至德钢业双相不锈钢的抗腐蚀性能分析报告

浙江至德钢业有限公司对双相不锈钢和奥氏体不锈钢的抗点腐蚀/缝隙腐蚀以及耐氯化物应力腐蚀开裂性能进行比较。

一、抗局部腐蚀(点腐蚀/缝隙腐蚀)性能

  不锈钢在氯化物介质中,抗点腐蚀/缝隙腐蚀性能主要取决于铬、钼和氮的含量,可用当量点蚀与腐蚀阻力(PRE)来表示,PRE值(以百分率计)越高,抗点腐蚀能力越强。根据山特维克钢铁公司学术交流资料，其计算式(%计)如下:

 PRE=(Cr)+3.3(Mo)+16(N)

 据此公式和表,可计算出各种不锈钢的PRE值如表。

 由表可看出: 双相不锈钢SAF2304抗点腐蚀能力优于304L, 而与316L相近;SAF2205抗点腐蚀能力更好; SAF2507是双相不锈钢中抗点腐蚀能力最强的。

二、抗应力腐蚀开裂性能

 双相不锈钢具有优良的抗应力腐蚀开裂性能以及较奥氏体不锈钢为高的屈服强度,其原因如下：

 1. 双相不锈钢中第二相的存在对基体中应力腐蚀开裂的裂纹扩展有机械封闭作用。以铁素体相为基体时,奥氏体相对裂纹有阻挡作用,裂纹在铁素体相中发生和发展,遇到奥氏体相时,裂纹尖端或是中断、或是改变方向。反之,以奥氏体相为基体时,铁素体相亦起相同的作用。当两相含量相当,均在50%时,铁素体相或奥氏体相均可阻挡应力腐蚀开裂裂纹的扩展。

 2. 第二相的电化学保护作用。在应力腐蚀开裂裂纹发展过程中,伴随着铁素体相的阳极溶解,奥氏体相从而得到阴极保护,因而裂纹不易穿过奥氏体相,亦即奥氏体相抑制了裂纹的扩展。

 3. 在中性含氯离子介质中,奥氏体不锈钢多系以点蚀为起点,而双相不锈钢由于其成分、组织结构的特点,其耐点蚀性能优于奥氏体不锈钢,点蚀既不易引成,即使一旦形成,由于第二相的屏障作用,又不易扩展成应力集中系数较大的尖角形点蚀坑。正是由于双相不锈钢具有独特的耐氯化物腐蚀性能,近年来在氯碱行业EDC/VCM装置中应用已越来越多。上海天原华胜360kt/aVCM装置中的粗EDC冷凝器管程、尾气冷却器管程、粗EDC冷凝液分离器、循环压缩机分离器、二氧化碳汽提塔、尾气分离器,江苏泰兴(新浦)化学公司200kt/aVCM装置中的循环气分离器、粗EDC冷凝器管程、低压循环气加热器管程,介质均为含氯离子的氯化物,材料均选用SAF2205双相不锈钢,使用情况均较好。

三、结论

  虽然双相不锈钢的板材和管材目前主要还依赖进口,材料价格较高,但双相不锈钢有较高的强度指标,这使其在符合各种设计规范的计算中可取较高的许用应力,从而使在相同的使用条件下,材质采用双相不锈钢时,其壁厚可减小,也降低了设备成本。再者从技术经济综合指标考虑,由于设备材料选用了耐氯化物腐蚀性能较好的双相不锈钢,较碳钢和一般不锈钢装置的使用寿命会成倍增加,从而大大提高了装置的开工率,明显减少了维修费用。相对而言,一次性投资的增加只能算作一个小数。