因露点腐蚀是蒸汽结露才发生,因此腐蚀速度除受介质成分和材料耐蚀性等因素的影响之外,很重要一点是它要受蒸汽凝结速度和腐蚀介质在凝结水中的传输速度的影响。硫酸露点温度与氧含量、水蒸气含量、介质中硫含量成正比。

a.材料的化学成分低合金耐硫酸露点腐蚀钢的耐蚀性由其钝化特性决定,而严格的控制合金化学成分,合理配比添加合金元素及保证化学成分的均匀性是根本的前提条件。化学成分设计的原则是保证钢板的耐硫酸露点腐蚀性能的同时,保证钢板的强度和塑性指标。由于特种合金元素的添加,钢板焊接性能有恶化的趋势,需要配套的焊材和焊接工艺。

①C。C是主要的强化元素,在保证力学性能的情况下,C含量应偏下限,以减少钢中Cr的碳化物形成,从而充分发挥Cr的耐蚀作用。C与Cu共存时,碳使钢的耐蚀性稍许降低,低碳含铜钢的耐蚀性能优异。同时考虑到钢的可焊性,C含量不宜过高,GB/T28907[16]标准设计C质量分数不大于0.15%。

②Si。Si是固溶强化元素,对于强度要求不太高的耐硫酸露点腐蚀钢,Si含量宜降至与普通钢相同(质量分数0.15%~0.50%),从而减少焊接时的飞溅。

③Mn。随着钢中Mn含量的提高,其腐蚀产物中锰含量也提高,由于锰化合物的易溶于酸中,而Cu、Cr、Ni、V等腐蚀产物很难溶解,锰化合物的溶解致使锈层有微细孔洞,不利于锈层的保护作用。

④P、S。P、S为有害杂质元素,为保证可焊性和Cu耐蚀作用的发挥,控制P、S质量分数≤0.035%。

⑤Cr。Cr含量的提高,能保证钢的强度和耐蚀性,兼顾成本确定Cr的范围。

⑥Ni。Ni能提高钢的耐蚀性和韧性,并防止铜造成的龟裂,以提高钢材的表面质量。考虑到成本的主要因素,因而减少Ni的含量。

⑦Sb、Cu。耐硫酸露点腐蚀钢一般是在钢中加入Cu、Sb金属元素,其耐腐蚀原理是通过Cu、Sb抵制阳极反应,在钢材表面形成Cu2Sb皮膜又可抑制阴极反应,因而有效地防止了硫酸露点腐蚀,提高部件的使用寿命。Sb不宜过高,Sb含量偏高则钢的焊接性能变差,同时会影响铸坯质量。Cu作为耐腐蚀的主要合金元素,一般认为质量分数0.20%~0.40%为宜,Cu含量过高,不但不会再增加耐蚀性,而且还会产生热脆性。

⑧Nb、Ti、V。为保证材料的耐硫酸露点腐蚀性能、优良焊接性能和强度,选择加入Nb、Ti、V细化晶粒元素,主要起细晶强化和析出强化的作用。

⑨其他因素介质中的其他极性气体对露点温度和冷凝液的pH值有影响,设备的选材和热处理状态可能影响到腐蚀类型,特别是在有点蚀或应力腐蚀的环境-材料组合上,腐蚀类型会随着腐蚀的进程而发生改变。设备的几何形状影响到冷凝液的聚集和流动,从而影响设备腐蚀的分布和腐蚀程度。