耐氯离子换热器选材.docx

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耐氯离子换热器选材

耐氯离子换热器选材

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ﻩ

油田污水换热器选材参考

重点内容：

1、各种金属及合金的热导率数据。

2、腐蚀的基础知识。

3、耐氯离子腐蚀性能优异的金属及合金,并重点介绍了双相钢22０5、2５０7和铜镍合金Ｂ10、B3０的耐蚀性能。

结论:

１、B1０、B30应用于此项目需注意控制水体含沙量和流速，以防冲刷腐蚀,B10的设计冲刷流速不得超过1.５m/ｓ；B1０的设计冲刷流速不得超过３m/s。

２、双相钢的耐蚀性能优于铜镍合金。

２205在此项目中，当冷凝器温度超过30℃时，有发生缝隙腐蚀的风险，需破坏产生晶间缝隙的条件。

250７完全可以满足此项目的耐蚀性要求。

选材参考因素

因项目主要是为污水源热泵的蒸发器和冷凝器选择合适的材料，因此主要的参考因素为材质的传热性能、耐腐蚀能力和成本。

由工艺参数里分离出口和15００处理机出口的水质报告我们可以得出如下信息：

1、蒸发器的工作温度为9．６-36℃，冷凝器的工作温度为３6-46℃，基本在低温范围运行；

2、回注污水和掺输水的水体类型为碳酸氢钠型，水体的ＰH值为6.8左右，属于中性水体;

3、水体中Cｌ—含量达到１0０0－１100mｇ/L,其他腐蚀性离子,如SO4—浓度较小,蒸发器和冷凝器主要需应对较高浓度Cl—的腐蚀。

依据这些信息，我们首先分析各种换热器材料的传热性能。

热导率

材料的热导率是表征材料传热性能的重要指标，是指在稳定传热条件下，1m厚的材料,两侧表面的温差为1度（Ｋ,℃）,在1秒内,通过１平方米面积传递的热量，单位为瓦／米·度（W／m·Ｋ，此处的K可用℃代替）。

热导率是表征材料传热性能好坏的标志，热导率越大，材料的导热性能越好。

热导率与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。

非晶体结构、密度较低的材料，热导率较小。

材料的含水率、温度较低时,热导率较小。

对换热器而言,选用热导率大的材料能显著减小换热设备的体积和用量,节约材料成本和操作费用。

大部分换热器的材料均采用金属和合金，因为金属的热导率较高,同时金属材料拥有优异的力学性能，能适应各种恶劣环境的需要。

下表列出几种换热器常用的金属和合金材料的热导率,以供参考。

表４：

换热器常用金属和合金材料热导率

化学式

材料名称

导热系数　

合金成分

材料名称

导热系数

W/mＫ

Ｗ/mＫ

Ａg

银

429

71Cu-８Zn-1Sｎ

锡黄铜

１１１

Cu

铜

4０１

７6Ｃu-２2Zｎ-２Al

铝黄铜

１00

Au

金

317

70Ｃu-3０Ｚn

黄铜

９9

Ａｌ

铝

23７

85Ｃu-15Zn

红黄铜

1５９

Mg

镁

148

１Ｃr-0.5Ｍo

铬钼合金

４2

Nｉ

镍

9０

2．25Cr－0．５Mo

铬钼合金

３８

Fe

铁

80

5Cr-0.５Ｍo

铬钼合金

35

Sn

锡

６7

１２Cr-1Mo

铬钼合金

2８

Pb

铅

３４.8

９０Cu-1０Ni

铜镍合金

７1

Ti

钛

14.63

70Cｕ-３0Ｎｉ

铜镍合金

29

合金成分

材料名称

导热系数

１７Cr-１2Nｉ-2Mo

不锈钢3１6

16

W/mＫ

18Cr-８Ni

不锈钢304

1６

碳钢

45

英科耐尔

19

聚丙烯

0.1-0.22

蒙乃尔

2６

出处：

从表4可以看出，常用材料中银的热导率最高,仅次于银的为金、铜和铝。

碳钢的热导率较低，但取材方便，因此得到了广泛的应用。

另外，很多换热器采用不锈钢和合金材料制备，除含铜量较高的合金热导率较高之外，不锈钢和合金材料的热导率大部分在15-50Ｗ/mK，但不锈钢和合金在力学性能和防腐蚀性能方面比纯金属拥有无法比拟的优势,因此不锈钢和合金在换热器的应用中也有非常广泛的应用。

　　此项目因为在含有氯离子腐蚀的环境中,材料的耐蚀性能显得尤其重要。

目标合金的热导率在10－80W/ｍK，相比系统的热阻，合金材料的热导率不构成关键的影响因素，下面以传热的基本公式加以说明。

系统传热的计算公式为:

式中,

:

管程流体传热系数;

：

壳程流体传热系数;

：

管壁热阻;

　Ｒ１：

管程流体污垢热阻;

　R2:

壳程流体污垢热阻；

管壳程流体分别为回注污水和氟利昂,相比于回注污水的污垢热阻、管壳程流体的传热阻力,（水在２0℃的热导率0．59９W/ｍK，R２2在2℃也液态的热导率为０.0９56W/mＫ）管壁热导率在１0-80W/mＫ时产生的管壁热阻,对总传热系数Ｋ值影响有限。

抗腐蚀性能

腐蚀极其特点

金属腐蚀是指金属材料由于受到周围介质的作用而发生状态的变化，转变成新相,从而遭受破坏。

金属的腐蚀是一个热力学自发的过程,而且最为普遍，因此金属腐蚀也就成为腐蚀科学研究的主要对象。

金属材质的换热器,同样存在应对腐蚀的问题，金属换热器的腐蚀不仅会影响换热器的传热效果,更严重的会引起巨大的经济损失和安全事故。

因此选择在工作环境中具有耐蚀性高的材质对换热器来讲尤为重要。

要给换热器选择合适的材质以对抗腐蚀,我们必须对金属的腐蚀有深入的了解。

金属腐蚀指金属在一定的环境条件下发生化学反应,演变为金属的化合态的过程。

该过程由三个子过程构成:

（1）腐蚀介质的迁移过程，该过程通过对流作用和扩散作用完成。

（2）相界面上进行化学反应，产生腐蚀产物的过程。

（3）腐蚀产物的迁移或积累，即腐蚀产物从相界迁移到介质或在金属表面上形成覆盖膜。

此外，腐蚀过程还受离解、水解、吸附和溶剂化作用等其他过程的影响。

腐蚀过程一般发生在界面上，所以它具有两个特点：

（1）因腐蚀造成的破坏一般先从金属表面开始引发,然后伴随着腐蚀加剧,腐蚀破坏逐渐蔓延到金属材料的内部,有可能造成金属物理化学性质的改变和金属组成的改变。

（2）因腐蚀从表面开始，所以金属的表面状态对腐蚀的进行有显著的影响。

例如，金属表面上的氧化膜或其他钝化膜以及涂层等都会改变金属表面状态,故在腐蚀过程中,这一保护层的化学组分、形貌结构状态以及孔径、孔率等因素对腐蚀的进行影响很大。

腐蚀分类

金属腐蚀的现象和机理比较复杂,因此金属腐蚀有很多分类方法,按照腐蚀环境分,可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀和土壤腐蚀等。

按照腐蚀温度，将腐蚀分为常温腐蚀和高温腐蚀。

根据金属被破坏的特征,可把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。

最常用的就是按照腐蚀过程分，将腐蚀分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。

物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。

许多金属在高温熔盐、溶碱及液态金属中可发生物理腐蚀。

例如用来盛放熔融锌的钢容器,由于铁被液态锌所溶解,故钢容器逐渐变薄了。

化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生钝化学作用而引起的破坏。

其反应历程的特点为在一定条件下,非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子互相作用而形成的腐蚀产物,即氧化还原反应是在反应粒子互相作用的瞬间与碰撞的那一个反应点上完成的。

这样，在化学腐蚀过程中，电子传递是在金属与氧化剂之间直接进行的,因而没有电流产生。

电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏。

任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。

阳极反应是金属离子从金属转移到介质中和放出电子的过程,即阳极氧化过程。

相对应的阴极反应便是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的还原过程。

与化学腐蚀不同，电化学腐蚀的特点在于它的腐蚀历程可分为两个相对独立并且可同时进行的过程

电化学腐蚀比较常见,金属在电解质溶液中的腐蚀种类按其腐蚀形态分,可以分为均匀腐蚀（或叫全表面腐蚀）和局部腐蚀两大类,局部腐蚀又可分为如下几种：

一、孔状腐蚀。

在金属表面的极为局部的区域被腐蚀成小孔，孔蚀直径可大可小，但大多数情况下都比较小。

有些蚀孔孤立存在,有些紧凑在一起。

在孔蚀上部往往都有腐蚀产物存留。

一般孔蚀直径小于或等于孔蚀深度。

严重情况下可使板材穿通。

孔状腐蚀也叫点状腐蚀。

二、晶间腐蚀。

金属腐蚀沿着晶界进行，使晶粒之间失去结合力，金属大为下降,甚至丧失。

这是一种危害性很大的腐蚀类型，因为产生了晶间腐蚀后,用肉眼在表面往往不易觉察到。

三、剥层腐蚀。

金属在腐蚀介质中腐蚀沿着与表面平行的界面进行。

由于腐蚀产物的体积大于原金属体积而使晶粒翘起、起层或成片状从金属表面脱落。

这类腐蚀一般发生在型材或板材表面。

四、选择腐蚀。

多元合金在腐蚀介质中较活泼的组分优先溶解的一种腐蚀类型,如黄铜脱锌等。

五、缝隙腐蚀。

金属在腐蚀性介质中起表面或因铆接、焊接、螺纹连接、与非金属连接,或因表面落有灰尘、砂粒等固体物质时，由于接触面间的缝隙内存在电解质溶液而产生的腐蚀现象。

六、电偶腐蚀。

在电解质溶液中,当两种金属或合金互相接触时，使电位较负的金属腐蚀速度较未接触另一电位较正的金属时腐蚀速度加快的一类腐蚀。

七、应力腐蚀。

金属（一般为高强度合金）在拉应力和腐蚀介质共同作用下，使金属材料发生腐蚀性破裂。

八、腐蚀疲劳。

金属材料在交变应力和腐蚀介质共同作用下的一种腐蚀。

另外,还有像冲刷腐蚀，空泡腐蚀，丝状腐蚀,磨蚀等。

腐蚀评价方法

测试金属和合金耐氯离子腐蚀的方法主要有失重法、观察法和电化学方法。

失重法是评价材料耐蚀性能最基本、最准确、最可靠的方法，通过比较材料在腐蚀前后重量的变化，计算腐蚀速率。

表观观察法又可分为宏观观察和显微观察。

宏观观察主要是通过肉眼对材料腐蚀前后的形貌做直观的比较分析，并根据腐蚀产物在材料表面的形态、分布以及致密性和附着性做出判断,显微观察主要是借助扫描电镜ＳEM、ＸＲD、电子探针等实验设备对腐蚀产物的微观结构和相成分做进一步分析,从而获得腐蚀发生的微观特征并对腐蚀动力学进行分析。

电化学测试法是一种能够迅速、准确的利用电化学方法对材料腐蚀特性做出评价的分析测试方法。

从本质上讲金属的腐蚀过程大多数为电化学过程，因此电化学测试在金属材料腐蚀行为研究中的应用较为广泛。

极化曲线现在已成为评价金属耐蚀性的重要工具。

在极化曲线测量中,对于钝态金属通常采用控制电位的方法，测量不同极化值时外测电流密度的稳定值，从而获得稳态的E-I曲线，即极化曲线。

通过极化曲线,我们可以获得腐蚀过程中有关电极阳极反应和阴极反应的Taｆel斜率、电极表面去极化剂的极限扩散电流密度等动力学参数以及电极反应的自腐蚀电位等热力学参数。

图1.2为钝态金属的极化曲线，对于不绣钢而言,由于其一般是在钝化状态下使用,因此在通过极化曲线去评价其耐蚀性能时,通常会比较击破电位Epit和维钝电流Ip的大小,击破电位越高,维钝电流越小,其耐蚀性越好。

在评价不绣钢的耐蚀性能时经常还会用到另一个电化学参数,保护电位Eｐ。

保护电位Eｐ是通过循环极化曲线测量而获得的，用来表征不绣钢在发生点蚀后的再钝化能力。

循环极化曲线测量一般是在动电位扫描过程中，待扫描电位超过点蚀电位Epiｔ并且电流密度达到某一设定值后,电位开始逆向扫描,从而获得两条动电位极化曲线，即循环极化曲线。

在顺向扫描时，随着电位的升高，在达到不锈钢的点蚀电位Epｉt后,不锈钢表面开始发生点蚀，这时开始逆向扫描，随着电位降低,电位降至点蚀电位Eｐit后，孔内金属应该会发生再钝化，并且由于点蚀形成后，点蚀坑内溶液的成分发生变化,相应的点蚀电位Epit要比原来的点蚀电位Epit低。

这样，逆向扫描曲线与顺向扫描曲线会相交于一点，并形成一个封闭的滞后环,我们把这一点对应的电位值叫做点蚀的保护电位。

在相同条件下评价不同钝态金属的耐蚀性时，保护电位越高，其再纯化能力越高，腐蚀抗力越大。

几种合金的耐Cl—腐蚀性能

众多研究者的的实践研究表明,氯离子的对金属和金属合金的腐蚀主要是点状腐蚀、缝隙腐蚀,铜和铜合金还存在比较严重的冲刷腐蚀。

现阶段耐氯离子腐蚀较好的金属及合金有哈氏合金（Ｈasteｌloy　ａllｏｙ）、英科耐尔（ＩncoｎelAlloy）、因科洛伊合金（IncoloyＡｌloy）、蒙乃尔合金（Ｍonel　Allｏｙ）、超级不锈钢（如２５4SMo、90４Ｌ等）、各类双相不锈钢（如2205、2５0７等）铜镍合金（Ｂ10、B30）等。

经查询《金属腐蚀手册》、《腐蚀数据与选材手册》和一些相关的论文、合金提供商资料，对各类金属耐氯离子腐蚀的性能的定性描述，统计如下：

表５:

合金氯离子腐蚀性能

合金材料

耐氯离子腐蚀性能

Haｓtelloy

适用于各种含有氧化和还原性介质的化学流程工业,该合金对高浓度的氯化盐溶液具有显著的耐腐蚀性

Inconeｌ

在氯化物介质中具有出色的抗点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和侵蚀的性能。

具有很好的耐无机酸腐蚀性，如硝酸、磷酸、硫酸、盐酸等,在高温时耐蚀性能优异,在高浓度氯气腐蚀。

Incoloｙ

在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能，高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。

在各种介质中的耐腐蚀性都很好,如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸，碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。

Ｍonel

一种铜镍合金耐蚀性优良，在各种媒介中具有良好的耐腐蚀性,在咸水或海水具有优良的抗孔蚀、应力腐蚀能力，尤其是耐氢氟酸和抗盐酸。

超级不锈钢904L

高镍含量，降低了在麻坑和缝隙处的腐蚀速度,在氯化物溶液,浓缩的氢氧化物溶液和富硫化氢的环境中,具有很高的抗应力腐蚀破裂能力。

双相钢2２05

对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力，不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。

用于炼油，化肥，造纸，石油，化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器。

双相钢２507

极好的抗点腐蚀,缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力,应用于石油和天然气工业；海上石破天油平台（热交换器管,水处理和供水系统,消防系统,喷水系统，稳水系统;石油化工设备；脱盐（淡化）设备等

铜镍合金

强度高，抗腐蚀特别是抗流动海水腐蚀的能力可明显提高

由表5可知，以上各类合金均具有优良的耐氯离子腐蚀能力,但各合金应用环境更有针对性。

此项目中,氯离子的浓度低于1100mg/l，低于海水氯离子浓度的十分之一,而铜镍合金和双相不锈钢广泛应用于海水换热器和水处理的工艺中，因此初步判断铜镍合金和双相不锈钢也适用于此项目。

而哈氏合金（Haｓtｅlloｙallｏy）、英科耐尔（IｎconeｌＡlloy）、因科洛伊合金（ＩｎcoloｙＡlｌoｙ）、蒙乃尔合金（MonelAlloy）、超级不锈钢（如254ＳＭo、90４L等）、虽然具有优异的耐蚀能力,但是其高昂的价格,阻碍了他们在工业生产中的广泛应用，在此项目中，依然难以承受这些类合金的价格,因此我们将目光定位在双相不锈钢2２0５、2５07以及铜镍合金Ｂ1０、B3０。

因为氯离子腐蚀原因的复杂性,我们无法从各标准和防腐手册中查询到与此项目相关的腐蚀数据。

最新版的《工业循环冷却水处理设计规范》GB50０50－2007也明确表示,许多著作和研究都对氯离子的腐蚀机理作了定性分析，但是要从定量分析确定氯离子指标，目前还是不可能的,因为牵涉的因素条件太多。

因此本报告主要参照一些类似的研究成果，以为此项目的选材提供参考。

通过多方查阅，本报告搜集了2205、25０7、B1０、B30在３0℃,浓度为３.5%的NaＣl溶液中极化曲线，通过比较各合金的点蚀电位，确定在同浓度的氯离子环境下，四种合金的耐氯离子腐蚀能力。

点蚀电位越高，耐蚀性越好。

图３．1　220５DSS在3.5％NaＣl溶液中的循环极化曲线

（220５双相不锈钢的点蚀及再钝化行为_王健）

（２５0７双相不锈钢组织与腐蚀性能的研究＿申小兰）

B1０在不同Cｌ-含量海水中的动电位极化曲线

（环境因素对Ｂ1０铜镍合金耐蚀性的影响_孙婷婷）

（B30铜镍合金在海水中的腐蚀电化学性能研究_迟长云）

因为不锈钢和铜镍合金属于不同的体系，而腐蚀的因素又设计到很多，因此不能用一个指标来衡量两种合金的耐腐蚀能力,但我们可以分别比较他们的点蚀电位和自腐蚀电位来判断他们的腐蚀倾向。

从以上图中可以看出,２20５的点蚀电位约为１.1９V，250７的点蚀电位约为1.25V,2507的点蚀电位比2205的点蚀电位高，表明25０7的耐蚀能力比220５强。

同时我们看到B10的自腐蚀电位约为－0.25Ｖ，Ｂ30的自腐蚀电位约为－0.19V.因此可得,在３0℃，３.5%的NaCｌ溶液中,耐蚀能力２5０7＞2205，B30>B10。

除了比较四种材料的耐蚀性能外，我们还需要尽可能的了解四种合金的具体腐蚀数据用来参考。

图3常用不锈钢点腐蚀与温度及氯离子浓度的关系

图4常用不锈钢缝隙腐蚀与温度及氯离子浓度的关系

（膜法海水淡化系统材质选择研究_范晓鹏）

因为没有类似条件下的数据,我们查找了一些其他的数据。

先了解范晓鹏对各种不锈钢在海水中的应用研究。

从以下图３、图4显示在不同Cl－浓度时，各种不锈钢产生点蚀和缝隙腐蚀的发生温度。

从图中我们可以看出在相同温度下,2507比2２05的耐蚀性强,能够承受的氯离子浓度更高。

在Ｃl-浓度为1１0０ｍｇ/l时，220５在100℃内没有点蚀的风险,但却有产生缝隙腐蚀的风险,在此浓度下，2205的缝隙腐蚀温度约为32℃;当Ｃl-浓度为110０mg／l时,２507在1０0℃均不会发生点蚀和缝隙腐蚀。

此外,王文明曾研究了氯离子浓度25－２５０g/ｌ,１60℃条件下2２０5和２507的耐腐蚀性能，相关的实验条件和结果如下：

（Cｌ_浓度对双相钢和镍基合金腐蚀速率的影响_王文明）

我们知道，温度和硫离子对材料的耐腐蚀性能有极大的影响,王文明设置的实验条件可以说极其苛刻,Ｈ２S和CO2的分压都很高,而且温度在１６0℃，在氯离子浓度２５ｇ／ｌ时，２205的动态均匀腐蚀速率为0.0635mm/ａ。

但此实验也进一步证明了２507的耐腐蚀能力比22０５高,且22０5在有潜在利用的可能。

杨贵荣研究了2２05双相不锈钢在不同Ｃl-含量的饱和H2S/CO2溶液中腐蚀速率结果表明：

随着温度与Cｌ－浓度的变化，腐蚀速率发生变化的转折点在Ｃｌ－浓度为（57-100）×1０－6时，pH＝4时,Cl－为170×10－6,温度50℃时的腐蚀速率最大,pH=6时,Cl-为１70×10－6，温度80℃时的腐蚀速率最大，其最大腐蚀速率不超过0.０04ｍm/ａ;

图1５0℃时２205的腐蚀速率

图１显示了ｐH=6时，氯离子浓度为0－10０×10-6时，腐蚀速率逐渐降低,当氯离子浓度升高到170×１0-6时腐蚀速率缓慢增加。

但腐蚀速率未超过0.0025mｍ/a；

（2２０5双相不锈钢在不同Cl—含饱和H2S/ＣＯ2溶液中的腐蚀行为_杨贵荣）

铜镍合金因为本身属于惰性金属,因此耐蚀性较好,被广泛应用于海水换热器和舰船换热器中，尤其对氯离子的耐蚀能力有优异的表现。

同样，铜镍合金在特定的氯离子浓度条件下的数据缺乏。

因此,选取一些相近环境条件下，铜镍合金的耐蚀性能以供参考。

（国产Ｂ10铜镍合金海水腐蚀行为研究＿林乐耘）

林乐耕教授研究了国产Ｂ１0铜镍合金在海水腐蚀中耐蚀性能。

图１、图2分别表示B１0管材和板材在不同海域的全浸试验中,一年、两年、四年、八年的平均年腐蚀速率。

表4表示Ｂ10管材和板材在不同海域的全浸试验中,一年、两年、四年、八年的平均年腐蚀速率数据。

从图和表我们可以看出，B1０管材的年均腐蚀速率均低于０.03ｍm/a,且随着时间的增长，年腐蚀速率越来越低。

同时,根据国外的工作,Ｂ10在１0－30℃海水温度范围内,海水的腐蚀速度无明显差异,温度再升高（至５０℃），腐蚀速度会因成膜致密而有所下降。

（IjssｅlingＦＰ，ＤroｌenｇaLJP,Kolｓtｅr　Ｂ　H．Influｅnce　oftemｐeratureon　coｒrosｉｏｎproducｔ　filmｆormaｔion　oｎ　CuNi１０Fe　ｉntｈelｏw　tempｅrａｔuｒerａgｅ，　I-Cｏrｒosionrａteａsaｆunctｉon　ofteｍｐｅrａtuｒeiｎｗｅllaｅｒatedseawateｒ．[J］Br.Ｃoｒrosion　J．,１982,17（4）：

162-16７．）

沈宏对舰船海水管系的选材也做了相关的研究,Ｂ1０是优秀的耐海水腐蚀材料,但当流速过高时，B10的耐蚀性大大降低。

因此英国舰船轮机规范提出了B10最大流速的限制值，如下表4所示。

在相同海水流速条件下，弯管的腐蚀损耗比直管增加3０%左右，三通比直管腐蚀损耗增加一倍左右。

同时他也比较了316L、双相不锈钢和Ｂ10在海水中的耐腐蚀性能。

在一定的介质中,金属发生点蚀和缝隙腐蚀的倾向可由击穿电位Ｅb和保护电位Ｅｐ表征。

对金属而言，它在某种溶液中的Eb值越高,则氯离子穿透越困难,　材料的耐点蚀性能就越好。

Ep值越高,则被破坏的保护膜再生成的能力越好,材料耐流动海水腐蚀侵蚀的性能越好;Eb值同Ｅｐ值之差越小,则表征该金属在此条件下的耐点蚀和缝隙腐蚀性能越好。

3１6L、ＨDR和B10的试验见下表8。

（舰船海水管系选材及防腐对策＿沈宏）

（B３0铜镍合金在海水中的腐蚀电化学性能研究_迟长云）

迟长云统计了六种常见的管系材料在海水中的冲刷腐蚀速率随流速的变化。

从图中可以看出，几种管系材料中不锈钢和钛合金耐冲刷腐蚀性能最强,在海水流速低于10m/s时基本无腐蚀失重。

B30铜镍合金在低于５m/s的海水中,冲刷腐蚀速率与不锈钢及钛合金的性能相当，但造价要远低于这两种材料,并且铜镍合金有防污性能，因此在海水流速低于5ｍ/s的条件下,Ｂ3０材料优于不锈钢和钛合金。

B30材料的耐海水冲刷腐蚀性能明显强于其他3种铜合金,Ｂ１０铜镍合金的冲刷腐蚀速率大于B30，其极限流速在3.5ｍ/s左右。

郑俊涛研究了B10和Ｂ30的抗冲刷腐蚀性能,在3．5％的ＮaCl溶液中Ｂ10、B30的冲刷腐蚀数据见下表。

（白铜B10和B３0冲刷腐蚀对比研究_郑俊涛）

从上表数据我们可以看出,在相同的氯离子浓度，相同的冲刷速度和时间的条件下,B10的腐蚀速率时B30腐蚀速率的2-3倍,且时间越长,B30的耐蚀性能表现的越明显。

双相不锈钢以耐海水腐蚀和耐氯离子腐蚀著称,直接对比双相不锈钢和铜镍合金的数据较少见于中文资料。

但有不少例子证明双相不锈钢的耐蚀性能优于铜镍合金。

如在镇海电厂一号主海水冷凝器上,　HDR钢制成的16根管经20年现场运行试验管均无腐蚀泄漏,从端部观察管子内表面没有腐蚀迹象，　抗腐、抗磨均良好。

而B10　、Ｂ30管在同样条件下,　在几次大修中均腐蚀穿孔而被钛管全部替换。

从相关资料可以推断出铜镍合金和双相不锈钢均具有优良的耐氯离子腐蚀能力,但合金是否能适用于特定的工艺环境,我们还需要参照相关的标准或手册，由于影响腐蚀的因素很多,腐蚀的原理较为复杂，到目前为止，各国均没有同意的腐蚀标准，仅有一些指导性的手册,下面我们将以《金属腐蚀手册》中对耐蚀性的相关说明作为参照。

根据《腐蚀数据与选材手册》的描述：

当金属合金的腐蚀速率<0.０5ｍｍ／a时，表明金属的耐蚀性能优良,当腐蚀速率为０.05-0.５mm／ａ时,表明金属的耐蚀性能优良,可以使用。

当腐蚀速率高于0．５mm/ａ时,腐蚀比较严重。

结论

一、B１0是海水换热器的优秀材质，其耐Cl—腐蚀性能较好。

B10的腐蚀速率均低于０.03mm/a,随着时间的增长,年均腐蚀速率越来越低。

且在５0℃以内耐腐蚀性能无太大变化。

但B１0,