C-276合金在溴化丁基橡胶混合系统中腐蚀规律的研究.pdf

1、C-276 合金在溴化丁基橡胶环境下腐蚀规律的研究合金在溴化丁基橡胶环境下腐蚀规律的研究摘要C-276 哈氏合金在能源、环境工程、石油天然气、烟气脱硫等领域得到广泛的应用，但在溴化丁基橡胶中的腐蚀很严重，严重制约了生产，因此开展这方面的研究非常有意义。通过溴环境下腐蚀规律的研究，不但能够为国民经济各部门设计选材和制定环境腐蚀防护标准提供科学依据，同时，对于减少溴腐蚀造成的经济损失也具有重要意义。本文通过挂片失重法对 C-276 哈氏合金在含溴己烷胶液中的腐蚀规律研究，得出：（1）水的影响，C-276 腐蚀速率随水浓度的增大先增大，之后增大的速度减少，最后趋于稳定，波动较小。可能原因：水与液溴反

2、应生成的次溴酸，次溴酸有强氧化行，浓度越高而导致 C-276 哈氏合金的腐蚀速率加快。（2）液溴的影响，C-276 哈氏合金的腐蚀速率随着液溴浓度的增加是先增加，然后约有微小的减少可忽略，后趋于平衡。可能原因：液溴浓度越高产生次溴酸浓度越高，腐蚀也越严重。（3）溴化氢的影响，C-276 哈氏合金的腐蚀速率随 HBr 浓度增加先减小，后又逐渐增大。可能原因：HBr 浓度变化，改变了钝化区域。（4）温度的影响，C-276 哈氏合金的腐蚀速率随温度的升高，刚开始急剧增大，后来达到最大，之后趋于稳定。可能原因：温度的升高，会使得溶液 PH 值减小，加腐蚀溶液的对流和扩撒增加，导致腐蚀加剧。（5）转速的

3、影响，随着转速的增大，腐蚀速率也随着增大。可能原因：随着转速的增加，液体对该金属的切应力增大，导致表面的保护膜遭到破坏，从而腐蚀速率加快。关键词关键词：C-276 合金；挂片失重法；溴环境；腐蚀速率；腐蚀规律Research C-276 alloy corrosion under the law ofbrominated butyl rubber environmentAbstractHastelloy C-276 in the energy,environmental engineering,oil and gas,flue gasdesulfurization and other fiel

4、ds has been widely used,but in the brominated butyl rubbercorrosion is very serious,severely restricted the production,and therefore to carry outresearch in this area is very meaningful.By studying the corrosion under the law of bromineenvironment,not only to the design of the various departments of

5、 the national economy andthe development of environmental selection criteria to provide a scientific basis for corrosionprotection,while reducing the economic losses caused by corrosion of bromine is alsoimportant.Man coupon weight loss method through the study of corrosion rule Hastelloy C-276glue

6、containing bromine in hexane,draw:(1)Effect of water,C-276 corrosion rate increaseswith the water concentration increases first after increasing the speed decrease,and finallystabilized fluctuation.Possible causes:water reacts with liquid bromine hypobromous acid,hypobromous strong oxidizing line,re

7、sulting in higher concentrations of the corrosion rate ofHastelloy C-276 accelerated.(2)Effect of liquid bromine,C-276,Hastelloy corrosion ratewith increasing liquid bromine concentration is increased first,and then about a slightdecrease can be ignored,after leveling.Possible Cause:The higher the c

8、oncentration of liquidbromine generated hypobromous higher the concentration,the more severe corrosion.(3)Effect of hydrogen bromide,C-276,Hastelloy the corrosion rate increases with theconcentration of HBr first decreases and then increases.Possible Cause:HBr concentrationchanges,changing the passi

9、vation region.(4)the effect of temperature,the corrosion rate ofHastelloy C-276 increases with the temperature,a sharp increase in the beginning,then themaximum,and then stabilized.Possible causes:temperature rise,so that the PH value isreduced,increasing the convection and expanding spreading plus

10、etching solution,resulting inincreased corrosion.(5)the impact of the rotational speed,as the speed increases,thecorrosion rate is also increased with.Possible reasons:As the speed increases,the shear stressof the liquid metal is increased,resulting in destruction of the surface of the protective fi

11、lm,thereby accelerating the corrosion rate.Keywords：C-276 alloy；Coupon weight loss method；Bromine environment；Corrosionrate；Corrosion Law目录第 1 章前言.11.1 C-276 应用现状及腐蚀影响因素.11.1.1 C-276 简介及应用现状.11.1.2 C-276 腐蚀影响因素.31.2 溴环境下的腐蚀.41.2.1 溴环境下的腐蚀类型.41.2.2 溴环境下的的腐蚀.71.2.3 溴化丁基橡胶的腐蚀环境及现状.81.3 国内外研究内容.91.4 本文研

12、究内容.10第 2 章 试验方法及原理.112.1 腐蚀速率的测量方法.112.1.1 重量指标.112.1.2 深度指标.112.3.1 XRD 原理.122.3.2 SEM 原理.12第 3 章 哈氏合金在溴离子作用下腐蚀规律的研究.133.1 实验原理.133.2 实验器材及材料.133.2 挂片失重法的实验步骤.133.3 数据的处理及分析.153.3.1 不同OH2浓度变化下 C-276 的腐蚀规律.153.3.2 不同液溴浓度变化下 C-276 的腐蚀规律.193.3.3 不同 HBr 浓度变化下 C-276 的腐蚀规律.233.3.4 不同温度变化下 C-276 的腐蚀规律.25

13、3.3.5 不同转速变化下 C-276 的腐蚀规律.293.4 腐蚀产物的分析.313.5 小结.32第 4 章总结.34致谢.35参考文献.36第 1 章前言1第 1 章前言腐蚀是自然界的一种常见现象，因腐蚀造成的财经损失是非常巨大的。按国际通常统计方法计算，我国每年因腐蚀导致的经济损失近万亿元，仅腐蚀造成的经济损失就达到 3%4%GDP。再者腐蚀也污染咱们的生存境况，由于腐蚀引发的灾难性问题逐年曾多，尤其是近几年出现在石油石化行业的腐蚀甚为严重。本文主要以燕山石化溴化丁基装备中的溴胶混合系统为研究对象。溴化丁基橡胶腐蚀环境是通过模拟得到，是 HBr、正己烷和液溴按照一定比例放入溴胶混合器中

14、搅拌、反应而形成的。C-276 合金放入模拟环境中腐蚀，过程中产生的溴离子能够轻易的吸附在金属表面，从而轻易地破坏材料表面的保护层或钝化膜，具有很强的腐蚀性。生产溴化丁基橡胶的材料是富含 Ni、Cr、Mo 的 C-276 哈氏合金，具有很好的耐全面腐蚀和孔蚀的性能，但在溴离子的作用下，不到一个月 C-276 合金就会发生腐蚀穿孔。1.1 C-276 应用现状及腐蚀影响因素应用现状及腐蚀影响因素1.1.1 C-276 简介及应用现状C-276 是主要含 Ni、Cr、Mo 元素，少量含有 Fe、C、W、Si 元素的固溶体合金，哈氏合金 C 系列的成分如表 1.11。因高含有 Ni、Cr、Mo 元素

15、，Ni 作为主要元素，其他各种金属元素与 Ni 有较好的兼容性。因此，C-276 在中性还原性介质和碱性介质中耐蚀性得到提高，热稳定性与制造性得到改善，改进耐氯化物的应力腐蚀开裂；为了改进氧化性腐蚀环境中耐蚀性，可提高 Cr 的含量，从而提高耐局部腐蚀性；Mo 改进还原性腐蚀介质中耐蚀性，提高耐局部腐蚀和氯化物应力腐蚀开裂性能，可固溶强,所以 C-276合金的性能具有在还原性和氧化性环境中的耐蚀性能。第 1 章前言2表 1-1 Hastelloy C 系列化学成分典型值（wt）Table 1-1 Hastelloy C Series Typical chemical composition(w

16、t%)合金牌号CSiNiCrMoFeWNbCuHastelloy C0.08*0.10*5515.31654Hastelloy C-2760.01*0.08*5715.51663.9Hastelloy C-40.01*0.08*6616162Hastelloy C-220.01*0.08*5921.513.62.53.1Hastelloy C-2000.01*0.08*574231611.6Hayness 6250.01*0.50*6222933.6Nicrofer5923hMO0.01*0.10*5923161Incone lalloy6860.01*0.08*5820.516.313.9*最多由于在还原性和氧化性环境中有好的耐蚀性能2，C-276 哈氏合金在很多行业得到广泛的应用，如精细化工行业（JBG，醋酸 K 酐，B9I，丙烯酸等）；环境工程行业（89，污水处理）；石油化工；板式换热器行业等。研究表明3：国外 C-276 合金在很多行业已经得到广泛应用，而国内仍处于试验研究阶段，如制药行业等。该合金在低 pH 值、高卤化合物、氧化性介质中有很好的孔蚀和抗缝隙腐蚀的能力，并可完全