奥氏体不锈钢在含氯离子循环冷却水体系中的应用腐蚀研究

【摘要】本论文采用慢应变速率法、恒变形原位电化学测试以及表面分析技术,对奥氏体不锈钢在含氯离子循环冷却水体系中的应力腐蚀进行了系统的研究。探讨了应变和氯离子浓度对应力腐蚀的影响,评价了三种水处理剂在模拟低、中、高硬度循环冷却水中对奥氏体不锈钢应力腐蚀的抑制作用。本研究可为工业污水回用技术的推广应用提供依据。采用慢应变速率法研究了奥氏体不锈钢在NaCl溶液,低、中、高硬度模拟循环冷却水中的应力腐蚀敏感性。应力应变曲线和断口形貌表明：304不锈钢在NaCl溶液中60℃C时发生应力腐蚀的临界氯离子浓度范围是60mg·L-1～90mg·L-1。当Cl-浓度大于90mg·L-1时,断口表面出现二次裂纹,发生应力腐蚀破裂；当Cl-浓度小于60mg·L-1时,断面没有出现二次裂纹,不发生应力腐蚀破裂；在60℃低硬度循环冷却水中,304奥氏体不锈钢发生应力腐蚀的临界氯离子浓度范围为300mg·L-1～600mg·L-1,大于600mg·L-1时304不锈钢在低硬模拟循环冷却水中存在发生应力腐蚀破裂的倾向；在60℃C中硬度循环冷却水中,304奥氏体不锈钢发生应力腐蚀的临界氯离子浓度范围是600mg·L-1～800mg·L-1,大于800mg·L-1时304不锈钢在中硬模拟循环冷却水中存在发生应力腐蚀破裂的倾向；在60℃高硬度循环冷却水中,304奥氏体不锈钢应力腐蚀敏感性显著增大的Cl-浓度约为710mg·L-1～1000mg·L-1,大于1000mg·L-1时304不锈钢在高硬模拟循环冷却水中存在应力腐蚀破裂倾向,可见模拟循环水的硬度对奥氏体不锈钢应力腐蚀临界氯离子浓度会产生明显的影响。采用自行设计的恒变形原位电化学测试装置,研究了应变和氯离子浓度对钝化膜破裂电位的影响。钝化膜破裂电位是研究不锈钢应力腐蚀的一个重要参数。本研究提出了应变对钝化膜破裂电位的影响因子fε,通过fε的变化可以定量研究应变对应力腐蚀钝化膜破裂电位的影响。通过与慢拉伸试验结果的对照,恒变形原位电化学测试是一种便捷、可靠的测试应力腐蚀临界条件的新方法。采用慢拉伸速率法和恒变形原位电化学测试以及表面分析技术,评价了Rp-98H、Rp-51、Rp-04L等三种水处理剂在低、中、高硬度循环冷却水中对奥氏体不锈钢应力腐蚀的抑制作用。结果表明：Rp-98H在低硬度循环冷却水中抑制应力腐蚀的作用不明显；Rp-51、Rp-04L在中、高硬度循环冷却水中起到了显著的抑制奥氏体发生氯离子应力腐蚀破裂的作用,使得奥氏体不锈钢发生应力腐蚀的临界氯离子浓度提高了近一倍采用模拟闭塞电池法研究了奥氏体不锈钢在含氯离子体系中局部腐蚀闭塞区内的离子迁移及化学状态,研究了闭塞区内溶液的pH值、氯离子迁移和富集等化学状态变化及氯离子的浓集及对应力腐蚀的影响。结果表明：由于局部腐蚀闭塞区内氯离子的浓集作用,环境中很低的氯离子浓度有可能导致304不锈钢的应力腐蚀破裂。
【作者】吕国诚；
【导师】许淳淳；
【作者基本信息】北京化工大学，材料物理与化学，2008，博士
【关键词】循环冷却水；奥氏体不锈钢；应力腐蚀；应变；氯离子浓度；

【参考文献】
[1]郭建军.夏甸金矿矿柱及围岩稳定性分析与应用[D].山东科技大学,2005.
[2]聂正雅.维·萨·托卡列娃的小说《幸福鸟》的翻译报告[D].北京外国语大学,俄语翻译,2014,硕士.
[3]叶欣露.高维量子纠缠态的制备及其在量子通信中的应用[D].华侨大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[4]高颖.知识经济与人的全面发展[D].延安大学,马克思主义哲学,2014,硕士.
[5]袁林.杏树岗北部扶杨油层砂体发育特征与含油富集规律[D].浙江大学,地质学,2012,硕士.
[6]陶磊.高中生高等教育需求实证研究[D].华中师范大学,教育管理,2012,硕士.
[7]李霖.国内混凝土机械行业的国际收购策略研究[D].上海外国语大学,工商管理,2013,硕士.
[8]王利华.基于SCM的施工总承包企业应急预案启动策略研究[D].西安建筑科技大学,土木工程建造与管理,2013,硕士.
[9]刘爽.我国法律教育职业化导向研究[D].首都师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[10]梁英.应用生物力学方法探讨颈椎弓弦距与颈椎病转归相关因素的研究[D].山西医科大学,中西医结合,2003,硕士.
[11]何为.上市国有企业融资结构研究[D].吉林大学,金融（专业学位）,2013,硕士.
[12]刘子赫.基于GPU的网络流量特征提取并行算法设计与实现[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2014,硕士.
[13]王友慈.数据仓库技术的研究及其在校园信息港中的应用[D].中南大学,2003.
[14]王振威.碳基光催化材料的合成与表征[D].淮北师范大学,2014.
[15]姜燕坡.应用于高速列车的多层复合材料声学性能研究[D].吉林大学,声学,2013,硕士.
[16]韩夏.濒危植物太行菊属谱系地理学研究[D].山西师范大学,植物学,2013,硕士.
[17]吴志琳.多周期换热网络的算法研究及其与太阳能热能的整合利用[D].华中科技大学,工程热物理,2012,硕士.
[18]牟鹏飞.论国际法上民族自决权的适用范围与限制[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[19]丁亚丽.我国企业知识型员工激励对策研究[D].陕西科技大学,企业管理,2013,硕士.
[20]周烨,董建狄,应楚楚,唐军军,李浩,陈庆章.局域网环境下无线替代有线的可能性研究[J].科技创新导报,2012,24:53+55.
[21]鲁正国.安鼎公司电动工具研发项目风险管理研究[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[22]邱燕琴.惠州移动高价值客户满意度的提升研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[23]吴玉梅.认知策略及其在阅读中的应用研究[D].西北师范大学,教育,2003,硕士.
[24]刘富英.经济转型升级过程中我国对外贸易战略的选择[D].山西财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[25]韩涛.喀什地区城乡学校阳光体育运动开展现状的比较研究[D].新疆师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[26]任久生.化学辅助去核方法对牛卵母细胞MAPK活性及母源基因c-mos表达水平的影响[D].吉林大学,动物遗传育种与繁殖,2013,硕士.
[27]曹俊松.智猪博弈视角下图书跟风出版现象研究[D].安徽大学,出版学,2014,硕士.
[28]刘聪聪.小波神经网络算法及其在交通流宏观动态特性中的应用[D].重庆大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[29]傅若农.固相微萃取(SPME)近几年的发展[J].分析试验室,2015,05:602-620.
[30]赵婷.三种预成镍钛方丝在不同矫治系统中对牙弓形态的影响[D].华中科技大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[31]王秀珍.水稻生物物理与生物化学参数的光谱遥感估算模型研究[D].浙江大学,2001.
[32]薛晖.我国营利性养老机构监管法律制度研究[D].西南大学,民商法学,2014,硕士.
[33]李红霞.远洋渔船余热制冷系统仿真优化[D].大连海洋大学,农业机械化工程,2014,硕士.
[34]冯兆美.基于互信息的医学图像非刚性配准研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),光学工程（专业学位）,2013,硕士.
[35]司惠楠,王晓燕,孙莉薇,田涛.石墨烯复合材料的制备和改性[J].宁波化工,2012,03:12-15.
[36]成兆侃.RHIC低能扫描能区正反粒子椭圆流的模拟研究[D].哈尔滨工业大学,粒子物理与原子核物理,2014,硕士.
[37]张小亮.钙离子有机—矿质复合体对三氯乙烯的吸附实验研究[D].中国地质大学（北京）,地下水科学与工程,2013,硕士.
[38]谢林垚.浅析“富二代”群体现象的成因与应对[J].才智,2015,12:336.
[39]龙新宪,王艳红,刘洪彦.不同生态型东南景天对土壤中Cd的生长反应及吸收积累的差异性[J].植物生态学报,2008,01:168-175.
[40]王洪群.两种目标图像特征检测与应用[D].华中科技大学,2006.
[41]朱雅娜.活血化瘀通络中药合方及拆方对糖尿病脂肪肝大鼠的治疗作用及对SOCS-3和SREBP-1c的影响[D].河北医科大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[42]郭景峰,米浦波,刘国华.基于决策树的数据遗失值填充方法的研究[J].计算机工程与科学,2002,05:8-10.
[43]史灿灿.我国房屋承租人优先购买权制度的重构[D].苏州大学,民商法,2014,硕士.
[44]朱春辉.Ca_3Co_4O_9和SrTiO_3薄膜热电性能的离子注入改性研究[D].河北师范大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[45]顾桂颖.多发性骨髓瘤与HBV感染的相关性研究[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[46]张宇平.基于DMAIC方法的YCG物流公司流程优化研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]朱明兰.两种甘薯病毒外壳蛋白基因表达载体的构建及农杆菌介导甘薯遗传转化[D].广东海洋大学,植物病理学,2013,硕士.
[48]顿毅杰.事务间关联规则的有效挖掘[D].兰州理工大学,2005.
[49]石智超.高一学生数学学习现状及对策研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[50]何志波.WM公司绩效管理体系改进研究[D].北京化工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.