要成分对304不锈钢局部腐蚀发展阶段的影响，并对腐蚀产物和溶液分别进行X射线光电子能谱 (XPS) 及紫外可见光谱分析。结果表明，氨法脱硫浆液中低浓度 (NH₄)₂SO₄对304不锈钢局部腐蚀发展具有促进作用，高浓度则具有抑制作用；随着Cl^-浓度的增加，不锈钢局部腐蚀加剧；F^-与腐蚀产生的金属离子可以形成络合物附着在不锈钢表面以及与Cl^-的竞争迁移作用使得F^-的存在对不锈钢的局部腐蚀具有一定的抑制作用。

关键词 ：氨法脱硫, 304不锈钢, 局部腐蚀, 模拟闭塞电池, 模拟静态点蚀

Abstract：

The influence of main components of ammonia desulfurization slurry on the development stage of localized corrosion for 304 stainless steel was studied by means of constant voltage occlusion battery and long-term static pitting corrosion test aiming to simulate the real local corrosion, as well as XPS and UV-VIS spectroscopy to characterize corrosion products and solutions. The results showed that low concentration (NH₄)₂SO₄ in ammonia desulfurization slurry can promote the effect on localized corrosion development of 304 stainless steel, while high concentration can inhibit it. With the increase of Cl^- concentration, the localized corrosion was intensified. The complex compounds on the surface resulted from the interaction of F^- and metal ions, while the competitive migration effect with Cl^- made the presence of F^- have a certain inhibitory effect on the localized corrosion of stainless steel.

Key words： ammonia desulfurization 304 stainless steel localized corrosion analog occlusion battery simulate static pitting corrosion

收稿日期: 2022-10-28 32134.14.1005.4537.2022.335

ZTFLH:

TG172

基金资助:国家自然科学基金(21676144)

通讯作者: 连洲洋，E-mail: lianzy@njtech.edu.cn，研究方向为金属材料的腐蚀与防护

Corresponding author: LIAN Zhouyang, E-mail: lianzy@njtech.edu.cn

作者简介: 任万凯，男，1997年生，硕士生

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https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2022.335 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2023/V43/I6/1392

图1 局部腐蚀模拟闭塞电池示意图

图2 304不锈钢静态模拟点蚀实验试片及装置示意图

图3 不同硫酸铵质量分数时系统耗电量和内电极腐蚀量的变化

图4 不同时间304不锈钢小孔腐蚀量随硫酸铵质量分数的变化

图5 不同Cl-浓度时系统耗电量、内电极腐蚀量、闭塞区溶解氧和pH的变化

图6 304不锈钢小孔腐蚀量随Cl-浓度的变化

图7 不同F-浓度时系统耗电量、内电极腐蚀量、闭塞区pH的变化

表1 不同初始F-浓度时的数据对比

图8 不同F-浓度时小孔腐蚀量的变化

图9 闭塞电池内部腐蚀产物XPS谱

图10 闭塞闭电池实验后内部溶液紫外可见光吸收光谱

1	Li J G, Zhu F H, Sun X L. Current status and challenges of atmospheric pollution prevention and control of thermal power plants in China [J]. Elect. Power, 2018, 51(6): 2
1	郦建国, 朱法华, 孙雪丽. 中国火电大气污染防治现状及挑战 [J]. 中国电力, 2018, 51(6): 2
2	Qu Z C. Analysis and countermeasures of comprehensive advantages and existing problems of flue gas ammonia desulfurization technology [J]. Sulph. Acid Ind., 2022, (2): 1
2	屈战成. 烟气氨法脱硫技术的综合优势和存在问题分析及对策 [J]. 硫酸工业, 2022, (2): 1
3	Liu X W. Progress of desulfurization and denitration technology of flue gas in China [J]. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., 2019, 242: 042010
4	Fu Z H, Xu J H, Wang D, et al. Corrosion of Q235 carbon steel in ammonia-based flue gas desulfurization slurry [J]. Corros. Sci. Prot. Technol., 2019, 31(5): 521
4	付志浩, 徐佳欢, 汪丹等. 烟道气氨法脱硫液对Q235碳钢腐蚀研究 [J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(5): 521
5	Luo Z W, Zhang Y, Zhou Y Z, et al. Effect of fluoride ion on the corrosion of 304 stainless steel in (NH₄)₂SO₄solution containing chloride ions [J]. Int. J. Electrochem. Sci., 2021, 16: 210513 doi: 10.20964/2021.05.30
6	Luo Z W, Zuo J, Jiang H, et al. Inhibition effect of fluoride ion on corrosion of 304 stainless steel in occluded cell corrosion stage in the presence of chloride ion [J]. Metals, 2021, 11: 350 doi: 10.3390/met11020350
7	Lv Z P, Yang W. Life prediction of structures suffering localized corrosion [J]. Corros. Prot., 1999, (5): 206
7	吕战鹏, 杨武. 局部腐蚀作用下设备的寿命预测 [J]. 腐蚀与防护, 1999, (5): 206
8	Mai X S. Analysis and treatment of stainless steel corrosion defect in ammonia desulfurization absorption tower [J]. Guangxi Elect. Power, 2014, 37(5): 82
8	麦秀树. 氨法脱硫吸收塔内不锈钢腐蚀缺陷分析及处理 [J]. 广西电力, 2014, 37(5): 82
9	Lian Z Y, Luo Z W, Yuan L R, et al. Corrosion investigation of ammonia flue gas desulfurization (Article) [J]. Mater. Perform., 2016, 55: 50
10	Yin Y Y, Liu J F, Miu K X, et al. Effect of SO 4 2 - on corrosion of stainless steel in solutions containing Cl^- [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2022, 42: 34
10	尹阳阳, 刘建峰, 缪克基等. SO 4 2 - 对不锈钢在含Cl^-溶液中腐蚀影响的研究进展 [J]. 中国腐蚀与防护学报, 2022, 42: 34 doi: 10.11902/1005.4537.2020.234
11	Yu C Y, Zuo J, Fu Z H, et al. Optimization of simulated rust layer of 304 stainless steel occluded cell in ammonia desulphurization slurry [J]. Corros. Prot., 2022, 43(8): 28
11	余晨月, 左杰, 付志浩等. 氨法脱硫浆液中304不锈钢闭塞电池模拟锈层的优选 [J]. 腐蚀与防护, 2022, 43(8): 28
12	Liu M N. The influence of surface modification on corrosion behavior of 304 stainless steel in simulated nuclear power environment [D]. Anshan: University of Science and Technology Liaoning, 2020
12	刘梦楠. 表面改性对304不锈钢在模拟核电环境下腐蚀行为影响研究 [D]. 鞍山: 辽宁科技大学, 2020
13	Voigt C, Hubálková J, Ditscherlein L, et al. Characterization of reticulated ceramic foams with mercury intrusion porosimetry and mercury probe atomic force microscopy [J]. Ceram. Int., 2018, 44: 22963 doi: 10.1016/j.ceramint.2018.09.094
14	Li S J, Feng L J, Zhang J. Corrosion research of Quinoline inhibitor for pipeline steel in simulated occluded solution [J]. J. Basic Sci. Eng., 2016, 24: 1025
14	李善建, 冯拉俊, 张静. 喹啉衍生物缓蚀剂对油管钢材在模拟溶液闭塞区中的腐蚀研究 [J]. 应用基础与工程科学学报, 2016, 24: 1025
15	Liu X Y, Zhao Y Z, Zhang H, et al Effect of chloride concentration in a simulated concrete pore solution on metastable pitting of 304 stainless steel [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2021, 41: 195
15	刘欣怡, 赵亚州, 张欢等. 混凝土孔隙液中Cl^-浓度对304不锈钢亚稳态点蚀的影响 [J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41: 195 doi: 10.11902/1005.4537.2020.020
16	Scheffe J R, Francés A, King D M, et al. Atomic layer deposition of iron (III) oxide on zirconia nanoparticles in a fluidized bed reactor using ferrocene and oxygen [J]. Thin Solid Films, 2009, 517: 1874 doi: 10.1016/j.tsf.2008.09.086
17	Jeon B H, Dempsey B A, Burgos W D. Kinetics and mechanisms for reactions of Fe (II) with iron (III) oxides [J]. Environ. Sci. Technol., 2003, 37: 3309 doi: 10.1021/es025900p
18	Salvi A M, Castle J E, Watts J F, et al. Peak fitting of the chromium 2p XPS spectrum [J]. Appl. Surf. Sci., 1995, 90: 333 doi: 10.1016/0169-4332(95)00168-9
19	Lin Y Z. Crevice corrosion of stainless steel in NaCl solution-changes of anolyte and state of Cr (Ⅲ) existing within crevice [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 1985, 5: 9
19	林玉珍. 不锈钢在氯化钠水溶液中的缝隙腐蚀—缝内阳极液的变化和Cr (Ⅲ)存在的形态 [J]. 中国腐蚀与防护学报, 1985, 5: 9

[1]	顾玉慧, 董亮, 宋沁峰. 微型金属氧化物pH电极的制备及腐蚀防护应用进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(5): 971-982.
[2]	毛飞雄, 周羽婷, 姚文清, 沈翔, 肖龙, 李明辉. 基于PDM的304不锈钢钝化膜生长动力学研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(4): 911-921.
[3]	李强, 路程, 唐颖浩, 唐建峰, 刘炳成. 湿气管道积液区X70钢CO₂ 局部腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(4): 837-846.
[4]	刘超, 陈天奇, 李晓刚. 低合金钢中夹杂物诱发局部腐蚀萌生机制的研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(4): 746-754.
[5]	邓成满, 刘喆, 夏大海, 胡文彬. 5083-H111铝合金在模拟动态海水环境中的局部腐蚀机制[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(4): 683-692.
[6]	黄家和, 袁曦, 陈文, 闫文静, 金正宇, 柳海宪, 刘宏芳, 刘宏伟. 温度对CO₂饱和页岩气压裂液环境中N80和TP125V钢腐蚀行为影响研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(2): 251-260.
[7]	毛英畅, 祝钰, 孙圣凯, 秦真波, 夏大海, 胡文彬. 5083铝合金在模拟海洋浪花飞溅区的局部腐蚀行为[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2023, 43(1): 47-54.
[8]	庞涛, 刘静, 黄峰, 李闯, 赵国知, 黄先球, 郑建国, 程鹏. 武汉地铁钢轨在典型隧道环境中的腐蚀现状分析[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2022, 42(5): 798-804.
[9]	赵海洋, 高多龙, 张童, 吕由, 张宇鹏, 张欣欣, 石鑫, 魏晓静, 刘冬梅, 董泽华. 电弧增材制造航空AA2024铝合金的微观结构及其腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2022, 42(4): 621-628.
[10]	陈志坚, 周学杰, 陈昊. 高速列车铆接件中6A01铝合金腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2022, 42(3): 507-512.
[11]	苏娜, 叶梦颖, 李建民, 高荣杰. ZIF-8/TiO₂纳米复合材料的制备及光生阴极保护性能[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2022, 42(2): 267-273.
[12]	郑世恩, 潘应君, 张恒, 柯德庆, 杨岭, 朱星宇. 304不锈钢表面硼化物熔覆层的耐腐蚀性能研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(6): 843-848.
[13]	安易强, 王昕, 崔中雨. 硝酸钝化对304不锈钢在模拟混凝土孔隙液中点蚀的临界Cl^-浓度的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(6): 804-810.
[14]	盖喜鹏, 雷黎, 崔中雨. 304不锈钢在模拟混凝土孔隙液中的点蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(5): 646-652.
[15]	吕祥鸿, 马晓凤, 胡兆伟, 李媛媛, 王晨. T/S-52K直缝钢在不同Cl^-浓度下的腐蚀行为[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(4): 555-559.

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