铝酸钠溶液中S2-浓度对20Cr钢腐蚀行为的影响

目的研究20Cr钢在铝酸钠溶液中不同S2?浓度下的腐蚀行为及产物形成过程,探索腐蚀机理。方法20Cr钢在不同S^2-浓度的溶液中进行高温浸泡腐蚀实验与电化学测试,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等分析技术,观察腐蚀产物的微观形貌、元素含量与组成。运用失重法、极化曲线和交流阻抗图分析样品的腐蚀速率。结果S^2-质量浓度从0g/L增加到5g/L时,腐蚀速率由3.43 g/(m^2·d)上升到25.20 g/(m^2·d),腐蚀产物逐渐增多,S^2-质量浓度在6 g/L时,腐蚀速率下降到21.30 g/(m^2·d)。EDS结果表明,随S^2-浓度的增加,腐蚀产物中铬元素含量增加,铁元素总体含量降低,氧、铝元素含量呈现先增长后降低趋势。XRD结果显示,加入S^2-与未加S^2-相比,腐蚀产物物相组成由Fe3O4和FeOOH变为Fe3O4、Fe Cr2O4和FeS。电化学测试得到S^2-质量浓度从0 g/L到5 g/L时,腐蚀电流密度由22.87μA/cm^2上升到586.02μA/cm^2,S^2-质量浓度在6 g/L时,电流密度下降到183.06μA/cm^2。结论S2?质量浓度在0~5 g/L范围时,20Cr钢的腐蚀速率逐渐增加,腐蚀产物中形成FeS,S^2-的加入能够促进腐蚀反应,破坏未加入硫元素时形成的较致密腐蚀物;当S^2-质量浓度超过5 g/L后,形成致密的FeCr2O4尖晶石氧化物,粘附在试样表面,对腐蚀起到抑制作用。