بررسي رفتار الكتروشيميايي و خوردگي فولاد زنگ نزن 304L در فرايند سولفيران

Electrochemical and Corrosion Behavior of Stainless Steel 304L in SULFIRAN Process

در اين مقاله رفتار خوردگي فولاد زنگ نزن304L در الكتروليت سولفيران به طريق آزمايشگاهي و پايلوتي مورد ارزيابي قرار گرفت. از تكنيكهاي الكتروشيميايي شامل منحنيهاي تافل، منحنيهاي پلاريزاسيون چرخه اي و اسپكتروسكوپي امپدانس (EIS) در بررسيهاي آزمايشگاهي استفاده شد. آزمايش ها در محدوده دمايي 45-35 درجه سانتي گراد انجام شد. بررسي هاي آزمايشگاهي نشان داد نرخ خورگي آلياژ فولادهاي زنگ نزن SS304L كمتر از5 mpy در فرايند سولفيران پيش‌بيني مي‌گردد. ضمنا بررسي ها نشان داد علاوه بر خوردگي يكنواخت احتمال حفره‌زايي فولادهاي زنگ‌نزن در محيط سولفيران وجود دارد. براي ارزيابي پايلوتي خوردگي آلياژ مذكور روش هاي كاهش وزن و پلاريزاسيون خطي (LPR) استفاده شد. نتايج حاصل با يافته‌هاي آزمايشگاهي مطابقت داشت. علاوه بر اين ارزيابي هاي متالوگرافي و آناليز سطح توسط تكنيكهاي SEM ?XRD و XRF انجام شد. نتايج بررسي‌هاي متالورژيكي خوردگي آلياژ مذكور, حاكي از خوردگي سطحي با مورفولوژي تشكيل حفره‌هاي وسيع با دهانه پهن و خوردگي مرز بين دانه اي بود. عامل اصلي بروز اين خوردگي سولفيد هيدروژن مرطوب موجود در محيط مي‌باشد. عامل ريشه‌اي در بروز خوردگي مذكور حساس شدن ساختار آلياژ مورد بررسي مي‌باشد. به نظر مي‌رسد در حين ساخت و در طي فرايند سيكل سردشدن مدت زمان زيادي در گستره حساس شدن باقي مانده به طوري كه كاربيدهاي كروم فرصت تشكيل در مرزدانه‌ها را يافته‌اند. خوردگي نيز از همين مرزدانه‌هاي حساس شده, آغاز شده و به درون لايه‌هاي سطحي راه يافته است. براي مبارزه با اثرات خوردگي پيشنهاد شد از آلياژ SS304L حساس نشده استفاده شود و همچنين كنترل ميزان دما (°C60 T < ) و حذف عامل مخرب يون كلريد صورت گيرد.

In this paper, Corrosion behavior of stainless steel 304L was evaluated in used catalyst solution in Sulfiran plant in temperature range 35-45°C. The electrochemical techniques consisted of polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used in laboratory tests. It was found that the corrosion rate of S.S 304L alloy was predicted to be less than 5mpy. In the meantime, there is possibility of pitting corrosion on stainless steel 304L. The linear polarization resistance (LPR) and weight loss techniques were used for determination of corrosion rate in pilot test. In addition of surface analysis techniques such as XRD, XRF and SEM were applied in this research. The evaluations of metallurgical are carried too. Results of pilot tests confirmed founding’s of laboratory tests. Investigation of metallurgical aspect of stainless steel 304L corrosion showed some corrosion in the from of wide shallow pits. Wet H2S agent was main factor in corrosion induced damages because of sensitization of the investigated SS304L alloy .It seems the alloy has been sensitized during cooling down in solution annealing heat treatment. Corrosion was initiated from sensitized grain boundaries. Presences of O2 in Sulfiran solution reduces corrosion of the alloy through repairmen of iron oxide passive layer. For prevention and mitigation of resulted damage, unsensitized SS304L alloy should be used.