CN105420737A - 氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 - Google Patents
氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105420737A CN105420737A CN201510224784.0A CN201510224784A CN105420737A CN 105420737 A CN105420737 A CN 105420737A CN 201510224784 A CN201510224784 A CN 201510224784A CN 105420737 A CN105420737 A CN 105420737A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stainless steel
- chromium
- molten salt
- fluoride
- corrosion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用。其包括如下步骤：向不锈钢或耐蚀合金服役的氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中加入铬，即可；其中，铬的用量为满足在防护过程中，始终有铬的存在即可。本发明的腐蚀防护方法简单可行、安全环保、易于操作和控制、效果显著；可显著降低在高温氟化物和氯化物熔盐中的腐蚀速率，特别是可以有效抑制和减缓不锈钢的晶间腐蚀问题，提高其在高温氟化物和氯化物熔盐中的服役寿命；此外，本发明不仅能拓宽氟化物和氯化物熔盐介质用合金结构材料的选材范围，同时也可利用熔盐的独特优势，作为新型高温传蓄热介质在高温能源领域推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及材料腐蚀防护领域，具体涉及一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用。
背景技术
氟化物熔盐和氯化物熔盐作为一种新型高温传蓄热介质在高温制氢、核反应堆、太阳能热发电、核燃料后处理、燃料电池等能源领域具有广阔的应用前景。然而由于氟化物熔盐和氯化物熔盐对金属结构材料具有腐蚀性能，限制了其在上述领域的广泛应用。
不锈钢和耐蚀合金均为ASME标准工程用材，广泛应用于核能、火电、航空、航天等高温领域，特别是不锈钢因其价格优势更是得到了广泛应用。不锈钢和耐蚀合金在各种水溶液和高温氧化环境中具有较好的耐腐蚀性能，其表面会形成富铬的钝化膜或氧化膜，该表面膜对合金基体具有保护作用，能抑制合金的进一步腐蚀，使其具有良好的高温性能和耐腐蚀性能。然而不锈钢和耐蚀合金在氟化物熔盐和/或氯化物熔盐中会发生明显腐蚀，主要是由于不锈钢和耐蚀合金中提高其耐蚀性的重要合金元素铬在氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中是热力学不稳定元素，会发生选择性溶解，不会形成保护性表面膜。
为此，美国橡树岭国家实验室(ORNL)专门研发了镍基HastelloyN合金。该合金镍和钼元素含量高，在氟化熔盐中具有极好的耐腐蚀性。然而700℃以上其耐蚀性能和高温力学性能降低，700℃以下的耐蚀性能也具有局限性。同时，当熔盐中含有H2O、HF和金属氧化物等杂质或有石墨、纯镍等异质材料时，HastelloyN合金也会发生明显腐蚀，且该合金价格昂贵，国内外均未商业化生产。为抑制熔盐腐蚀问题，美国橡树岭国家实验室(ORNL)还利用向LiF-BeF2(FLiBe)熔盐回路中插入金属铍棒抑制316不锈钢的腐蚀，然而该方法中含铍化合物为剧毒化学品，对实验操作人员和环境十分有害。美国威斯康辛大学(UWM)利用添加金属锆抑制316L不锈钢在熔融LiF-NaF-KF(FLiNaK)熔盐中腐蚀，然而该方法中金属锆不仅严重损毁石墨，同时锆沉积到合金表面，会引起合金的脆化。
因此，开发一种简单可行、成本低、安全环保、易于操作和控制、效果显著的不锈钢或耐蚀合金在高温氟化物熔盐和/或氯化物熔盐中腐蚀防护方法是亟待解决的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中不锈钢和耐蚀合金中的铬元素在氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中热力学不稳定，发生选择性溶解，无法形成保护性表面膜，发生明显腐蚀的缺陷，提供了一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用。本发明的腐蚀防护方法简单可行、安全环保、易于操作和控制、效果显著；可显著降低在高温氟化物和氯化物熔盐中的腐蚀速率，特别是可以有效抑制和减缓不锈钢的晶间腐蚀问题，提高其在高温氟化物和氯化物熔盐中的服役寿命；此外，本发明不仅能拓宽氟化物和氯化物熔盐介质用合金结构材料的选材范围，降低设备制造和加工成本，同时也可充分利用氟化物和氯化物熔盐的独特优势，作为新型高温传蓄热介质在高温能源领域推广应用；即使在有石墨等碳基材料加速合金腐蚀的情况下，本发明对合金也具有防护作用。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法，其包括如下步骤：向不锈钢或耐蚀合金服役的氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中加入铬，即可；其中，所述铬的用量为满足在防护过程中，始终有铬的存在即可。
本发明中，所述铬为本领域内常规，较佳地为纯度95％以上的铬，更佳地为纯度99％以上的铬，最佳地为纯度99.9％以上的铬。所述铬的用量为足量。
本发明中，所述不锈钢为本领域内常规，较佳地包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢中的一种或多种，更佳地为奥氏体不锈钢。所述奥氏体不锈钢为本领域内常规，较佳地包括316、316L、304和304L中的一种或多种。
本发明中，所述耐蚀合金为本领域内常规，较佳地包括铁镍基耐蚀合金和/或镍基耐蚀合金，更佳地包括Inconel800、Inconel600、Inconel617、HastelloyC276和HastelloyN中的一种或多种。
本发明中，所述氟化物为本领域内常规，较佳地包括LiF、NaF、KF、BeF2、MgF2、ZrF4和NaBF4中的一种或多种。
本发明中，所述氯化物为本领域内常规，较佳地包括NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2中的一种或多种。
本发明中，所述向不锈钢或耐蚀合金服役的氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中加入铬的操作及装配过程较佳地于惰性气氛下进行。所述的惰性气氛为本领域内常规，一般可为氮气或氩气。
本发明中，所述体系较佳地为静态恒温体系或动态温差体系。
本发明中，所述体系中较佳地还可以包括碳基材料。所述的碳基材料为本领域常规使用的碳基材料，一般为石墨、玻璃碳、金刚石、碳-碳复合材料和纳米碳材料中的一种或多种。所述的碳基材料的形态可为本领域常规使用的各种碳基材料形态，例如块状、条状和/或粉末。
一般来说，若体系中含有石墨等碳基材料，碳基材料会加速不锈钢或耐蚀合金的腐蚀。然而，本发明腐蚀防护的方法即使在有石墨等碳基材料加速腐蚀的情况下，对不锈钢或耐蚀合金也具有防护作用。
本发明中，所述铬较佳地完全或部分浸泡在所述氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中。
本发明中，所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金的接触方式较佳地通过以下三种方式中的任意一种进行：方式1：所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金不直接接触且彼此电绝缘；方式2：所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金不直接接触但通过导线电接触；方式3：所述铬与所述不锈钢和/或耐蚀合金直接接触，更佳地通过所述方式1进行。
方式2中，所述导线的材质较佳地与所述不锈钢或所述耐蚀合金一致。
当所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金的接触方式通过方式1进行时，利用所述铬的优先溶解，提高熔盐中的铬离子浓度，降低被保护金属中铬元素向外扩散溶解速率，抑制被保护金属的腐蚀。
当所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金的接触方式通过方式2或方式3进行时，利用铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金在氟化物熔盐和/或氯化物熔盐中自腐蚀电位差异，建立腐蚀电偶对。利用铬在所述氟化物熔盐和/或氯化物熔盐中自腐蚀电位低于所述不锈钢或耐蚀合金的特性，所述铬作为牺牲阳极，表面不断发生铬元素的溶解，被保护的所述不锈钢或所述耐蚀合金作为阴极，表面不发生腐蚀溶解，从而得到保护。
本发明还提供了一种铬在所述氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法中的应用。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的腐蚀防护方法简单可行、安全环保、易于操作和控制、效果显著。只需将适量纯铬加入氟化物熔盐和/或氯化物熔盐中，就能降低不锈钢和耐蚀合金的腐蚀速率。本发明能够显著降低不锈钢或耐蚀合金的腐蚀速率，特别是可以有效抑制和减缓不锈钢的晶间腐蚀问题，提高不锈钢和耐蚀合金使用寿命，具有良好的推广价值。
2、本发明不仅能拓宽氟化物和氯化物熔盐介质用合金结构材料的选材范围，降低设备制造和加工成本，同时也可充分利用氟化物和氯化物熔盐的独特优势，作为新型高温传蓄热介质在高温能源领域推广应用。
3、铬熔点高，无毒，是合金的强化元素和抗氧元素，铬过量后沉积到被保护材料表面对其负作用小。此外，本发明腐蚀防护的方法即使在有石墨等碳基材料加速合金腐蚀的情况下，对合金也具有防护作用。
附图说明
图1为实施例1中腐蚀防护试验装置示意图；其中，1为316不锈钢坩埚，2为石墨坩埚，3为FLiNaK熔盐，4为纯铬，5为316L不锈钢试样，6为的316L不锈钢焊丝，7为氧化铝陶瓷片。
图2为实施例2中腐蚀防护试验装置示意图；其中，1为316不锈钢坩埚，2为石墨坩埚，3为FLiNaK熔盐，4为纯铬，5为316L不锈钢试样，6为的316L不锈钢焊丝，7为氧化铝陶瓷片。
图3为对比例1处理后316L不锈钢的SEM表面形貌图。
图4为对比例1处理后316L不锈钢的SEM截面形貌图。
图5为实施例1处理后316L不锈钢的SEM表面形貌图。
图6为实施例1处理后316L不锈钢的SEM截面形貌图。
图7为实施例2处理后316L不锈钢的SEM表面形貌图。
图8为实施例2处理后316L不锈钢的SEM截面形貌图。
图9为实施例2处理后316L不锈钢表面XRD图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、316L不锈钢及铬的预处理
利用线切割方法将316L不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，316L不锈钢试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、316L不锈钢在700℃FLiNaK熔盐中的腐蚀防护方法
图1为实施例1中腐蚀防护试验装置示意图；其中，1为316不锈钢坩埚，2为石墨坩埚，3为FLiNaK熔盐，4为纯铬，5为316L不锈钢试样，6为的316L不锈钢焊丝，7为氧化铝陶瓷片。
将预处理后的316L不锈钢与铬按照图1所示方法加入实验坩埚中，316L不锈钢与铬不接触并保持电绝缘。向坩埚中加入550gLiF-KF-NaF(46.5-11.5-42mol％，FLiNaK)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于700℃恒温保温50h。试验结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例2
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、316L不锈钢及铬的预处理
利用线切割法将316L不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、316L不锈钢在700℃FLiNaK熔盐中的腐蚀防护方法
图2为实施例2中腐蚀防护试验装置示意图；其中，1为316不锈钢坩埚，2为石墨坩埚，3为FLiNaK熔盐，4为纯铬，5为316L不锈钢试样，6为的316L不锈钢焊丝，7为氧化铝陶瓷片。
将316L不锈钢与铬按照图2所示方法加入实验坩埚中，316L不锈钢与铬保持电接触。向坩埚中加入550gLiF-KF-NaF(46.5-11.5-42mol％，FLiNaK)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于700℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例3
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、316不锈钢及铬的预处理
利用线切割法将316不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、316不锈钢在800℃NaF-ZrF4熔盐中的腐蚀防护方法
将316不锈钢与铬加入实验坩埚中，316不锈钢与铬保持直接接触。向坩埚中加入550gNaF-ZrF4(59.5-40.5mol％)熔盐，使铬部分浸泡在熔盐体系中，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于800℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例4
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、304不锈钢及铬的预处理
利用线切割法将304不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、304不锈钢在750℃KF-ZrF4熔盐中的腐蚀防护方法
将304不锈钢与铬加入实验坩埚中，304不锈钢与铬保持直接接触。向坩埚中加入550gKF-ZrF4(58-42mol％)熔盐，使铬部分浸泡在熔盐体系中，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氮气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于750℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例5
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、304L不锈钢及铬的预处理
利用线切割法将304L不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、304L不锈钢在800℃KCl-MgCl2熔盐中的腐蚀防护方法
将304L不锈钢与铬加入实验坩埚中，304L不锈钢与铬保持直接接触。向坩埚中加入600gKCl-MgCl2(68-32mol％)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于800℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例6
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、Inconel800及铬的预处理
利用线切割法将Inconel800和铬(99wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、Inconel800在750℃KCl-MgCl2熔盐中的腐蚀防护方法
将Inconel800与铬加入实验坩埚中，Inconel800与铬保持直接接触。向坩埚中加入600gKCl-MgCl2(68-32mol％)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于750℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例7
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、HastelloyC276及铬的预处理
利用线切割法将HastelloyC276和铬(95wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、HastelloyC276在750℃KF-ZrF4熔盐中的腐蚀防护方法
将HastelloyC276与铬加入实验坩埚中，HastelloyC276与铬保持直接接触。向坩埚中加入500gKF-ZrF4(58-42mol％)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于750℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例8
本实施例的熔盐体系为静态恒温体系。
1、HastelloyN及铬的预处理
利用线切割法将HastelloyN和铬(99.9wt％)切割成尺寸为30mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、HastelloyN在850℃FLiNaK熔盐中的腐蚀防护方法
将HastelloyN与铬加入实验坩埚中，HastelloyN与铬保持直接接触。向坩埚中加入500gLiF-KF-NaF(46.5-11.5-42mol％，FLiNaK)熔盐，盖上石墨盖，将石墨坩埚放入外层316不锈钢坩埚中，并将不锈钢坩埚焊接密封。为避免空气中的氧气和水分等杂质混入熔盐中，反应釜的整个装配和焊接过程均在氩气气氛保护的手套箱中进行。
将密封好的釜体放入马弗炉中于850℃恒温保温50h。试验周期结束后，取出釜体，自然冷却至室温，切割坩埚，取出试样。
实施例9
本实施例的熔盐为动态温差体系。
1、316不锈钢及铬的预处理
线切割法将316不锈钢和铬(99.9wt％)切割成尺寸为5mm×10mm×2mm的试样，每个试样上打一个直径为φ1.5mm的孔。所有试样表面用SiC砂纸逐级打磨至2000目，然后依次用去离子水和无水乙醇超声清洗，电吹风冷风吹干。
2、316不锈钢在FLiNaK温差回路中(高温750℃，低温650℃)的腐蚀防护方法
将316不锈钢和纯铬试样固定在内部装满固态LiF-KF-NaF(46.5-11.5-42mol％，FLiNaK)盐的316不锈钢U型管一端。U型管两端均用法兰密封，法兰处设有水冷套。内部为氩气气氛。将有试样一端加热至750℃，另一端加热至650℃。待温度达到设计温度时，将316不锈钢和纯铬试样插入FLiNaK熔盐中，于750℃保温500h。试验周期结束后，提升试样，使之与熔盐分离。自然冷却至室温，打开法兰，取出试样。
对比例1
本对比例中不添加铬，其它控制条件与实施例1相同。
效果实施例1
利用精度为0.01mg的电子天平称量实施例1～2、对比例1中316L不锈钢试样腐蚀前后重量变化。结果如表1所示。
由表1可得，实施例1与对比例1相比较，316L不锈钢在加入铬的700℃FLiNaK熔盐中单位面积失重降低。由此说明，实施例1中铬的添加(其中，铬与316L不锈钢电绝缘)，可以降低316L不锈钢在FLiNaK熔盐中的腐蚀速率。
实施例2与对比例1相比较，316L不锈钢在添加铬的FLiNaK熔盐中发生腐蚀增重，表明316L不锈钢未发生腐蚀。由此说明，实施例2中加入铬并与316L电接触时也可以抑制316L不锈钢在FLiNaK熔盐中的腐蚀。
表1316L不锈钢在700℃FLiNaK中腐蚀失重
利用精度为0.01mg的电子天平称量实施例3～9中试样腐蚀前后重量变化。试样在熔盐中发生腐蚀增重，表明试样未发生腐蚀。由此说明，加入铬并与试样直接接触时也可以抑制试样在氯化物熔盐和/或氟化物熔盐体系中的腐蚀。
效果实施例2
图3为对比例1处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)表面形貌图。图4为对比例1处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)截面形貌图。由图3和图4可知，对比例1中，316L不锈钢在未添加铬的FLiNaK熔盐中发生明显晶间腐蚀。
图5为实施例1处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)表面形貌图。图6为实施例1处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)截面形貌图。与图3、图4相比较，实施例1中，316L不锈钢在添加铬的FLiNaK熔盐中晶间腐蚀得到明显抑制；其中，浸泡50h后，图5中316L不锈钢表面发生微弱的晶间腐蚀，而图6中截面未出现晶间腐蚀。
图7为实施例2处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)表面形貌图。图8为实施例2处理后316L不锈钢的扫描电子显微镜(SEM)截面形貌图。由图7可知，实施例2中铬与316L不锈钢电接触时，316L不锈钢表面出现沉积物。与图3、图4相比较，实施例2中，316L不锈钢在添加铬(两者为电接触)的700℃FLiNaK熔盐中浸泡50h后没有明显晶间腐蚀，说明添加铬并与316L不锈钢电接触时，316L的晶间腐蚀也可以得到抑制。
图9为实施例2处理后316L不锈钢表面XRD图。由图9可知，316L不锈钢表面沉积物主要为Cr-Fe二元合金相，考虑到铬是316L不锈钢的强化元素和抗氧化元素，铬沉积到316L不锈钢表面的负作用可以忽略。
Claims (10)
1.一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法，其特征在于，其包括如下步骤：向不锈钢或耐蚀合金服役的氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中加入铬，即可；其中，所述铬的用量为满足在防护过程中，始终有铬的存在即可。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铬为纯度95％以上的铬，较佳地为纯度99％以上的铬，更佳地为纯度99.9％以上的铬。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不锈钢包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢中的一种或多种；
和/或，所述耐蚀合金包括铁镍基耐蚀合金和/或镍基耐蚀合金。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述奥氏体不锈钢包括316、316L、304和304L中的一种或多种；
和/或，所述耐蚀合金包括Inconel800、Inconel600、Inconel617、HastelloyC276和HastelloyN中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化物包括LiF、NaF、KF、BeF2、MgF2、ZrF4和NaBF4中的一种或多种；
和/或，所述氯化物包括NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向不锈钢或耐蚀合金服役的氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中加入铬的操作及装配过程为在惰性气氛下进行；
和/或，所述体系为静态恒温体系或动态温差体系。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述体系中包括碳基材料；
和/或，所述铬完全或部分浸泡在所述氟化物熔盐和/或氯化物熔盐体系中。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金的接触方式通过以下三种方式中的任意一种进行：方式1：所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金不直接接触且彼此电绝缘；方式2：所述铬与所述不锈钢或所述耐蚀合金不直接接触但通过导线电接触；方式3：所述铬与所述不锈钢和/或耐蚀合金直接接触。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，方式2中，所述导线的材质与所述不锈钢或所述耐蚀合金一致。
10.一种铬在如权利要求1～9任一项所述氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510224784.0A CN105420737B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510224784.0A CN105420737B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105420737A true CN105420737A (zh) | 2016-03-23 |
| CN105420737B CN105420737B (zh) | 2019-09-06 |
Family
ID=55499264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510224784.0A Active CN105420737B (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105420737B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106590547A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-04-26 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种含铬的缓蚀熔盐及其制备工艺 |
| CN107130242A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-05 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 含铬铁基高温合金的表面处理方法及含铬铁基高温合金件 |
| CN108685461A (zh) * | 2017-04-03 | 2018-10-23 | 周奇琪 | 一种新型高导热不锈钢锅的制造方法 |
| CN108956744A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种氧化还原缓冲熔盐体系的腐蚀测试方法 |
| US10914293B2 (en) | 2018-06-20 | 2021-02-09 | David Alan McBay | Method, system and apparatus for extracting heat energy from geothermal briny fluid |
| CN112944049A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 中电建宁夏工程有限公司 | 一种用于特殊坑道结构的复杂形状防腐管道及其成型方法 |
| CN113321509A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-31 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种用于氟化物玻璃活性气氛处理的耐腐蚀通气管 |
| CN114561671A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-31 | 包头市玺骏稀土有限责任公司 | 一种稀土金属电解阴极保护方法及阴极 |
| WO2023242509A1 (fr) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif a sels fondus resistant a la corrosion |
| US11931763B2 (en) | 2019-11-08 | 2024-03-19 | Abilene Christian University | Identifying and quantifying components in a high-melting-point liquid |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS552721A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Surface-treating method for iron alloy material |
| JPH1053841A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-24 | Nippon Steel Corp | 耐食性と電気伝導性に優れた溶融塩電気分解電極用ステンレス鋼 |
| CN202252625U (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-30 | 北京兆阳能源技术有限公司 | 一种耐硝酸盐类熔盐腐蚀设备 |
| CN103882266A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-25 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 用于熔盐反应堆的镍基合金及其制备方法 |
-
2015
- 2015-05-05 CN CN201510224784.0A patent/CN105420737B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS552721A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Surface-treating method for iron alloy material |
| JPH1053841A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-24 | Nippon Steel Corp | 耐食性と電気伝導性に優れた溶融塩電気分解電極用ステンレス鋼 |
| CN202252625U (zh) * | 2011-09-21 | 2012-05-30 | 北京兆阳能源技术有限公司 | 一种耐硝酸盐类熔盐腐蚀设备 |
| CN103882266A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-25 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 用于熔盐反应堆的镍基合金及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| D.LUDWIG ET AL.: ""High temperature electrochemiastry of molten fluoride salt for measurement of dissolved chromium"", 《BRITISH CORROSION JOURNAL》 * |
| JIE QIU ET AL.: ""Compatibility of container materials with Cr in molten FLiNaK salt"", 《JOURNAL OF FLUORINE CHEMISTRY》 * |
| 刘可等: ""不同温度FLiNaK熔盐对Hastelloy-N合金腐蚀的影响"", 《核技术》 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106590547A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-04-26 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种含铬的缓蚀熔盐及其制备工艺 |
| CN106590547B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-12-03 | 上海联和日环能源科技有限公司 | 一种含铬的缓蚀熔盐及其制备工艺 |
| CN108685461A (zh) * | 2017-04-03 | 2018-10-23 | 周奇琪 | 一种新型高导热不锈钢锅的制造方法 |
| CN107130242A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-09-05 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 含铬铁基高温合金的表面处理方法及含铬铁基高温合金件 |
| CN107130242B (zh) * | 2017-05-19 | 2019-03-26 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 含铬铁基高温合金的表面处理方法及含铬铁基高温合金件 |
| CN108956744A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-12-07 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种氧化还原缓冲熔盐体系的腐蚀测试方法 |
| CN108956744B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-07-31 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种氧化还原缓冲熔盐体系的腐蚀测试方法 |
| US11692530B2 (en) | 2018-06-20 | 2023-07-04 | David Alan McBay | Method, system and apparatus for extracting heat energy from geothermal briny fluid |
| US11225951B2 (en) | 2018-06-20 | 2022-01-18 | David Alan McBay | Method, system and apparatus for extracting heat energy from geothermal briny fluid |
| US10914293B2 (en) | 2018-06-20 | 2021-02-09 | David Alan McBay | Method, system and apparatus for extracting heat energy from geothermal briny fluid |
| US11931763B2 (en) | 2019-11-08 | 2024-03-19 | Abilene Christian University | Identifying and quantifying components in a high-melting-point liquid |
| CN112944049A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 中电建宁夏工程有限公司 | 一种用于特殊坑道结构的复杂形状防腐管道及其成型方法 |
| CN113321509A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-31 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种用于氟化物玻璃活性气氛处理的耐腐蚀通气管 |
| CN114561671A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-31 | 包头市玺骏稀土有限责任公司 | 一种稀土金属电解阴极保护方法及阴极 |
| CN114561671B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-08-18 | 包头市玺骏稀土有限责任公司 | 一种稀土金属电解阴极保护方法及阴极 |
| WO2023242509A1 (fr) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif a sels fondus resistant a la corrosion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105420737B (zh) | 2019-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105420737A (zh) | 氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法及铬的应用 | |
| CN105463306B (zh) | 一种氟化物熔盐和/或氯化物熔盐腐蚀防护方法 | |
| Ding et al. | Molten chloride salts for next generation concentrated solar power plants: Mitigation strategies against corrosion of structural materials | |
| Patel et al. | High-temperature corrosion behavior of superalloys in molten salts–a review | |
| Bradshaw et al. | A review of the chemical and physical properties of molten alkali nitrate salts and their effect on materials used for solar central receivers | |
| Qiu et al. | Galvanic corrosion of type 316L stainless steel and graphite in molten fluoride salt | |
| Wang et al. | Galvanic corrosion of pure metals in molten fluorides | |
| Wang et al. | Material corrosion in molten fluoride salts | |
| Kondaiah et al. | Progress and opportunities in corrosion mitigation in heat transfer fluids for next-generation concentrating solar power | |
| Liu et al. | Effect of thermal cycling on the corrosion behaviour of stainless steels and Ni-based alloys in molten salts under air and argon | |
| Wang et al. | Corrosion behaviors and protective layer stabilization mechanism of 316 stainless steel in NaCl–KCl–NaF reciprocal salts at high temperatures | |
| Pint et al. | Characterization of Fe and Cr Dissolution and Reaction Product Formation in Molten Chloride Salts With and Without Impurities | |
| Wang et al. | High temperature corrosion of 321 stainless steel in purified NaCl-MgCl2 eutectic salt | |
| CN109504830A (zh) | 一种铜铌抗蚀奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109609876A (zh) | 一种铜钽抗蚀增强奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109504835A (zh) | 一种铜钨增强抗蚀奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109504908A (zh) | 一种含铜钛高强度高耐蚀不锈钢及其制备方法 | |
| Ding et al. | Development of molten chloride salts for thermal energy storage in next generation concentrated solar power (CSP) plants | |
| Wang et al. | Weld corrosion of GH3535 in molten (Li, Na, K) F | |
| CN109504921A (zh) | 一种铜铌抗蚀增强奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109504917A (zh) | 一种铜钒增强抗蚀奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109504922A (zh) | 一种铜钽抗蚀奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| Liberto et al. | Selective corrosion in sodium chloride aqueous solution of cupronickel alloys with aluminum and iron additions | |
| CN109504913A (zh) | 一种铜钽增强抗蚀奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
| CN109504826A (zh) | 一种含铜钒高强度高耐蚀不锈钢及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190430 Address after: Room J1800, Building 1288 Yecheng Road, Jiading District, Shanghai 201800 Applicant after: Shanghai Lianhe Rihuan Energy Technology Co., Ltd. Address before: 201800 Baojia Highway 2019, Jiading District, Shanghai Applicant before: Shanghai Inst. of Applied Physics Chinese Academy of Sciences |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |