CN102998251B - 一种测算钢材耐硫酸腐蚀当量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种测算钢材耐硫酸腐蚀当量的方法。按以下耐腐蚀当量模型测算耐腐蚀当量：耐腐蚀当量=
Description
技术领域
本发明涉及一种测算钢材耐硫酸露点腐蚀性能的方法。
背景技术
烟叶烘烤炉过去大多数用普通碳素结构钢板制成，由于使用的煤含硫量高（达到2%以上），烟气中含大量SO2和SO3，易引起硫酸露点腐蚀，使用寿命很低。
中烟公司确定的几家生产耐硫酸露点腐蚀钢的钢厂，原料条件、装备水平、耐腐蚀性能配方（化学成分设计）各不相同，相应产品的耐腐蚀性能差异也较大，相关资料没有较准确和统一的成分控制范围及标准，最终的耐腐蚀性能只能依靠实验室做耐硫酸腐蚀试验确定，而烟草系统在进行实地检查和验收已经制成的烟草烤炉时，只能对烤炉本身的化学成分做现场无损检测，不便对抽检的大量烤炉做耐酸试验（破坏取样，试验周期长），化学成分分析值和烤炉本体的耐腐蚀性能没有较为明确的对应关系，只是作为定性参考依据，最终判定只能看化学成分是否满足各家的成分要求标准，造成了烟草系统应用、管理上的不便及混乱。
如何在某种既定工艺下通过化学成分来合理（半定量）表征钢材的耐硫酸露点腐蚀性能是目前急需解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种测算钢材耐硫酸腐蚀当量的方法。方法为烟草系统现场大量的抽检提供了可靠的依据，加快了检测速度，对现场烟草烤炉的耐硫酸露点腐蚀性能有了统一的检测标准，能及时有效地对烤炉耐腐蚀性能进行客观评价。
本发明通过不同化学成分配比及其他钢厂的耐硫酸露点腐蚀钢试样的实验室硫酸均匀腐蚀全浸试验，对年腐蚀率和不同元素对腐蚀性能的贡献进行分析，明确对耐腐蚀性能有正面效应的元素主要为Ti、Cu、Cr、Ni、Sb，有负面效应的主要元素为S、P、C、Mn。
第一步：设计如下耐腐蚀当量模型：
耐腐蚀当量=
其中：Ti、Cu、Cr、Ni、Sb 、S、P、C、Mn分别为钢中相应元素的百分含量，α、β、γ、δ、φ、ζ、η、θ、μ分别为对应元素的腐蚀系数。
第二步：确定合适的腐蚀系数，为了把所有元素的影响都放到同一个基准面上（数字十位），根据实际元素含量范围情况，对含量较低的元素Sb、 S、P，初始系数设为500~1000，对影响明显的元素Ti、Cu、Cr、Ni、C，初始系数设为100，对影响较小的Mn，初始系数设为10。在初始系数下对样品进行耐腐蚀当量的计算，根据耐腐蚀当量与实测年腐蚀率的吻合情况（即对实测年腐蚀率和耐腐蚀当量进行线性回归）对系数进行调整，通过计算后再进行比对，然后再进行调整，这样反复计算调整后，待耐腐蚀当量和实测年腐蚀率趋势吻合（即指数曲线线性回归后R2≥0.95时，其中R2为判定系数）时为止。按此模型，设计化学成分耐蚀体系下，系数取值为：α=100～120、β=100～120、γ=100～120、δ=100～120、φ=900～1000、ζ=900～1000、η=500～600、θ=100～120、μ=10～12。
第三步：建立现阶段特定生产工艺条件下生产的耐硫酸露点腐蚀钢的耐腐蚀当量与实测年腐蚀率的经验回归方程y’ = ax’-b ，此方程即为第二步中对实测年腐蚀率和耐腐蚀当量进行线性回归后得出的指数方程，其中y’为实测年腐蚀率，x’为试验样品计算出的耐腐蚀当量，a、b为回归方程对应的系数数值。由此，可以把方程转换为y= ax-b的一般形式，其中x为待测样品的耐腐蚀当量，y为根据成分推算的年腐蚀率（毫米/年，mm/y），a、b为回归方程对应系数。
利用该回归方程对同种工艺条件生产的耐硫酸露点腐蚀钢就可以方便地计算出该种钢的年腐蚀率。
本发明与现有技术比较的积极效果：
在生产工艺变化不大的情况下，在化学成分出来后具体腐蚀试验前，就能通过烤炉的化学成分半定量的估算出钢材的耐稀硫酸腐蚀性能。本方法为烟草系统现场大量的抽检提供了可靠的依据，加快了检测节奏，对现场烟草烤炉的耐硫酸露点腐蚀性能有了统一的评定标准，能及时有效地对烤炉耐腐蚀性能进行客观评价，杜绝现场制假、掺假，维护了广大烟农的利益。
同时，对生产耐硫酸露点腐蚀钢材的厂家而言，可利用本方法有针对性的对成品成分进行控制，避免了按之前各厂家制定的成分控制范围生产出来后对耐腐蚀性能还不能判定是否达标，只有待腐蚀性能出来后才能明确，而实际化学成分的控制会波动，若找出各成分之间和耐腐蚀性能的定量关系，可减少过去检测周期较长，检测结果滞后而引发的产品不合格。因科学合理的搭配和控制各主要化学成分要求，既降低了生产成本、节约了资源能源消耗，又能满足烟草烤炉耐腐蚀要求，具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1：
已知样品A1~A6的化学成分，以及实际测得的腐蚀率如表1所示：
令α=100、β=100、γ=100、δ=100、φ=1000、ζ=1000、η=500、θ=100、μ=10，分别计算各个样品的耐腐蚀当量：
耐腐蚀当量A1= =1.915
同理算得耐腐蚀当量A2=2.012； A3=0.160；A4=2.966；A5=1.939；A6=4.476。
根据上述计算所得耐腐蚀当量及实测腐蚀率，进行线性回归得y’=8.6991x’-0.6353 ，判定系数 R2=0.9639，经转换后，得出方程：y=8.6991x-0.6353 ，其中，x为相同工艺条件下待测试样耐腐蚀当量，y为根据成分推算的年腐蚀率（毫米/年，mm/y）。
实施例2：
已知样品B1~B6的化学成分，以及实际测得的腐蚀率如表2所示：
令α=120、β=120、γ=120、δ=120、φ=900、ζ=900、η=600、θ=120、μ=12，分别计算各个样品的耐腐蚀当量：
耐腐蚀当量B1==1.278
同理算得耐腐蚀当量B2=0.193； B3=4.882；B4=4.764；B5=4.170；B6=3.703。
根据上述计算所得耐腐蚀当量及实测腐蚀率，进行线性回归得y’=14.102x’-0.4003 ，判定系数 R2=0.9760，经转换后，得出方程：y=14.102x-0.4003 ，其中，x为相同工艺条件下待测试样耐腐蚀当量，y为根据成分推算的年腐蚀率（毫米/年，mm/y）。
Claims (1)
1.一种测算钢材耐硫酸腐蚀当量的方法，其特征在于按以下耐腐蚀当量模型测算耐腐蚀当量：
耐腐蚀当量=
其中：Ti、Cu、Cr、Ni、Sb 、S、P、C、Mn分别为钢材中相应元素的百分含量，α、β、γ、δ、φ、ζ、η、θ、μ分别为对应元素的腐蚀系数；α=100～120、β=100～120、γ=100～120、δ=100～120、φ=900～1000、ζ=900～1000、η=500～600、θ=100～120、μ=10～12。
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