论文摘要
含有S02、S03、NOx、HCl、H2S、H20等的酸性蒸气冷凝至露点温度以下生成酸性液体对材料造成的腐蚀称为露点腐蚀。本文以实现露点腐蚀的原位电化学测试为目的,组建了一套新型露点腐蚀模拟装置,分别利用两电极和三电极体系实现了露点腐蚀环境下的电化学阻抗谱（EIS）和电化学噪声（EN）测试。对比研究了露点腐蚀原位研究方法和离位研究方法的不同,利用两种方法对Q235钢和304不锈钢盐酸露点腐蚀行为的研究结果表明,露点腐蚀的原位研究和离位研究存在本质上的不同。系统研究了 50℃、70℃、90℃条件下HCl浓度对Q235钢盐酸露点腐蚀行为的影响,并采用希尔伯特-黄变换对各温度不同HCl浓度下的电化学噪声数据进行了解析。结果表明在盐酸露点腐蚀环境中,随着表面液膜中HCl浓度的增加,Q235钢的腐蚀速度增加,HCl对Q235钢的腐蚀存在两方面的作用:一是加速Q235钢内部相与相之间的电偶腐蚀,二是促进Q235钢的均匀腐蚀。表面液膜中HCl浓度较低时,电偶作用占主导,Q235钢的腐蚀以局部腐蚀为主,随着HCl浓度的增加,均匀腐蚀作用增强,腐蚀以均匀腐蚀为主。希尔伯特-黄变换对电化学噪声数据的解析结果与腐蚀形貌具有较好的一致性,作为一种新的电化学噪声时频分析方法,希尔伯特-黄变换为获取更多腐蚀过程的信息提供了一个新的途径。研究了微观组织结构对Q235钢盐酸露点腐蚀行为的影响。Q235钢沿轧制方向上铁素体和珠光体随机分布,法线方向上珠光体呈带状分布,铁素体分布于珠光体带与带之间,轧制方向上的腐蚀失重高于法线方向,这是由法拉第过程和非法拉第过程两个因素共同决定的。从法拉第过程上考虑,轧制方向上阴极相的体积分数大于法线方向,阴极电流密度小于法线方向,最终两个方向上由法拉第过程引起的失重基本相等;从非法拉第过程上考虑,轧制方向上珠光体中的渗碳体容易脱落,而法线方向上珠光体中的渗碳体不易脱落,导致轧制方向上由非法拉第过程引起的失重较大。评价了 304和316L两种奥氏体不锈钢在盐酸露点腐蚀环境中的点蚀行为,结果表明316L不锈钢的耐点蚀性能优于304不锈钢。通过散粒噪声理论分析结合SEM形貌观察表明,316L不锈钢点蚀的产生速度和生长速度均小于304不锈钢。利用XPS对两种不锈钢表面钝化膜的成分进行了分析,结果表明Fe元素、Cr元素在两种不锈钢钝化膜中的存在状态并无差别。造成两种不锈钢点蚀行为差异的原因可归结为两点:一是316L不锈钢表面钝化膜中Cr的富集以及较低的Fe含量;二是316L不锈钢钝化膜中含有能提高抗点蚀性能的Mo元素。