1、油田污水换热器选材参考目 录三、选材参考因素 .2热导率 .2抗腐蚀性能 .4腐蚀极其特点 .4腐蚀分类 .4腐蚀评价方法 .6几种合金的耐 Cl腐蚀性能 7四、结论 .17五、原材料参考价格 .18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
2、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
3、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/mK，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
4、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导热系数 导热系数 化学式 材料名称 W/mK 合金成分 材料名称 W/mKAg 银 429 71Cu-8Zn-1Sn 锡黄铜 111Cu 铜 401 76Cu-22Zn-2Al 铝黄铜 100Au 金 317 70Cu-30Zn 黄铜 99Al 铝 237 85Cu-15Zn 红黄铜 159Mg 镁 148 1Cr-0.5Mo 铬钼合金 42Ni 镍 90 2.25Cr-0.5Mo 铬
5、钼合金 38Fe 铁 80 5Cr-0.5Mo 铬钼合金 35Sn 锡 67 12Cr-1Mo 铬钼合金 28Pb 铅 34.8 90Cu-10Ni 铜镍合金 71Ti 钛 14.63 70Cu-30Ni 铜镍合金 29导热系数 17Cr-12Ni-2Mo 不锈钢 316 16合金成分 材料名称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：http:/ 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
6、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 15-50 W/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 10-80 W/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：1=1 1+ +1 2+1+2式中， ：管程流体传热系数； 1：壳程流体传热系数； 2：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
7、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 10-80 W/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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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
17、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（Inconel Alloy）、因科洛伊合金（Incoloy Alloy）、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：
18、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
19、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
20、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(Hastelloy alloy)、英科耐尔（Inconel Alloy ）、因科洛伊合金（Incoloy Alloy ）、蒙乃尔合金（Monel Alloy）、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
21、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
22、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
23、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 25072205，B30B10。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
24、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
25、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 (57100)1
26、0 6 时，pH=4 时，Cl 为 170106 ，温度 50时的腐蚀速率最大，pH=6 时，Cl 为 170106 ，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 1 50时 2205 的腐蚀速率图 1 显示了 pH=6 时，氯离子浓度为 0-100106 时，腐蚀速率逐渐降低，当氯离子浓度升高到 170106 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
27、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
28、，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。(Ijsseling F P, Drolenga L J P, Kolster B H. Influence of temperature on corrosion product film formation on CuNi10Fe in the low temperature rage, I-Corrosion rate as a function of temperature in well aerated sea water.J Br. Corrosion J.,1982,17(4):162-167.
29、)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
30、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
31、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
32、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
33、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 0.5 mm/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，不耐冲刷腐蚀，在含沙的水质环境中，其耐蚀性能大大降低。B10 能允许的最大海水流速可参照英国舰船轮机规范。因此，当选用 B10 作换热器的材质时应注意一下几点：(1)应控制 B10 镍铜管的流速，
34、尤其应考虑带泥砂等杂质的过滤管系的影响。(2)B10 镍铜管与配件宜采用手工氩弧焊对接连接。(3)为了使 B10 镍铜管在海水中能形成完整的保护片腐蚀产物膜，确保 B10镍铜管的预期使用寿命，B10 镍铜管与配件在对接焊前, 一定要清除管端的油污, 一则保证焊接质量，二则避免管内局部碳膜的形成。(4)防止因沉积而引起局部保护膜的破坏，导致点蚀发生，以在 B10 镍铜管内表上形成完整的保护膜。二、B30 也是优秀的海水换热器材质，在同样的腐蚀条件下，其腐蚀速率约为 B10 的 1/3-1/2；B30 同样存在不耐冲刷腐蚀的问题，其注意事项同 B10；其耐冲刷的速率上限比 B10 高，一般设计中，
35、B30 的水流速不操过 3m/s。三、2205 和 2507 均具有较好的耐蚀性，在 Cl浓度为 1100mg/lL 时，2507 不会发生点蚀与缝隙腐蚀。因腐蚀与温度有较大的关系，2205 在 Cl浓度为 1100mg/lL，温度高于 32时，存在缝隙腐蚀的风险。因此，若采用 2205做换热器的材料，应采取措施消除管件连接的缝隙及晶间间隙(比如工程中不要采用螺纹连接、法兰间采用非金属垫片以阻止产生晶间缝隙)。原材料参考价格另附上各种合金的原材料价格以供参考：合金材料 管材价格(元/kg)Hastelloy 600 左右Inconel 600 左右Incoloy 600 左右Monel 400-500超级不锈钢 254SMo 200-250（板材为主）超级不锈钢 904L 200 左右双相钢 2205 50 左右双相钢 2507 90 左右铜镍合金 B10 65 左右铜镍合金 B30 105 左右
