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钢的耐蚀设计方案以及钢材的耐蚀性能与力学特性

1 耐蚀设计方案
  在原油槽底板用耐蚀钢的开发中,充分考虑了SR242查明的2个腐蚀因子(单质硫和低pH的氯化物溶液)而进行了有效的成分设计。研究表明,腐蚀因子之一的单质硫从COT内的气相部析出于甲板里层,混入淤泥和油膜中而存在于钢材近旁,从而在油膜缺陷部促进了底板的腐蚀。利用电化学试验确认因单质硫和钢材直接接触,显著促进了腐蚀反应。在开发钢的成分设计中,是以能在钢材表面生成稳定保护膜的腐蚀产物,防止单质硫与钢材接触而抑制腐蚀反应的方案为基础进行的。
  另外,通过实船调查查明在底板点蚀内部,存在pH值(为2~4)比外部的pH值(为4~8)更低(即酸性更强)的氯化物溶液。由于低pH值溶液的存在,促进了氢发生反应。在开发钢上利用有效的合金成分抑制了氢的发生反应;  而且在合金元素溶解的条件下能提高点蚀内溶液的pH值,从而可以明显地抑制钢的腐蚀反应。
  即使在上述的腐蚀因子同时作用的场合,开发钢也生成了稳定的保护膜,并获得了pH值的缓和效果,故有效地抑制了钢的腐蚀反应。
  2 实验方法
  以上述COT底板的腐蚀机理为基础,确立了以下试验方法来评价钢的耐蚀性。
  在试验A中,采用混合了特级试剂(纯度≥99.5%)的硫粉的NaCl作为点蚀内部的模拟溶液,根据浸渍试样的腐蚀速度评价了点蚀生长速度。另外,在实船调查中,被认为是淤泥(尘泥)的单质硫的浓度为百分之几。本试验是在将单质硫浓度控制得比实船更高的苛刻环境条件下评价了试样的耐蚀性。
  试验B则是利用低pH值氯化物溶液评价对于腐蚀的耐蚀性。作为试样上的点蚀内部模拟溶液,滴下的是将pH值调整到1.0(即强酸性)的FeCl3+NaCl溶液,保持恒温恒湿(即333K和95%RH-相对湿度),根据试样的腐蚀速度评价了点蚀生长速度。较之实船条件,试验B提高了温度、降低了pH值、促进了腐蚀,从而可以在比实船环境更苛刻的条件下评价钢的耐蚀性。
  3 实验结果
  为了评价对于单质硫的耐蚀性而进行了实验室促进试验A。结果查明,开发钢的点蚀生长速度降至原来钢的1/4。经试验后的开发钢表面形成了比原来钢更致密的腐蚀产物。因前者更能阻止氯离子从环境侧向腐蚀产物的侵入,推测其环境遮断性更高,故能抑制单质硫对钢基体的腐蚀速度。
  如上所述,本开发钢对于单质硫和低pH值(即酸性较强)氯化物溶液两种腐蚀因子的耐蚀性都高,能有效抑制COT底板上点蚀的生长。

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