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不锈钢与气体的反应

2020-10-21 08:39:29   来源:富宝资讯   打印

  氢腐蚀现象可能出现于氨合成,氢脱硫氢化反应和石油精炼装置中。碳钢不适合用于232℃以上的高压氢气装置。氢能扩散到钢里面,并在晶界处或珠光体地带和碳化铁反应而产生甲烷,甲烷(气体)不能扩散到钢外边而集合一起,在金属中产生白点和裂纹或其中之一。为了防止产生甲烷,渗碳体必须置换成稳定的碳化物,钢中必须加入铬、钒、钛或钻。

  有资料指出,提高铬含量允许更高的使用温度和氢分压力在这些钢中形成碳化铬,并且它遇到氢是稳定的。在恶劣的使用条件(温度高于593℃)下,含铬量大于12%的铬钢和奥氏体不锈钢在已知的一切应用中都是耐腐蚀力的。

  大多数金属和合金在高温下分子氮是不起反应的,但原子氮能和许多钢起反应。并渗透到钢内而形成脆的氮化物表面层。铁、铝、钛、铬和其他合金元素可能参与这些反应。原子氮的主要来源是氨的分解。氨转化器、制氨厂生产加热器及在371℃~593℃,一个大气压~10.5Kg/mm2下氮化炉操作的都有氨的分解。在这些气氛中,低铬钢中出现碳化铬。它可能受到原子氮的腐蚀而产生氮化铬,并释放出碳与氢作用生成甲烷,正如上面所讲,这时可能生成白点和裂纹,或其中之一。但是铬含量超过12%,则这些钢中的碳化物比氮化铬更稳定,因此前面的反应不会出现,所以不锈钢现在使用于热氨的高温环境。

  不锈钢在氨中的状态决定于温度,压力,气体浓度及铬镍的含量。现场实验结果表明铁素体或马氏体不锈钢的腐蚀率(蚀变金属深度或渗碳深度)比奥氏体不锈钢高,后者含镍量越高耐蚀性越好。随着含量增加腐蚀速度增加。

  奥氏体不锈钢在高温卤蒸气中,腐蚀很严重,氟比氯的腐蚀作用更大。对高Ni-Cr不锈钢而言,在干燥气体中使用温度上限,氟为249℃,氯为316℃。

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