摘自《石油化工腐蝕與防護(hù)》SAF2205雙相不銹鋼換熱器的化學(xué)清洗

SAF2205雙相鋼特性2.1 SAF2205的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％）

雙相不銹鋼是一種集優(yōu)良的耐腐蝕性、高強(qiáng)度和易于加工制造等優(yōu)點(diǎn)于一身的耐蝕鋼種，其物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間，更接近于鐵素體不銹鋼和碳鋼。雙相不銹鋼耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕能力與其鉻、鉬、氮的含量有關(guān)，耐孔蝕和縫隙腐蝕能力與316不銹鋼相似。所有雙相不銹鋼抗Cl-腐蝕斷裂的能力均明顯好于300系列奧氏體不銹鋼，其強(qiáng)度也明顯高于奧氏體不銹鋼，還具有良好的塑性和韌性。其中2205占不銹鋼總量80％以上。
Cr鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不少于10.5％時，鉻才能形成不受大氣腐蝕的穩(wěn)定的鉻鈍化膜，不銹鋼的耐蝕性隨鉻含量的增加而提高。鉻是鐵素體形成元素，當(dāng)鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時，需加入相應(yīng)多的鎳才能形成奧氏體和雙相組織，較高鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也能促進(jìn)金屬間相的形成。通常奧氏體不銹鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％，而2205鋼中達(dá)22%。
Mo與Cr的協(xié)同作用能提高不銹鋼的抗氧化腐蝕能力。當(dāng)不銹鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于18％時，鉬在氯化物環(huán)境中抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力是鉻的三倍。鉬是鐵素體形成元素，能促進(jìn)金屬間相的形成，通常在奧氏體不銹鋼中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于7.5，在雙相不銹鋼中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于4％。
N可提高奧氏體和雙相不銹鋼的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力，還能顯著提高鋼的強(qiáng)度，是最有效的固熔強(qiáng)化元素。N在提高鋼強(qiáng)度的同時，還能增加奧氏體和雙相不銹鋼的韌性，同時延緩金屬間相的形成。在具有高耐蝕性的奧氏體和雙相不銹鋼中加入氮，可以抵消因含高鉻、高鉬所帶來的易形成合相的傾向。氮是強(qiáng)烈的奧氏體形成元素，在奧氏體不銹鋼中可以部分代替鎳，雙相鋼中一般都加入幾乎達(dá)到飽和溶解度的氮量，同時加入可使之達(dá)到相平衡的鎳量。鐵素體形成元素鉻和鉬與奧氏體形成元素鎳和氮需達(dá)到平衡，才能獲得所期望的雙相組織。
Ni是奧氏體穩(wěn)定元素，鐵素體不銹鋼中含有少量或不含鎳。雙相不銹鋼中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％～7％，而300系奧氏體不銹鋼則在8％以上。鎳在奧氏體中還可以延緩有害金屬相的形成，但在雙相不銹鋼中鎳的這種作用則遠(yuǎn)不如氮有效。奧氏體不銹鋼具有極佳的韌性。
2.2  耐蝕性能
相對于標(biāo)準(zhǔn)18-8而言，在某些情況下，雙相不銹鋼具有非常明顯的優(yōu)勢。因為雙相不銹鋼鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，在氧化性腐蝕環(huán)境中很有利，它又含有足夠量的鉬和鎳，因而也能耐中等還原性環(huán)境的腐蝕。雙相不銹鋼中鉻、鉬、氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高，使之有很好的耐氯化物孔蝕和縫隙腐蝕的性能，其雙相結(jié)構(gòu)在可能發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕的場合具有優(yōu)勢，鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25％～30％的雙相不銹鋼耐氯化物應(yīng)力腐蝕的能力大大優(yōu)于304或316不銹鋼。
（1）2205在酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為15%的氧化性溶液中，性能優(yōu)于許多高鎳奧氏體不銹鋼，在酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為40％的弱還原環(huán)境中，雙相不銹鋼優(yōu)于316和317不銹鋼。
（2）耐堿腐蝕性能
由于雙相不銹鋼鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高和鐵素體相的存在，使其在中等溫度下，耐堿性介質(zhì)腐蝕的性能均好于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼。
（3）耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕性能
在特殊氯化物環(huán)境中，每種不銹鋼都有其發(fā)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的臨界溫度，高于此溫度，點(diǎn)蝕開始發(fā)生，并且其大小在24h內(nèi)即可發(fā)展為肉眼可見的程度。低于此溫度則不會出現(xiàn)點(diǎn)蝕，此溫度即為所謂的臨界點(diǎn)蝕溫度（CPT）。縫隙腐蝕也有一個類似的臨界溫度，稱為臨界縫隙腐蝕溫度（CCT），它與試樣類型、氯化物環(huán)境、縫隙形狀等有關(guān)。由于縫隙的形狀是隨機(jī)的，很難重現(xiàn)，因此CCT的測量很分散，通常同種鋼在同樣的環(huán)境中CCT往往比CPT低15～20℃。雙相不銹鋼在水中有非常好的耐氯化物局部腐蝕性能，就此而言一般雙相鋼耐Cl-抗點(diǎn)蝕性要優(yōu)于316不銹鋼鋼。
（4） 耐應(yīng)力腐蝕性能方面
雙相不銹鋼早期的某些應(yīng)用是基于它耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂的性能。雙相不銹鋼表現(xiàn)出明顯優(yōu)越的抗應(yīng)力腐蝕性能，如高溫含氯化物的環(huán)境或存在氫致斷裂的介質(zhì)條件。（5）雙相不銹鋼良好的力學(xué)性能也是它具有優(yōu)秀的抗磨損腐蝕性能的重要原因。它強(qiáng)度較高，在相同應(yīng)力下難以產(chǎn)生較粗大的滑移，因此，表面膜不易破裂，二相的存在阻礙了裂紋的擴(kuò)展，提高了抗磨損腐蝕性能。在受到固體顆粒沖擊時，塑性較好的奧氏體還會發(fā)生馬氏體相變，吸收了部分能量，減少鈍化膜的破壞。
（6）pH值在7.35～10.35內(nèi)，隨著pH值的升高，2205在Cl-的耐點(diǎn)蝕性能有所下降,但在一定時間和溫度范圍內(nèi)一般可以忽略（沒有找到這方面的確切的實例和實驗室數(shù)據(jù)）。

  三、綜合化學(xué)清洗SAF2205雙相鋼管束的化學(xué)藥劑的主要成分和清洗科學(xué)依據(jù)

 3.1  嚴(yán)格把握不發(fā)生FeS自燃和2205發(fā)生敏化是關(guān)鍵

     通過乙二胺四乙酸、XX酸、HPMA、苯丙三氮唑等與污垢中的金屬離子產(chǎn)生螯合作用，同時還有堿加表面活性劑加有機(jī)溶劑的協(xié)同作用，促使焦質(zhì)、瀝青質(zhì)乳化與增溶，能加速混合油垢的清洗。

（詳細(xì)配方，略）

為有效保護(hù)好2205雙相鋼清洗后露出新鮮的雙相鋼本體，我們在堿性的鈍化液中加入一定量的氧化劑，如過氧化氫（H2O2），過碳酸鈉（2Na2CO3×H2O），過硼酸鈉（NaBO3×4H20）與XXXX等，使部分重油垢、焦油垢中某些基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)，促使分子間的鏈鍵斷裂，或促進(jìn)垢中的有機(jī)物分解，使FeS轉(zhuǎn)化為FeO和S。

3.3 本次化學(xué)清洗除垢的主要步驟

(1）潤濕、滲透。由于清洗液具有較低的表面張力，當(dāng)清洗液與污垢接觸后，表面活性劑分子均勻整齊地排列在污垢表面，從而使清洗液充分地潤濕污垢表面。由于清洗液具有較強(qiáng)的滲透能力，能穿過污垢表面的微小間隙進(jìn)人污垢內(nèi)部。
（2）乳化、分散。當(dāng)清洗液進(jìn)入污垢內(nèi)部后，與之發(fā)生反應(yīng)，形成水包油的乳液，在機(jī)械力的作用下脫離污垢本體，分散到清洗液中，達(dá)到清除污垢的目的。
（3）氧化分解。重質(zhì)油垢中的油焦等物質(zhì)，由于分子量較大，不容易被乳化分散，加入氧化劑后，使之氧化分解為分子量較小的物質(zhì)而被乳化分散到清洗液中，一部分FeS中的二價S被氧化成高價S或硫酸鹽。
（4）絡(luò)合、螯合。 FeS具有較強(qiáng)的活性，能被螯合劑螯合，不產(chǎn)生H2S氣體。
（5）沖洗剝離。由于清洗液的流動，使部分污垢從設(shè)備表面剝離下來。

四、施工技術(shù)具體操作方案

（略）

 五總結(jié)

綜上所述，根據(jù)我們現(xiàn)場多年的使用經(jīng)驗和查詢大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)，所制定的化學(xué)清洗方案有著嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)，就是采用絡(luò)合、螯合相結(jié)合的方法對SAF2205雙相鋼管束進(jìn)行除垢清焦處理，同時也可消除殼程內(nèi)FeS帶來的自燃和敏化給設(shè)備造成的潛在危害。所以這是一個多效合一的一個化學(xué)清洗工藝方案。
該方案的實施效果，等待中。。。。。。。。