c276合金腐蚀形貌分析哈氏合金C276

摘要：目的研究哈氏合金C．在溴胶溶液中的耐蚀性能，分析哈氏合金C一在溴胶溶液中的腐蚀及失效机理。方法采用挂片试验方法，模拟溴化丁基橡胶生产过程中溴胶混合釜的腐蚀环境，研究温度、液溴含量、水含量、转速等环境因素影响哈氏合金C．的腐蚀规律，利用sEM、XRD等现代分析技术，对腐蚀产物形貌、成分进行分析。结果哈氏合金C．在含溴腐蚀溶液中的主要腐蚀产物为NiBr2、FeBr2、MoBr2、CrBr3等，腐蚀速率随温度、水含量、液溴含量以及转速的增加而增大。温度、水、液溴以及转速等因素均对腐蚀的发生起到了重要作用，腐蚀类型以全面腐蚀为主，伴随晶间腐蚀。结论溴胶混合液腐蚀环境下，哈氏合金C一发生了严重的电化学腐蚀，提高温度、液溴含量、水含量、转速均会明显增加哈氏合金C．的腐蚀速率。哈氏合金C．不能作为溴化丁基橡胶生产设备中溴胶混合器的主材质。

关键词：C．合金；液溴；耐蚀性；腐蚀形貌；腐蚀速率；腐蚀规律

溴化丁基橡胶在气密性、耐老化性等方面性能优异，是轮胎、医药用品等领域的最佳原材料llJ。在美国、德国等少数几个国家封锁生产技术半个世纪之后，中国于年10月在燕山石化首次实现溴化丁基橡胶生产的国产化。然而，在生产过程中设备出现了严重的腐蚀现象，不仅降低了产品品质，还存在巨大的安全隐患I4】。因此，研究溴胶混合液对金属材质的腐蚀规律及腐蚀机理具有重要意义。

目前，国内已有部分学者开展了溴腐蚀研究。张增池等[5】研究了工业溴含水浓度与碳钢腐蚀速率的关系，研究表明，液溴中水含量与碳钢的腐蚀速率关系密切。刘国强等[6J采用浸泡、电化学试验的方法，研究了不同金属材质在含Br-酸溶液中的腐蚀规律，研究结果表明，哈氏合金C一在含Br一的介质环境中具有较强的耐点蚀性能]清洗腐蚀产物，吹干后用电子天平再次称取质量，计算试片的腐蚀速率。

结果及分析

腐蚀速率分析

图2—5分别为溴胶混合液中Br浓度、H2O浓度、温度和转速对哈氏合金C一腐蚀速率的影响规律。可知哈氏合金C．的腐蚀速率与各腐蚀因素的关系密切，且图2—5中4条曲线的腐蚀速率均大于石油行业腐蚀速率(O．mm／a)的控制标准十燥箱烘卜后的腐蚀产物空气中易发生潮解：埘蚀产物进行XRD分析，得到XRD图谱如同ll所示。分析ll可知，蚀产物组分复杂，腐蚀产物r1I禽有NiBr2、FeBr2、MoBr!、CrBr3等组分溴是一种化学性质非常活泼的f坷族兀素，具有极强的氧化性和惜蚀性，常温下，儿乎能与所有元素起化学反应，生成相应的化合物_】5-18]但是{：燥的溴(即十溴)与湿溴的性质柯很大差肄，干溴儿乎不与金属起反应，

为在金属表面生成的溴化物不溶于溴，隔绝了溴与金属的接触，起到r保护膜的作用卜溴在℃以下不与金属Mo发生反嘘，但湿溴在空气中能与Mo发生化学反应l19J、十溴口以川哈氏合金B、哈氏合C、镍以及蒙乃尔合金等金属制作的器储存，而水的溴只能川玻璃、搪瓷、聚四氟乙烯衬里等材质的窬器存储l2。l当浪介质rf1添加水后，少量演水发生反应，反膻产物为次溴酸和氡溴酸，次溴酸足氧化性弱酸，氢溴酸具自‘强酸性，能够腐蚀铂、金和钽等以外的属，金属存氧溴酸、次溴酸溶液巾发生的懵蚀属于电化学腐绌=

试验数据可父Ⅱ，反应爷内存在液溴和水时，反心生成的氢溴酸体1=f{分数小于I％，哈氏合金C此种浓度氢澳酸溶液rfl的腐蚀速率仪为0．01mm／a1，丧明次澳酸不11氢浪酸引起的电化学腐蚀并非哈氏合金C一发生严重腐蚀的原因：

哈氏合金C．之所以受到重腐蚀，根本原在_丁：溴与合金巾的主要成分Ni、Cr、Mo、Fe等金属元素形成了腐蚀电池，生成的金属溴化物溶于水，导致合金表面的溴化物保护膜小断溶解，脚蚀反应持续进行，造成哈氏合金在溴胶混合液中发生了严重的电化学腐蚀。试验中含水量越多，溴化物保护膜溶解得越快，腐蚀速率越大；试验中搅拌速率越大，溴化物被水冲刷得越多，溴化物保护膜越薄，腐蚀速率越大。

结论

1)在溴胶混合液中，哈氏合金C．的腐蚀速率随温度、水含量、溴含量、搅拌速度的增加而增大，4个因素对腐蚀速率的影响均较大。哈氏合金C．的平均腐蚀速率大于石油行业腐蚀速率(0．mm／a)的控制标准。

2)哈氏合金C一在溴胶混合液中的腐蚀以全面的电化学腐蚀为主，伴随晶间腐蚀倾向，腐蚀的形式主要是均匀腐蚀，伴随金属结构强度下降以及腐蚀穿孔。哈氏合金C．不能作为溴化丁基橡胶生产设备中溴胶混合器的主材质。