含卤化物的酸性介质--烟气冷凝液

含卤化物而不含强氧化剂的中等酸性水溶液介质，只要温度和卤化物浓度保持相对较低，许多高性能不锈钢都可采用。发生点蚀和缝隙腐蚀的可能性随酸度、温度、卤化物含量特别是导致均匀腐蚀的还原性环境的增加而增加。烟气脱硫（FGD）和清洗设备就是这些类型的介质环境。

含有硫或氯的燃料产生腐蚀性最强的燃烧产物，最常见的例子是高硫煤和燃料油以及城市垃圾。冷凝物和洗涤液在含SO2时呈酸性并且由于SO3和HCl呈还原性。气体输送系统的设计和运行方法也会加剧腐蚀性环境的严重程度。一般未经处理的冷凝物和回收液腐蚀性最强，而洗过的壁和用吸收剂处理过的液体腐蚀性较低。ASTM STP 83750定义的“通用FGD系统”描述了一个通用的烟气脱硫系统的设计图，按照相对腐蚀电位的大小标明了系统的不同位置。图56是系统的示意图，图中用字母A-H表示各区域不同程度的腐蚀性。每个区域按照表28和表29分别给出的定性和定量腐蚀程度定义。从金属腐蚀的角度看，腐蚀最严重的区域都是pH值＜0.1、温度高达182℃的烟道和烟囱或湿/干交界的环境。被清洗过或用过吸收剂的区域有轻微或中等的腐蚀性。

通用FGD系统没有考虑氯化物和氟化物含量，或任何运行变量如沉淀堆积或排水；因此选用材料时需要进一步的信息以做出判断。国际镍公司进行的一个试验架暴露项目是最早和最广泛的关于不锈钢在FGD装置中性能的研究之一。在这个项目中，316L和317L不锈钢暴露在大量的商品化SO2洗涤装置介质中，结果见图57和58。这个结果清楚地显示出高氯化物和酸性的有害作用，主要是加剧了局部点蚀或缝隙腐蚀的趋势。然而，在美国早些年建造的FGD装置中，相当多的吸收塔和其他“中等”腐蚀性区域使用317L不锈钢或一种高钼型的316L不锈钢。

目的是在pH值高于4和氯化物含量不超过几千ppm的条件下运行这些设备。有关出版物对美国和欧洲FGD 装置的运行经验进行了总结。尽管这些装置许多是成功的，但运行经验表明，氯化物加氟化物含量有时高达5000ppm的中等腐蚀性区域，需要较高合金化的不锈钢，而对于那些处于高温下原始冷凝液条件下的严重腐蚀性区域，采用镍基合金是必要的。

高性能不锈钢总体而言没有像316L和317L不锈钢那样经过广泛的评定，但它们比高钼316L不锈钢更受青睐，并广泛用于许多新建的FGD装置中的“中等腐蚀性”区域。研究者们试图根据氯化物和pH对 316L和317L不锈钢行为的影响，以及PRE值或CCT所反映出的相对耐点蚀或缝隙腐蚀性能，对高性能不锈钢的性能进行量化。代表性不锈钢的大致行为见图59。每一个钢种每条曲线的准确位置有待于通过现场经验得到证实，但是使用性能范围宽以及具有成本效益是毫无疑问的。在八十年代初，制造了大量的316LM和317LMN不锈钢吸收塔，pH约为4，氯化物含量高达几千ppm。这两种不锈钢在这些中等介质环境表现了良好的性能，并且还有一个好处，即费用比标准不锈钢增加较少。

当吸收塔中的氯化物含量开始超过约5，000ppm时，人们开始担心317LMN不锈钢在这类应用中的适用性。在这种情况下，A-4，A-6，D-3和D-4组的奥氏体和双相不锈钢是良好的候选材料，并且已在一定数量的实例中得到应用。对于这些更加苛刻的应用，这些钢种以及镍基合金的一个不利之处是它们与非金属衬、玻璃钢或耐酸砖相比较高的成本。然而，这些钢种已经非常成功地以复合板或壁纸的形式使用。寿命周期成本比较显示，这种结构用于吸收塔，其总成本大大低于橡胶衬的碳钢，无需橡胶衬所固有的维护性修补和修理。典型的寿命周期成本分析结果见图60。高质量的复合板加工和壁纸设计方法已经开发出来。

图59给出的随氯化物和pH而变的局部腐蚀性预测，不应当用于烟道和烟囱中的原始酸冷凝液等非常苛刻条件下的性能估计。当pH开始降到低于约1.0时，大多数不锈钢包括高性能不锈钢的腐蚀形式开始转向均匀腐蚀。酸性溶液中的腐蚀数据比较适用于这些环境。一般经验表明，只有最高合金化的镍基合金能用于有可能形成原始酸冷凝液的烟道或烟囱中。有一个例外是最新的A-6组的奥氏体高性能不锈钢，它对含氯化物的强酸有突出的耐蚀性。表30提供了这种性能的例子，表中给出了在城市垃圾焚烧炉急冷部分的试验架暴露试验结果，急冷后的溶液pH是0.5～1.0，含有非常高含量的氯化物和氟化物。A-6组的654 SMO不锈钢至少和同时试验的几种镍基合金表现一样好。这些试验还证实了在含氟化物的强酸中钛的不利影响。

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