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随着工业生产的迅速发展，社会对环境保护的要求不断提高。电除尘器作为一种治理大气粉尘污染的设备，已广泛应用于工业生产。
电除尘器所处的工作环境通常较为恶劣，服役一段时间后除尘效果明显下降。某厂电除尘器中使用的极线是锯齿线（结构如图1所示），服役2年后电除尘器极线发生严重的氧化腐蚀，腐蚀产物大量剥落，极线变薄失效。据了解，该极线所处的工作环境为煤气、CO2、O2、氧化铁粉尘等，温度为150℃以上。
图1 电除尘器极线结构示意图
试验方法
1
宏观检查
宏观检查发现，电除尘器极线发生严重的氧化腐蚀，呈深褐色和红棕色，腐蚀产物剥落（见图2），极线的宽度、齿高和厚度发生明显变化。
图2 电除尘器极线宏观形貌
2
材质分析
电除尘器极线的化学成分分析结果表明，该极线的成分符合德国DIN标准对耐热钢X10CrAl7的要求（见表1）。
表1 极线的化学成分分析结果和X10CrAl7的成分标准
3腐蚀产物分析
将电除尘器极线截面抛光处理后在扫描电镜下观察发现，极线表面存在氧化腐蚀层，厚度约为0.030mm。另外还有一条向内部扩展的裂纹，深度约为0.060mm。
对级线上的腐蚀产物进行能谱分析，分析位置和结果如图3和表2所示。能谱分析结果表明，氧化腐蚀层中存在氧、氯等氧化腐蚀性元素。
元素的面扫描分析结果如图4所示，由结果可见：裂纹中富集氧元素；紧靠基体表面主要含铬、铁的氧化物，相对较均匀；外面一层富集氯、钾元素；表面存在分布不连续的含铬、铁氧化物（见图4）。
表2 电除尘器极线表面氧化腐蚀处的能谱成分分析结果
图3能谱分析位置示意图
(a)分析部位3；(b)分析部位4；(c)分析部位5
图4 电除尘器极线截面的元素面分布
(a)电子像；(b)氧元素面分布；(c)铬元素面分布；
(d)铁元素面分布；(e)氯元素面分布；(f)钾元素面分布
4金相检验
金相检验结果发现，电除尘器极线中的非金属夹杂物含量为：A0，B0，C0，D2；显微组织为奥氏体，奥氏体晶粒粗大（大于1级）；极线表面存在沿奥氏体晶界向内扩展的裂纹。
图5 极线截面抛光态形貌
图6 极线截面腐蚀态形貌
分析与讨论
一般来说，奥氏体晶粒在较高温度下会长大，由于晶粒长大，晶界也变得相对较粗大。从实验结果来看，电除尘器极线服役现场的温度可能相当高。
失效的电除尘器极线所使用的材料为X10CrAl7耐热不锈钢，含铬不锈钢的氧化是首先在金属表面生成较致密的Fe(Fe2-x)CrxO4，然后在外层形成Fe3O4和Fe2O3。随着氧化腐蚀层厚度的增加，腐蚀介质扩散（传送）到金属表面和腐蚀产物朝相反方向的扩散比较困难，引起腐蚀作用的阻滞。
但是，由于电除尘器极线的氧化腐蚀产物中存在Cl元素，而Cl-会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，加速活性区金属溶解，同时释放出气态的氯。释放出的气态氯能扩散到氧势较低的氧化膜-基体界面处，与基体反应生成易挥发的金属氯化物。
在通过氧化膜内的缺陷向外扩散的过程中，该氯化物随氧势的升高又重新向氧化物转变，这种转变会在氧化膜内产生应力，破坏氧化膜的致密性及与基体的黏附性，进一步的加速腐蚀。氯化物向氧化物转变时释放出的部分Cl2将重新返回到基体表面继续参与反应，直到氯盐被消耗尽。
在此过程中，Cl2起到一种自催化作用，因而电除尘器极线外层的氧化产物遭到严重破坏，造成氧化皮剥落，而内层较致密的氧化膜尚未受到破坏，这时腐蚀阻滞作用降低，氧化腐蚀速度加快，结果导致电除尘器极线不断变薄。
结 论
1.氯离子对氧化腐蚀产物造成破坏，降低腐蚀的阻滞作用，加快氧化腐蚀速度，结果导致电除尘器极线表面发生严重的氧化腐蚀，极线不断变薄。
2.极线材料中的奥氏体晶粒长大，晶界也相对较粗，在氧化腐蚀气氛中容易发生开裂。
措施与建议
1.查明电除尘器现场环境中氯离子的来源，采取合适的措施排除或控制氯离子的破坏作用，延长极线的使用寿命。
2.铬钢中的含铬量在4～6%（质量分数，下同）时，其在空气中的耐热温度高为650℃，而要耐1050～1100℃的高温，铬含量则需要达到27%，因此需要了解实际工况温度，选择合适的极线材料。
3.Fe—Cr合金经预氧化处理，其表面会生成一层致密的Cr2O3氧化膜，能明显改善抗高温氧化性能，因此可考虑对电除尘器极线采用预氧化处理，延缓其氧化腐蚀进程。
