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在工业火灾中,烟气腐蚀作为非热损伤会给远场区域带来重大损失,原因在于物质燃烧可产生腐蚀性烟气,且烟气具有扩散性和短时快速腐蚀效应,高湿度的环境还可以进一步促进腐蚀作用。对烟气环境中金属腐蚀的全面认识可为烟气损伤判断提供参考,并为灾后及时施救提供指导。本论文主要工作如下:基于以往试验方案的经验和优势,针对烟气对金属的腐蚀性测试建立了一套新的实验系统。整个系统不仅保留了 DIN测试法的优点(良好的重复性、不同材料试验的差异性,腐蚀响应与已知的材料化学成分的一致性),还利用了直接测量的方式研究了金属腐蚀。选用三种常用金属——6061铝合金、304不锈钢和1010碳钢进行烟气腐蚀试验,在环境温度为15°C-45°C,相对湿度为65%-95%的情况下,将金属样品放置于在由4g、7g、10g和14.5gPVC燃烧产生的烟气氛围(环境容积100L)中。通过失重法测量腐蚀动力学,综合提炼了结合环境温度、相对湿度和PVC质量的金属腐蚀质量损失评估模型,通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察金属表面形貌,运用能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析金属表面的腐蚀产物。6061铝合金在PVC烟气下产生的腐蚀动力学符合线性规律。在96小时的腐蚀时间内,6061铝合金的腐蚀质量损失随着PVC质量和环境温度的增加呈线性增长,随相对湿度的增加呈指数增长趋势。随着腐蚀时间的延续,烟气中的点蚀特征越来越明显,在金属表面形成小凹坑和具有微裂纹的不规则的白色块状腐蚀产物。6061铝合金在PVC烟气下的主要腐蚀产物为氢氧化铝Al(OH)3、氯化铝AlC13和可溶性氯氧化铝Al(OH)2Cl。304不锈钢在PVC烟气中的腐蚀动力学符合幂函数规律,在钝化效应下腐蚀程度呈现下降趋势。在96小时的腐蚀时间内,304不锈钢的腐蚀质量损失随PVC质量的增加呈指数增长,并随着相对湿度的增加呈线性增长。在96小时之前,质量损失随环境温度的增加呈线性增长,在96小时的时候,随环境温度的增加呈指数增长。随着腐蚀时间的延续,304不锈钢在烟气中的点蚀特征愈发明显。在金属表面出现的非晶态层状结构是最常见的形态,并伴随有少量的凹坑和锈蚀突起物。在PVC烟气氛围下,形成的磁铁矿和水合氧化铁逐渐覆盖表面,减缓了 304不锈钢的腐蚀速率。主要的腐蚀产物是磁铁矿Fe3O4和水合氧化铁FeOOH,还有少量的三氯化铬CrC13和氯化亚铁FeCl2。1010碳钢在PVC烟气中的腐蚀动力学符合幂函数规律。在96小时的腐蚀时间内,1010碳钢样品的腐蚀质量损失随PVC质量的增加呈线性增长,并且与温度的二次方程成指数关系。在72小时之前,质量损失随相对湿度的增加呈指数增长,72小时后随相对湿度的增加呈线性增长。随着湿度的增加,表面上的橙色点蚀变成橙色块状和棕色粉末腐蚀产物;PVC质量和温度的上升都会导致金属基底和粉末腐蚀产物的颜色从棕色变为黑色。高温同时也会导致金属表面形成易分离的上层腐蚀层。在PVC产生的烟气氛围下,腐蚀生成的磁铁矿和水合氧化铁逐渐覆盖碳钢的表面,形成黑色补丁、虫巢、鸟巢和带刺的薄片状形貌。1010碳钢在PVC烟气氛围中的主要腐蚀产物是磁铁矿Fe3O4和水合氧化铁FeOOH,还有少量的氯化亚铁FeCl2。基于上述测量结果分析了常见金属在PVC烟气下的腐蚀机理。根据碳钢出现不同表面形态和腐蚀产物所对应的质量损失阈值,建立了腐蚀程度评估模型。为验证该模型的有效性,对一个工业厂房在火灾后现场环境中烟气对金属的腐蚀效应进行了实地调查。在火灾发生后第4天进行的调查中,测量了局部区域的温度和湿度以及设备表面离子污染物的浓度,并收集了金属样品。通过光学显微镜和3D激光显微镜,SEM/EDS和XRD对金属样品进行测量和分析,比较了不同烟气污染浓度下的腐蚀程度。对比结果发现根据评估PVC烟气中碳钢腐蚀程度的模型得到的结果与工业火灾现场勘查的测量结果相吻合。