石油化工机械装置所用2205双相不锈钢材料的点腐蚀试验,是制造工艺中关系到材料物理-化学性能的重要试验,进行这样的试验存在相应的试验技术问题:
(a)材料的点腐蚀试验,国标GB和美国ASTM标准都分别存在酸度、温度不同等差异。如何解决和处理这些矛盾需要做大量的方法试验。双相钢的点蚀试验是以三氯化铁+盐酸的混合溶液为特征,其中氯离子的腐蚀作用直接影响着测试结果(氯离子浓度引起的影响)。
(b)双相不锈钢是一种以奥氏体+铁素体相系的不锈钢材料,采用点蚀方法试验对材料的表面状况具有特殊的要求,这些同样影响测试结果的准确性(双相钢表面状态的影响)。2205材料试验包含着板材、管材、焊材、锻件及板材+焊材、管材+焊材、锻件+焊材等不同相关材料的耐蚀性能的试验,不同材料测试操作各异,需要分别采取不同的操作方法来进行试验(不同的型材操作各异)。
1、调研
a)2205属奥氏体铁素体不锈钢,通常叫做双相不锈钢,具有优良的耐腐蚀性能(表1);
b)根据工艺指定的溶液对其进行理论计算pH<1.0,而文献介绍点蚀试验溶液pH值在1.0~1.5之间为宜;
c)样品表面的粗糙度o Ra1.2,其表面形成均匀的、没有被破坏的钝化膜。钝化膜的形成采用化学法可以实现。
2、试验
2.1、试验1:试样的酸洗钝化试验
a)硝酸煮沸试验。试样经65%硝酸煮沸30min或更短的时间,可以在材料的表面形成致密的钝化膜。
b)硝酸_氢氟酸试验。试样经(25 + 3 + 72 )硝酸+氢氟酸+水的溶液浸泡25min后形成致密的钝化膜,从使用的角度将配比修正为8+1+24。
上述的两种化学钝化方法,前者适合于母材,而后者适合于焊接后的熔敷金属及焊缝。
2.2、试验2:水中溶解氧去除试验
一般常使用蒸馏水,试验表明水中的溶解氧在盐酸介质中增大了试样的腐蚀率。
2.3、试验3:酸度的控制
用不同的酸度试验,试验分别采取不同的pH值,并用化学测试方法测量溶液的Fe+浓度及pH值,然后再以化学方法调节溶液的pH值。
2.4、试验4:不同温度及时间对腐蚀率的影响
实验表明,腐蚀率随温度升高和时间增加而增大。
2.5、试验5:表面粗糙度对腐蚀率的影响
试样的表面粗糙度对腐蚀率存在着非常明显的影响,Ra值与腐蚀率成正比。试验结果列于表2。
3、点腐蚀量化试验的方法
根据条件试验结论确定了相应的点腐蚀量化试验工艺方法,具有操作简单、便于应用等优点。
方法如下:
试样以不同的研磨砂及研磨方式研磨直至#240水磨完毕。以清洗剂清除油脂,并经清水冲洗后,在乙醇中浸泡5min之后再以清水冲洗,取出。
放入带有冷凝器的烧瓶内,以试样经(25+3+72)硝酸+氢氟酸+水的溶液浸泡25min后,再以.(65%)HNO3溶液煮沸1h,取出。以清水冲洗直至pH=7。
然后,再在乙醇中浸泡5min后,取出。以电热烘箱烘干,移至干燥器中冷却至室温,恒重、称量,记取质量m1 (准至0. 0001g)。
将试样放置在盛有(6%)FeCl3溶液(CHc=0.10mol/L),并已在水浴中预热至40C的烧瓶中,恒温40C,24h后取出。以清水冲洗试样直至无Fe+3后,在乙醇中浸泡5min,以电热烘箱烘干,移至干燥器中冷却至室温,恒重、称量,记取质量m2(准至0.0001g)。
4、注意事项
(a)样品的烘干过程应严格,从电热烘箱内取出后放入干燥器中待冷却至室温再称量,应反复称量两次,操作者应戴汗巾手套;
(b)配制试验溶液待完全溶解后,应检查溶液的pH值,理论计算控制在pH=1.3;
(c)试样的预处理需注意其表面粗糙度,做标识时应铺垫一软质橡胶皮以防止试样表面碰伤。
5、结束语
通过条件试验确定了腐蚀量化试验的方法,使得2205材料的点腐蚀试验符合材料的基本特性,避免了反复试验而不能用数据量化的情况,特别是焊接材料及熔敷金属的试验,使得此方法具有良好的通用性。
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