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(jiu)了(le)能恰當(dang)地反映實(shi)(shi)際設備(bei)腐蝕條件的(de)實(shi)(shi)驗室(shi)的(de)試(shi)驗方法(fa)。因為用硫(liu)(liu)酸浸(jin)泡(pao)試(shi)驗或硫(liu)(liu)酸凝縮(suo)式(shi)裝置(zhi)得到的(de)試(shi)驗結(jie)(jie)果,與實(shi)(shi)際設備(bei)的(de)結(jie)(jie)果是(shi)不(bu)一致的(de)。例如,0.47%Cu-0.48%N:-0.77%Cr鋼(gang)經過實(shi)(shi)際設備(bei)節(jie)氣器(qi)上進行的(de)2712h試(shi)驗,結(jie)(jie)果表明(ming)腐蝕量是(shi)碳素鋼(gang)的(de)1/3,耐蝕性相當(dang)好;可是(shi)用70%~80% 硫(liu)(liu)酸在100~140℃的(de)硫(liu)(liu)酸浸(jin)泡(pao)試(shi)驗和碳素鋼(gang)沒有顯著差(cha)別,還不(bu)能說同樣的(de)鋼(gang)在硫(liu)(liu)酸凝縮(suo)式(shi)裝置(zhi)上的(de)結(jie)(jie)果一定好。


 小若等所考慮的(de)(de)在(zai)硫(liu)酸(suan)(suan)中(zhong)混入(ru)活性(xing)炭(tan)進行試驗的(de)(de)方法,是根據在(zai)鍋爐低溫部(bu)的(de)(de)金屬表面上附(fu)著了大量的(de)(de)未燃燒炭(tan),這些(xie)炭(tan)和活性(xing)炭(tan)同(tong)樣能起(qi)氧化催(cui)化作用(yong)。用(yong)每3.3mL硫(liu)酸(suan)(suan)加(jia)入(ru)1g活性(xing)炭(tan)的(de)(de)80%或者85%硫(liu)酸(suan)(suan),在(zai)110℃進行碳素鋼及含(han)有(you)Cu-Cr-Ni系的(de)(de)數種低合(he)金鋼的(de)(de)浸泡(pao)試驗,其耐蝕性(xing)的(de)(de)相對比率和在(zai)實際設備上的(de)(de)結(jie)果(guo)相當一致。


 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(guan)于在(zai)(zai)較高溫硫(liu)酸露點腐蝕(shi)(shi)環(huan)境(jing)(jing)下的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)腐蝕(shi)(shi)特性的(de)(de)詳(xiang)細研(yan)(yan)究,上述小(xiao)若等所進行的(de)(de)研(yan)(yan)究是最早而且是惟一的(de)(de)研(yan)(yan)究。結(jie)果自已完成,非常具有(you)說服力。但是,在(zai)(zai)鈍化有(you)利的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)中,為(wei)什么(me)不(bu)銹鋼的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性不(bu)一定(ding)好,卻一直沒有(you)答(da)案。


 以(yi)后(hou),這種研究完全(quan)沒有,尚(shang)未提(ti)出不(bu)同見解。