奥氏体不锈钢仪表管酸洗钝化工艺研究.pdf
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1、+.腐蚀防护-1622023年第2 6 卷石油和化工设备奥氏体不锈钢仪表管酸洗钝化工艺研究吕建伟张伟刚张国庆刘鸿雁(海洋石油工程股份有限公司天津30 0 452)摘要为了验证不同酸洗钝化工艺对奥氏体不锈钢仪表管耐腐蚀性的影响,对不锈钢仪表管进行5种酸洗钝化工艺处理,并分别用ASTMG48E、A ST MG 48 A 和ASTMG150进行腐蚀测试,确定最优酸洗钝化方案。关键词】奥氏体不锈钢仪表管酸洗钝化临界点腐蚀实验1前言海洋工程设施上仪表管主要用于气动信号/气源连接/液压控制/测量取样/小流量流通输送等用途。仪表管常用材料为奥氏体不锈钢,主要有304/316/317/904/6Mo等材质。不
2、锈钢的耐腐蚀主要原理是材料在空气中氧化形成了一层钝化膜从而起到防腐防锈的作用 。由于这种钝化膜的缺陷或不完整,在海洋等强腐蚀环境中仍然会发生腐蚀。因此,海洋平台上的不锈钢仪表管在服役前可以采用酸洗钝化等方法进一步增强其耐腐蚀性能 2 。在酸洗钝化过程中形成的富铬钝化膜能够大大提高不锈钢表面的电位和稳定性,使不锈钢的耐腐蚀性能大大提高 3。不锈钢酸洗钝化根据工艺和操作的不同有多种方法,主要包括浸渍法、涂刷法、膏剂法、喷淋法和电化学法 4。根据仪表管的尺寸小和长度较长的特点,最为适合的工艺为酸液浸渍法。2试验过程2.1实验目的为了验证奥氏体不锈钢经不同酸洗钝化工艺处理后的耐腐蚀性能,选取了5种酸洗
3、钝化工艺,对316 L和317 L两种材质的仪表管的钝化处理,通过ASTMG48A、A ST MG 48 E和ASTMG150三种腐蚀评价方法,确定最优钝化方案。2.2腐蚀评价方法常用的不锈钢耐腐蚀性能评价的检验标准有ASTMG48,其中给出了用于不锈钢及相关合金的基于氯化铁溶液的7 种腐蚀测试方法,以及ASTMG150给出了基于电化学测试原理的不锈钢及相关合金的临界点蚀温度测定方法。ASTMG48中A法:三氯化铁麻点腐蚀试验ASTMG48中E法:不锈钢的临界麻点腐蚀温度试验ASTMG150:不锈钢电化学临界点蚀温度试验2.3实验过程具体酸洗钝化实验方案如下:工艺一参数:2 5%硝酸,室温,3
4、0 分钟;工艺二参数:2 5%硝酸,55,30 分钟;工艺三参数:2 5%硝酸,55,6 0 分钟;工艺四参数:440%硝酸,55,6 0 分钟;工艺五参数:2 5%硝酸+1%氢氟酸,55,30分钟;选取316 L材质(实验室编号1)、317 L材质(实验室编号2)的待测样品仪表管,在样品仪表管上截取5组,每组10 个长度为2 5毫米的管段试样。对试样端部进行金相抛光处理以降低锐利边缘发生缝隙腐蚀等不稳定因素的影响。对5组(每组10 件)样品分别应用5种酸洗方案进行钝化处理,清洗干燥后分别进行ASTMG48E,A ST MG48A和ASTMG150点腐蚀性能测试。作者简介:吕建伟(198 2-
5、),女,河北省黄骅市人,高级工程师,硕士,主要研究方向是工程防腐设计。163-吕建伟等奥氏体不锈钢仪表管酸洗钝化工艺研究第9 期图1抛光完的样品2.3试验结果2.3.1ASTMG48E对比测试结果WaterBath图2 酸洗钝化WaterBath图3临界点腐蚀测试表2316L仪表管ASTMG48E测试结果序号测试条件钝化工艺1钝化工艺2钝化工艺3钝化工艺4钝化工艺5125/2 4h发生点蚀/发生点蚀222/2 4h发生点蚀发生点蚀发生点蚀321/2 4h/端部点蚀发生点蚀发生点蚀420/2 4h发生点蚀无点蚀发生点蚀1件点蚀/1件无点蚀518/2 4h发生点蚀发生点蚀无点蚀无点蚀无点蚀616/
6、2 4h发生点蚀发生点蚀无点蚀无点蚀无点蚀715/2 4h发生点蚀无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀临界点蚀温度1516202020分析316 L试样经过5种钝化工艺处理后进行ASTMG48E腐蚀测试的结果,可以得出:工艺1钝化处理的试样在低于15情况下即出现点蚀;工艺2 钝化处理的试样在15 16 之间出现点蚀;工艺3钝化处理的试样在2 1开始出现点蚀;工艺4钝化处理的试样在18 2 0 之间开始出现点蚀;工艺5的试样在2 0 2 1之间开始出现点蚀;表3317L试样ASTMG48E测试结果序号测试条件钝化工艺1钝化工艺2钝化工艺3钝化工艺4钝化工艺5135/2 4h/发生点蚀/发生点蚀232/2 4
7、h端部轻微点蚀/发生点蚀330/2 4h发生点蚀发生点蚀无点蚀发生点蚀无点蚀425/2 4h无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀520/2 4h无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀615/2 4h无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀无点蚀临界点蚀温度3030303030分析317 L试样经过5种钝化工艺处理后进行ASTMG48E腐蚀测试的结果,可以得出:工艺1钝化处理的试样在30 出现点蚀;工艺2 钝化处理的试样在30 出现点蚀;工艺3钝化处理的试样在30 未发生点蚀,在32端部发生轻微点蚀;工艺4钝化处理的试样在30 出现点蚀。工艺5钝化处理的试样在30 未发生点蚀,在.164-2023年第2 6 卷腐蚀防腐石油和
8、化工设备32出现点蚀。从表2 和表3数据分析得出,317 L的耐蚀性要优于316 L。同时无论是316 L试样还是317 L试样,钝化工艺3和钝化工艺5测得的临界点蚀温度要高于其它钝化工艺,钝化工艺3和钝化工艺5为较优方案。2.3.2ASTMG48A法对比测试结果ASTMG48中腐蚀测试A法推荐了2 个测试温度,分别为2 2 和50。先以较为苛刻的50 进行测试。316L管试样5组10 支(壁厚1.7 毫米),317 L管试样5组10 支(壁厚1.3毫米),分别浸泡在50 测试液中,浸泡2 4h。清洗和清理后测试质量损失,得到数据如下:表4ASTMG48A法50 测试数据材料钝化工艺测试温度浸
9、蚀周期h面积mm试验前重量g试验后重量g失重g腐蚀速率g/m316L工艺15024184011.415311.33590.079443.15316L工艺15024182011.293211.22430.068937.86316L工艺25024182011.330611.22240.108259.45316L工艺25024182011.358711.27530.083445.82316L工艺35024181011.327211.21720.1160.77316L工艺35024181011.28911.18560.103457.13316L工艺45024182011.321411.25150.06
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