浙江至德(de)鋼(gang)業有限公司酸洗車間管道(dao)的物料主要(yao)為含(han)水(shui)的氣液(ye)混合狀態氫(qing)氟(fu)酸,溫(wen)度(du)在350℃左右高(gao)溫(wen)含(han)氟(fu)化氫(qing),管道(dao)和管件選用分析如下。
1. 普(pu)通碳鋼
碳(tan)鋼(gang)(gang)廣泛應用于60%~70%以(yi)上(shang)的(de)氫氟酸和(he)無水(shui)氫氟酸溫度不(bu)宜(yi)超(chao)過65℃。在濃度邊界60%~65%時使(shi)用要特別小心,稀酸的(de)腐(fu)蝕(shi)性很強,根(gen)據試(shi)驗結果:碳(tan)鋼(gang)(gang)在93%酸內(nei)(20℃),腐(fu)蝕(shi)率為(wei)0.9mm/a,在48%酸內(nei),腐(fu)蝕(shi)率為(wei)13mm/a。低碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕(shi)性最好。
由(you)于(yu)(yu)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸與(yu)(yu)碳鋼(gang)(gang)作用(yong)(yong)能(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)其(qi)表面形(xing)成氟(fu)(fu)化鐵薄膜,阻(zu)止進一步腐(fu)蝕(shi),因(yin)此碳鋼(gang)(gang)普遍適(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)100℃以(yi)下(xia)的液相(xiang)或氣(qi)相(xiang)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸。溫度(du)超過(guo)100℃時,腐(fu)蝕(shi)速(su)率隨(sui)溫度(du)升(sheng)高而迅速(su)增加。為(wei)防(fang)止表面氟(fu)(fu)化鐵保(bao)護層遭(zao)到破(po)壞(huai),通常要(yao)求(qiu)流體流速(su)在(zai)(zai)(zai)(zai)室溫下(xia)不(bu)得(de)超過(guo)1m/s,在(zai)(zai)(zai)(zai)較高溫度(du)下(xia),線(xian)速(su)度(du)要(yao)求(qiu)更低(di)(di)。這種(zhong)限(xian)制也(ye)(ye)適(shi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)與(yu)(yu)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸接觸(chu)的其(qi)他(ta)金屬。對于(yu)(yu)HF(氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸)水溶液,其(qi)腐(fu)蝕(shi)速(su)率隨(sui)濃(nong)(nong)度(du)增加而降低(di)(di)。HF濃(nong)(nong)度(du)為(wei)85%時就產生某種(zhong)程度(du)的腐(fu)蝕(shi);濃(nong)(nong)度(du)75%時,年腐(fu)蝕(shi)率為(wei)0.5mm;濃(nong)(nong)度(du)65%時,年腐(fu)蝕(shi)率為(wei)1.5mm。因(yin)此在(zai)(zai)(zai)(zai)HF濃(nong)(nong)度(du)低(di)(di)于(yu)(yu)70%時,不(bu)推薦使用(yong)(yong)碳鋼(gang)(gang)。低(di)(di)于(yu)(yu)60%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸即(ji)使在(zai)(zai)(zai)(zai)低(di)(di)溫下(xia)也(ye)(ye)能(neng)迅速(su)地腐(fu)蝕(shi)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)。即(ji)使是濃(nong)(nong)度(du)大于(yu)(yu)85%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)酸,如果(guo)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)沒有進行消除晶(jing)格缺(que)陷和應力,也(ye)(ye)可能(neng)發(fa)生原子氫(qing)(qing)向鋼(gang)(gang)板內層遷移,引(yin)起“起泡”現象(xiang)。
2. 鑄鐵(tie)
普(pu)通鑄鐵(tie)對(dui)氫(qing)氟酸的耐腐蝕能(neng)力遠遠不及(ji)碳鋼和(he)鑄鋼,因此與氫(qing)氟酸接觸(chu)的部件不宜采(cai)用。
3. 不(bu)銹鋼
氫氟酸能破壞不銹鋼表面的保護膜。但是,室溫下無水氟化氫可以用不銹鋼。一般不銹鋼不用來處理氟化物溶液。稀氫氟酸中如果含有硝酸或其他強氧化劑,可以減輕對不銹鋼的腐蝕。
高合金不銹鋼(gang)對充氣的(de)氫氟(fu)酸(suan)有較好的(de)耐蝕性,也適(shi)用于無水氟(fu)化(hua)氫,但使用60%以下的(de)酸(suan)時要(yao)小心。有些工(gong)廠(chang)用此(ci)材料制作泵(beng)、閥、噴嘴等。
奧氏(shi)體鎳鉻鋼(gang)對(dui)(dui)氫氟酸(suan)(suan)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)能力并不優于碳鋼(gang),而(er)且不能用于較高溫(wen)度(du)。在室溫(wen)下(xia),濃度(du)低于10%的(de)氫氟酸(suan)(suan)對(dui)(dui)奧氏(shi)體鋼(gang)(316型)有(you)中等(deng)的(de)腐(fu)蝕(shi)性。高合(he)金奧氏(shi)體鋼(gang)(如Car-penter20和(he)Durimet20)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性較好(hao),而(er)蒙耐(nai)爾、哈氏(shi)C則具有(you)更好(hao)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性。在選用20號合(he)金管(guan)材時,建議首選無縫管(guan)而(er)不用焊(han)管(guan)。
奧氏體鋼(gang)在稀氫氟(fu)酸中100℃以(yi)上(shang)能(neng)產生應力(li)裂紋。在氟(fu)離子的存在下(xia),即使(shi)在較低溫度(du)也(ye)可能(neng)促進(jin)應力(li)腐蝕(shi)裂紋的形成,特別是304不(bu)銹鋼(gang),如果不(bu)進(jin)行充分的應力(li)釋放,這種(zhong)現象尤為嚴重。
4. 鎳、蒙耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金(jin)
蒙耐爾在室溫下對濃度高于50%的(de)氫氟(fu)(fu)酸有很好的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性,為了(le)防止鈍(dun)化層(ceng)破壞,同樣(yang)也要求限制物料的(de)流速和攪動。對于無水(shui)至50%的(de)氫氟(fu)(fu)酸,在溫度達(da)到(dao)80℃以上(shang)時出現一定程度的(de)腐蝕(shi)(shi)。
冷(leng)成形(xing)或焊(han)接(jie)(jie)的(de)(de)蒙耐爾(er)制(zhi)品,如果(guo)沒(mei)有進行有效(xiao)的(de)(de)應(ying)力釋放,將(jiang)(jiang)發生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)裂紋。在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)時,不要使用蒙耐爾(er)60焊(han)條,否則(ze)焊(han)縫(feng)將(jiang)(jiang)被HF腐(fu)蝕(shi)。氧(yang)化劑和還原(yuan)硫化合物(wu)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)會(hui)增大所有這些材料的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率。
5. 銅、青銅(Bronze)
銅(tong)在(zai)室溫(wen)(wen)下(xia)可(ke)用于(yu)(yu)濃度60%~90%的(de)氫氟酸(suan),到達沸點溫(wen)(wen)度時(shi)出現中等程度的(de)腐蝕。青銅(tong)在(zai)室溫(wen)(wen)下(xia)也具有(you)(you)可(ke)接受的(de)抗腐蝕性,有(you)(you)時(shi)用它來制造(zao)氫氟酸(suan)泵體部件(jian),但不適用于(yu)(yu)較高溫(wen)(wen)度。
6. 塑料
聚甲基丙烯(xi)酸甲酯、聚四氟乙(yi)烯(xi)可用(yong)于氟化氫(qing)氣體的設(she)備和管道。