低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响

低浓度亚硝酸盐对A106B碳钢材料腐蚀的影响

刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东

【摘要】In order to test and verify whether the significantly increased iron concentration in a plant closed cooling water system was caused by the low concentration contamination of nitrite ion, the effect of nitrite on corrosion rate of A106B carbon steel was investigated by static weight loss, dynamic weight loss and electrochemical measurements. The results show that the corrosion rate of A106B steel was increased from 0. 66 μm·a-1 to 0.

99 μm·a-1 in the deaerated LiOH solution with pH value of 10. 0 at a dosage of 3 mg·kg-1 NaNO2, however, the corrosion rate significantly increased to 73 μm·a-1 in the case of air inleakage because of the carbonation. As compared with the effect of dissolved oxygen and carbon dioxide, the effect of low concentration nitrite on the corrosion of carbon steel could be ignored.%为验证某电站闭式循环冷却水系统中的Fe2+含量显著增加是否由低浓度的污染离子NO2引起,采用静态挂片失重法、旋转挂片失重法和电化学方法评估了低浓度亚硝酸盐对碳钢材料的腐蚀影响.结果表明,室温条件下,在pH为10.0左右的除氧LiOH溶液中,添加3 mg·kg 1 NaNO2使A106B碳钢的

平均腐蚀速率从0.66μm·a-1增大至0.99 μm·a-1,但当空气漏入时A106B碳钢的平均腐蚀速率为73μm·a-1.对比空气溶解引起水样碳酸化对腐蚀的影响,低浓度NO2-的影响基本可以忽略.

【期刊名称】《腐蚀与防护》

【年(卷),期】2013(034)003

【总页数】4页(P228-231)

【关键词】亚硝酸盐;闭式冷却水;缓蚀剂;A106B钢

【作者】刘斌;金凯峰;谢建丽;刘涛;鲁俊东

【作者单位】苏州热工研究院有限公司,苏州215004

【正文语种】中文

【中图分类】TB304

某电站闭式循环冷却水系统以除盐水为补充水源，运行温度控制在18～36.7℃，采用LiOH和N2H4联合调节水质，以减轻系统内材质的腐蚀。

夏季部分设备冷却水源切换运行期间，生产人员发现闭式循环冷却水系统中的Fe2＋含量显著增加，同时检测到低浓度的污染离子NO2-。据文献资料报道，亚硝酸盐投药量在200mg·kg-1以上才能成为一种有效的缓蚀剂，如果用量不足，特别是当水中侵蚀性离子浓度较高时，如NO2-与Cl-的质量比小于1时，就会导致局部腐蚀［1-2］。从缓蚀剂对金属电化学腐蚀过程的影响来看，亚硝酸盐属于阳极抑制型缓蚀剂，和铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐等缓蚀剂一样，它们使金属表面形成致密的保护膜，通过抑制腐蚀的阳极过程来达到缓蚀的目的，如果用量不足，缓蚀剂对金属表面的覆盖会不全面，反而加剧金属的点蚀［3-4］。

受亚硝酸盐污染的冷却水中NO2-浓度很低，仅2mg·kg-1左右，明显达不到缓蚀剂使用的最低浓度要求，故推测污染离子NO2-加剧冷却水系统主要材料

A106B碳钢的腐蚀十分有道理，但实际情况和具体影响程度到底如何，都需要进行模拟试验来验证。

1 试验

试验材料取自现场闭式冷却水系统主要材料A106B碳钢管（相当于国内20＃钢），化学成分（质量分数／%）为C 0.20，Si 0.16，Mn 0.66，Ni 0.06，Cr 0.05，S 0.017，P 0.011，Fe余量。经车、铣、磨三道工序加工成规格

47mm×13mm×2mm，挂孔φ4mm的试片，精度±0.1mm。

静态挂片失重试验溶液直接取自现场取闭式冷却水，与混入0.2%的冷冻水以及加入一定量亚硝酸钠的闭式冷却水进行对比试验，试验周期为1 272h。挂片前对溶

液鼓氮5min，挂片后将试验杯封口并继续鼓氮20min，再加入2mL联胺，最后

将鼓氮口封闭，完成挂片。试验结束后，将取出的试样置于标准清洗液中浸泡，洗净后再用丙酮、无水乙醇处理，待干燥后称量计算腐蚀速率。现场闭式冷却水的水质见表1。

表1 现场运行闭式冷却水的水质参数mg·kgˉ1pH N2H4 Li＋ SS Cl- F-10.27 11.97 0.9 0.1 0.012 ＜0.001

旋转挂片失重法选用RCC-II型旋转挂片腐蚀试验仪进行，自带恒温水浴锅控制温

度为（30±1）℃，旋转速率保持（90±1）r·min-1模拟冷却水流速，水样直接取自电站闭式冷却水系统，室温下存放2周后，定量称取亚硝酸钠配制0，3，10，50，100，250m g·kg-1的试验溶液，试验周期312.5h。试验开始前鼓氮20min，转轴部位采用除盐水保持液封，试验维持恒定温度和转速，定时观察记录腐蚀现象和补充液封水，根据试验前后试片的形貌和失重量评价金属的腐蚀程度。

电化学试验采用三电极体系，测试溶液与旋转挂片试验一致，A106B试样用环氧

树脂镶嵌暴露1cm2的试验面，用水砂纸由粗到细逐级打磨至光亮，参比电极选

择饱和甘汞电极（SCE），辅助电极为铂片。电化学测试采用Solartron公司

SI1287电化学综合测试仪，测量前向溶液通高纯氮除气，测试过程中保持连续通氮。动电位极化曲线测量的极化范围为-200～＋400mV（vs.Ecorr），扫描速率

为0.5mV·s-1。每次试验后，更换工作电极和试验溶液［5］。