Q345R钢在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢.pdfVIP

北京石油化工学院学报 第 23卷 第 3期 Vo1．23 NO．3 JournalofBeijingInstituteof 2015年 9月 Sep．2015 Petro—chemicalTechnology Q345R钢在模拟地热水环境 中的腐蚀与结垢 刘正通 ，杨晓宇 ，赵 杰 ，任 毅。 (1．北京石油化工学院机械工程系，北京 102617；2．中科合成油技术有限公司，北京 101400) 摘要 ：针对地热资源利用过程 中钢管材料 出现 的腐蚀结垢 问题 ，模拟某处地热水的环境条件 ，探讨 了Q345R钢在 3o、6o、9o℃下的腐蚀和结垢规律 。实验结果表明，随着温度上升 ，材料的腐蚀 电位逐渐 下降，极化曲线的斜率变大，腐蚀 电化学速率增加 ，耐腐蚀性随温度升高而下降；在 60℃的模拟地热水 溶液 中，试样表面生成了致密的Fe。0 保护膜 ，阻碍 了金属腐蚀 ；而在 9O。C的模拟地热水溶液中，试样 表面生成的Fez0。膜结垢稀疏 ，对试样保护作用较弱；在 30℃的模拟地热水溶液中，试样表面产生大量 的CaCO。垢层 ；而在 6O℃的模拟地热水溶液 中，试样表面产生 的CaCO。垢层最少 ；腐蚀后 的试样的力 学性能 比原始试样略有下 降，但程度不大 ，并且温度越高 ，试样力学性能越差 。 关键词 ：Q345R钢 ；地热水 ；腐蚀 ；结垢 ；电化学实验 中图分类号 ：TG178 文献标志码 ：A 地热作为一种新的能源，具有分布广 ，成本 率增大，金属腐蚀 的阴阳极过程速率都将加快 ， 低 ，可直接利用，对环境污染小等优点，受到越 又会使腐蚀过程总速率加快 。而且温度越高 ， 来越多国家 的重视ll]。由于地热水 中含有大 地热水中氯离子腐蚀作用越强 。对于温度对钢 量的腐蚀性离子 (C1、SO 、H 等)以及容易 材在地热水环境下的腐蚀行为的影响 ，吴坤湖 结垢的离子 (Ca 、Mg 、HCO 一等)，加上水 等u 进行过深入 的研 究。Q345R钢作为普 中溶解的O 、CO 和 H。S等气体，极易造成地 通低合金钢被广泛应用于锅炉压力容器制造和 热设备和管道的腐蚀与结垢。生产实践表明， 管道钢材，但其在地热水环境 中的腐蚀行为还 即使被判断为不具有腐蚀或轻微腐蚀的地热 未见报道 。 水，由于存在溶解氧和地热水温较高等原因，也 笔者探讨 了Q345R钢在 30、6O、90。C条件 会造成严重的腐蚀 。据报道 ，西藏羊八井地热 下的模拟地热水溶液中的腐蚀结垢规律。为地 电厂的Q345钢板在西藏地热水 中的腐蚀率很 热资源利用 中 Q345R钢材 的腐蚀 防护提供 大，平均每年腐蚀钢板 13mm厚左右[3]。对于 依据 。 地热水的腐蚀问题国外的学者早已进行 了大量 的机理及 电化学研究_4]，我国的学者[7。0_针对 1 试验方法 不锈钢管、镀锌钢管等在地热水 中的腐蚀结垢 1．1 试样制备 行为也开展 了广泛地研究 。 将试样 Q345R钢加工成长 50mm，宽 3O 地热水温度对管道腐蚀结垢行为影 响巨 mITl，厚 3T／im 的挂片，Q345R钢化学成分如表 大 ，在开放系统 中水温对活化态金属腐蚀速度 1所示 。实验前 先用 600#、800#、1000#、 的影响呈现两面性 ：一方面水的温度升高，水中