Questo studio si concentra sul comportamento alla corrosione dei tubi alettati a spirale integrati in ambienti di gas di scarico di acido solforico a bassa temperatura, con particolare attenzione agli effetti delle diverse distanze di passo sulla resistenza alla corrosione dei tubi alettati in acciaio A106 Gr.B e ND, nonché sull'evoluzione delle loro microstrutture. I campioni sono stati prelevati da una linea di produzione industriale a laminazione a caldo, con l'acciaio A106 Gr.B con distanze di passo impostate a 8 mm, 11 mm e 13 mm e l'acciaio ND a 8 mm e 11 mm. Tutti i campioni sono stati rettificati a 1200 grit e quindi sottoposti a prove di corrosione per immersione in una camera a temperatura e umidità costanti. I parametri sperimentali coprivano temperature comprese tra 30 e 140 ℃, frazioni di massa di acido solforico dal 30 all'80 % e tempi di corrosione da 2 a 4 ore. La velocità di corrosione è stata calcolata utilizzando il metodo della perdita di peso, con unità di mg·cm^⁻²·h^⁻¹. Il numero di campioni paralleli era ≥3 e la deviazione standard relativa è stata controllata entro il 5 %.

La preparazione dei campioni metallografici ha seguito le procedure standard di inclusione, lucidatura e attacco con alcol nitrico al 4 %. Le osservazioni sono state effettuate utilizzando un microscopio ottico Axio Scope A1 e un microscopio elettronico a scansione a emissione di campo GeminiSEM 500. La dimensione del grano è stata valutata secondo il metodo di intercettazione ASTM E112 e la frazione di area perlitica è stata ottenuta calcolando la media di cinque punti in un campo visivo di 500× utilizzando il software ImageJ.

1. Il campione con un passo di 11 mm realizzato in materiale A106 Gr.B presentava la frazione di area perlitica più bassa (9,1 %), un livello di dimensione del grano di 7,5 e la massima uniformità microstrutturale. La velocità di corrosione corrispondente in condizioni di 60 ℃ e 35 % H_₂SO_₄ era di 35,7 mg·cm^⁻²·h^⁻¹, significativamente inferiore a quella del campione con passo di 8 mm (63,5 mg·cm^⁻²·h^⁻¹).
2. Il campione di acciaio ND con un passo di 8 mm presentava un livello di dimensione del grano di 8,0 e una frazione di area perlitica del 10,4 %. La sua velocità di corrosione nelle stesse condizioni era di 4,6 mg·cm^⁻²·h^⁻¹, solo il 13 % del valore minimo dell'acciaio 20G. L'analisi a dispersione di energia (EDS) ha indicato che si è formato un film di passivazione continuo contenente Cr, Cu e Sb sulla superficie dell'acciaio ND, con uno spessore di circa 80–120 nm, inibendo efficacemente la dissoluzione anodica.
3. Quando la temperatura era ≥80 ℃ e la concentrazione di acido solforico era ≥50 %, tutti e tre i materiali sono entrati nella zona di passivazione, con velocità di corrosione inferiori a 5 mg·cm^⁻²·h^⁻¹. L'effetto della distanza del passo sui risultati della perdita di peso è stato ridotto entro l'intervallo di errore.

La relazione tra microstruttura e proprietà indica che la perlite, come fase catodica, ha una differenza di potenziale di circa 60 mV con la ferrite, rendendola il sito di innesco del pitting. Per ogni diminuzione dell'1 % della frazione volumetrica di perlite, la velocità di corrosione si riduce in media di 2,3 mg·cm^⁻²·h^⁻¹. La raffinazione del grano accelera la corrosione nella zona di dissoluzione attiva, ma riduce la corrosione nella zona di passivazione aumentando la densità dello strato di film. Per ogni aumento di un livello della dimensione del grano, la velocità di corrosione nella zona attiva aumenta di 1,8 mg·cm^⁻²·h^⁻¹, mentre nella zona di passivazione diminuisce di 0,7 mg·cm^⁻²·h^⁻¹.

Sulla base dei dati sperimentali completi, si consiglia di utilizzare tubi alettati a spirale integrati con un passo di 11 mm di A106 Gr.B o un passo di 8 mm di acciaio ND in condizioni di gas di scarico della caldaia in cui la temperatura dei gas di scarico è ≤70 ℃ e la frazione di massa di H_₂SO_₄ corrispondente alla temperatura del punto di rugiada dell'acido solforico è ≤45 %, per bilanciare costi e resistenza alla corrosione. Il processo di laminazione dovrebbe controllare la temperatura di laminazione finale a 880–920 ℃ e la deformazione cumulativa a ≥60 % per ridurre la frazione volumetrica di perlite e migliorare l'uniformità microstrutturale.