碳钢及其与不锈钢焊件在高温LiBr溶液中腐蚀与防护的研究

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溴化锂吸收式热泵具有热效率高、能耗低以及环境友好等优点,近年来得到广泛的应用。但溴化锂作为强腐蚀性介质,在高温高浓度下会引起严重的腐蚀问题。这制约了溴化锂吸收式热泵技术的发展,已引起人们的重视。本文针对高温吸收式热泵中碳钢及其与不锈钢焊件的材料腐蚀及防护技术进行了研究。采用电化学测试技术,在常温常压下对重铬酸钾溶液钝化碳钢的行为进行了研究,并在55%的溴化锂溶液中对其钝化效果进行了评价,结果表明,不同浓度的重铬酸钾溶液钝化效果不同,采用浓度为15~30g/L的重铬酸钾溶液钝化时钝化效果最好。而且向15~30g/L的重铬酸钾溶液中加入4g/L的硝酸可以提高重铬酸钾溶液的钝化效果,但实验表明,硝酸最佳加入量与重铬酸钾溶液的浓度有关。采用化学浸泡实验、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等检测技术,对碳钢在高温溴化锂溶液中的腐蚀机理进行研究,并考察了碳钢在含有二氧化硅的高温溴化锂溶液中的腐蚀情况,以及钝化后的碳钢在该溶液中的腐蚀情况,结果表明,碳钢在高温溴化锂溶液中的发生的腐蚀为全面腐蚀,而在含有二氧化硅的高温溴化锂溶液中,其表面发生的腐蚀也为全面腐蚀,而通过重铬酸钾溶液钝化的方式可以在碳钢表面生成含有铬铁矿晶体(FeCr2O4)的膜层,抑制碳钢表面的均匀腐蚀,并在碳钢表面形成了一层不完整的Fe3Si膜层。。而通过改善钝化液的钝化效果可以强化试样的抗腐蚀性。采用化学浸泡实验、扫描电镜、X射线衍射等检测技术对碳钢与不锈钢焊件在高温溴化锂溶液中的腐蚀特性。实验采用了十五种不同的缓蚀剂和成膜剂组合方式对碳钢与不锈钢焊件腐蚀抑制性能进行了考察。结果表明,单独使用缓蚀剂和单独使用成膜剂都不能完全抑制焊件的腐蚀,而缓蚀剂和成膜剂复合作用能够有效地抑制腐蚀。在缓蚀剂和成膜剂复合使用时,缓蚀剂钼酸钠的浓度不低于0.3g/L,成膜剂二氧化硅的浓度不高于0.7g/L。实验中设计了高温高压电化学测试系统,为高温电化学测试提供了稳定的工作平台。
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