二氧化硫（SO?）腐蝕是材料在含二氧化硫氣體環(huán)境中發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料性能退化（如金屬氧化、涂層起泡、混凝土劣化等）。該腐蝕現(xiàn)象常見于燃煤電廠、石油化工、冶金、垃圾焚燒等領(lǐng)域。以下是關(guān)于二氧化硫腐蝕的全面解析：

一、腐蝕機(jī)理

1. 直接化學(xué)反應(yīng)

• 混凝土：SO?與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成石膏（?），導(dǎo)致體積膨脹開裂。

• 金屬涂層：有機(jī)涂層吸濕后，SO?滲透引發(fā)電化學(xué)腐蝕。

• 金屬腐蝕：$${\text{SO}}_2+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{H}}_2{\text{SO}}_3(\text{亞硫酸})$$亞硫酸進(jìn)一步氧化為硫酸（${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$），與金屬反應(yīng)生成硫化物或硫酸鹽（如鐵銹：(）。

• 非金屬材料：

2. 電化學(xué)腐蝕（濕大氣環(huán)境）

• 在濕度較高（>60% RH）時(shí)，SO?溶解于水膜形成電解質(zhì)溶液，加速金屬的陽極溶解（如鐵的氧化）。

二、影響因素

三、常見測試方法與標(biāo)準(zhǔn)

1. 氣體腐蝕試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)室模擬）

• ASTM G87（酸性氣體腐蝕試驗(yàn)）

• 條件：SO?濃度10~100 ppm，溫度25℃±2℃，濕度95% RH，持續(xù)時(shí)間1~28天。

• 應(yīng)用：金屬板材、涂層、電子設(shè)備。

• ISO 9227 NSS（中性鹽霧試驗(yàn)，可摻入SO?）

• 在鹽霧中添加SO?氣體（濃度50~200 ppm），模擬工業(yè)大氣環(huán)境。

• DIN 50018（濕硫化氫/二氧化硫試驗(yàn)）

• 適用于高濕環(huán)境下鋼鐵材料的腐蝕評估。

2. 現(xiàn)場暴露試驗(yàn)

• 典型場景：燃煤電廠煙囪、化工廠煙氣管道。

• 參數(shù)監(jiān)測：定期檢測材料表面腐蝕速率（失重法）、微觀形貌（SEM）及腐蝕產(chǎn)物成分（XRD/EDS）。

3. 加速腐蝕試驗(yàn)

• 復(fù)合氣體腐蝕：SO?與Cl?、H?S等混合氣體，模擬復(fù)雜工業(yè)環(huán)境（如ASTM G91）。

• 濕熱-氣體耦合試驗(yàn)：結(jié)合高溫高濕（如85℃/85% RH）與SO?暴露，加速老化。

四、典型應(yīng)用領(lǐng)域與失效案例

五、防護(hù)技術(shù)

1. 材料選擇

• 金屬：采用耐蝕合金（如哈氏合金C-276）、鍍鋅/鍍鋁層。

• 非金屬：環(huán)氧樹脂涂層、聚四氟乙烯（PTFE）襯里。

2. 表面處理

• 鈍化處理（如鋼鐵發(fā)藍(lán)處理）、陰極保護(hù)（犧牲陽極法）。

3. 環(huán)境控制

• 煙氣脫硫（FGD）：使用石灰石-石膏法降低SO?排放。

4. 定期維護(hù)

• 檢測腐蝕速率，修復(fù)破損涂層，更換老化部件。

六、安全注意事項(xiàng)

1. 毒性防護(hù)：SO?為刺激性氣體，試驗(yàn)需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，操作人員佩戴防毒面具（如A級防護(hù)）。

2. 設(shè)備密封：防止氣體泄漏，試驗(yàn)箱需配備尾氣處理裝置（如堿液吸收塔）。

3. 應(yīng)急措施：泄漏時(shí)啟動緊急排風(fēng)系統(tǒng)，避免直接接觸皮膚或吸入。

七、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范參考

1. 國際標(biāo)準(zhǔn)

• ASTM G87（酸性氣體腐蝕試驗(yàn)）

• ISO 9227（鹽霧試驗(yàn)，可摻入SO?）

• NACE TM0177（石油天然氣行業(yè)腐蝕測試）

2. 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

• GB/T 10125-2021（人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)）

• HG/T 4755-2014（化工設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范）

八、總結(jié)

二氧化硫腐蝕是工業(yè)環(huán)境中材料失效的主要誘因之一，需通過實(shí)驗(yàn)室模擬（如ASTM G87）或現(xiàn)場監(jiān)測評估材料耐蝕性。防護(hù)需結(jié)合材料升級、表面處理與環(huán)境治理（如煙氣脫硫）。對于關(guān)鍵設(shè)備（如燃煤電廠煙囪），建議采用加速腐蝕試驗(yàn)（如濕熱-SO?耦合試驗(yàn)）預(yù)測壽命，并定期維護(hù)以降低風(fēng)險(xiǎn)。