浙江(jiang)至德鋼業有限公司酸洗車間管道的(de)物料主要為含(han)水的(de)氣液混合狀態(tai)氫(qing)氟酸,溫度在350℃左右高溫含(han)氟化氫(qing),管道和管件選用(yong)分析(xi)如(ru)下。
1. 普通碳鋼(gang)
碳(tan)鋼(gang)廣泛應用于(yu)60%~70%以上的氫氟(fu)酸和無(wu)水氫氟(fu)酸溫度不宜(yi)超過65℃。在(zai)濃度邊(bian)界(jie)60%~65%時使用要特別小心(xin),稀酸的腐(fu)蝕性(xing)很強,根據試(shi)驗結果:碳(tan)鋼(gang)在(zai)93%酸內(20℃),腐(fu)蝕率(lv)為(wei)0.9mm/a,在(zai)48%酸內,腐(fu)蝕率(lv)為(wei)13mm/a。低碳(tan)鋼(gang)的耐蝕性(xing)最(zui)好。
由(you)于(yu)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)與(yu)碳(tan)鋼(gang)作(zuo)用(yong)能在(zai)其表(biao)(biao)面形成氟(fu)(fu)(fu)化鐵薄膜,阻止(zhi)進一(yi)步腐(fu)(fu)蝕(shi),因(yin)此(ci)碳(tan)鋼(gang)普遍(bian)適用(yong)于(yu)100℃以下的液相(xiang)或(huo)氣相(xiang)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)。溫度(du)超過100℃時,腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率隨溫度(du)升高(gao)而(er)(er)迅(xun)速(su)(su)(su)增(zeng)加。為防止(zhi)表(biao)(biao)面氟(fu)(fu)(fu)化鐵保護層遭到破壞(huai),通常要求流體流速(su)(su)(su)在(zai)室溫下不(bu)得超過1m/s,在(zai)較(jiao)高(gao)溫度(du)下,線速(su)(su)(su)度(du)要求更低(di)。這種(zhong)限制也(ye)(ye)適用(yong)于(yu)與(yu)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)接觸(chu)的其他金屬。對于(yu)HF(氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan))水溶液,其腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率隨濃(nong)度(du)增(zeng)加而(er)(er)降低(di)。HF濃(nong)度(du)為85%時就(jiu)產生(sheng)某種(zhong)程(cheng)度(du)的腐(fu)(fu)蝕(shi);濃(nong)度(du)75%時,年(nian)腐(fu)(fu)蝕(shi)率為0.5mm;濃(nong)度(du)65%時,年(nian)腐(fu)(fu)蝕(shi)率為1.5mm。因(yin)此(ci)在(zai)HF濃(nong)度(du)低(di)于(yu)70%時,不(bu)推(tui)薦使(shi)用(yong)碳(tan)鋼(gang)。低(di)于(yu)60%的氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)即(ji)使(shi)在(zai)低(di)溫下也(ye)(ye)能迅(xun)速(su)(su)(su)地腐(fu)(fu)蝕(shi)鋼(gang)材。即(ji)使(shi)是濃(nong)度(du)大(da)于(yu)85%的氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan),如果(guo)鋼(gang)材沒有進行(xing)消除(chu)晶格缺陷(xian)和應力,也(ye)(ye)可能發生(sheng)原子(zi)氫(qing)向鋼(gang)板內(nei)層遷移(yi),引起(qi)“起(qi)泡(pao)”現象。
2. 鑄鐵
普通鑄鐵對氫(qing)氟酸的耐腐(fu)蝕能力遠遠不(bu)及(ji)碳鋼(gang)和鑄鋼(gang),因此與氫(qing)氟酸接觸的部件不(bu)宜采用。
3. 不銹(xiu)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(he)金不銹鋼對充(chong)氣的(de)(de)氫(qing)氟酸(suan)有(you)較好的(de)(de)耐蝕性,也適用于無水氟化氫(qing),但使(shi)用60%以下的(de)(de)酸(suan)時要小心(xin)。有(you)些工(gong)廠用此材料制作(zuo)泵、閥、噴嘴等(deng)。
奧氏體鎳鉻鋼(gang)對氫氟酸(suan)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕能力并不(bu)優于碳(tan)鋼(gang),而(er)且(qie)不(bu)能用(yong)于較高溫度(du)。在室溫下,濃(nong)度(du)低于10%的(de)氫氟酸(suan)對奧氏體鋼(gang)(316型)有(you)(you)中等的(de)腐(fu)蝕性。高合金(jin)奧氏體鋼(gang)(如Car-penter20和Durimet20)耐(nai)腐(fu)蝕性較好,而(er)蒙(meng)耐(nai)爾、哈氏C則具有(you)(you)更好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。在選用(yong)20號合金(jin)管(guan)材時,建議首選無縫管(guan)而(er)不(bu)用(yong)焊管(guan)。
奧氏體鋼在(zai)稀氫氟(fu)酸(suan)中100℃以(yi)上能產生應(ying)力裂紋(wen)。在(zai)氟(fu)離子的存在(zai)下,即(ji)使在(zai)較低(di)溫度也可(ke)能促進應(ying)力腐蝕裂紋(wen)的形(xing)成(cheng),特別是304不銹鋼,如果不進行充分的應(ying)力釋放(fang),這種現象尤為嚴重。
4. 鎳(nie)、蒙(meng)耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金
蒙耐(nai)爾(er)在(zai)室溫(wen)下對濃(nong)度(du)高于50%的(de)氫(qing)氟酸有(you)很好(hao)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性,為了防止鈍化(hua)層破壞,同(tong)樣也(ye)要求限制物料(liao)的(de)流速和(he)攪(jiao)動。對于無水至50%的(de)氫(qing)氟酸,在(zai)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)80℃以上(shang)時出現一定程度(du)的(de)腐(fu)蝕。
冷成(cheng)形(xing)或焊(han)接的(de)蒙(meng)(meng)耐(nai)爾制品(pin),如果沒有進行有效的(de)應力釋放(fang),將發生應力腐蝕裂紋。在(zai)(zai)焊(han)接時,不要(yao)使(shi)用(yong)蒙(meng)(meng)耐(nai)爾60焊(han)條,否(fou)則焊(han)縫將被(bei)HF腐蝕。氧化(hua)劑和還(huan)原硫化(hua)合物的(de)存在(zai)(zai)會增大所有這些材料的(de)腐蝕速率。
5. 銅、青銅(Bronze)
銅(tong)在室(shi)溫(wen)(wen)下可(ke)用于(yu)濃度60%~90%的(de)氫氟(fu)酸,到達沸點溫(wen)(wen)度時(shi)出現中等(deng)程度的(de)腐(fu)蝕。青銅(tong)在室(shi)溫(wen)(wen)下也具有可(ke)接受的(de)抗腐(fu)蝕性,有時(shi)用它來制造氫氟(fu)酸泵體(ti)部件,但不適用于(yu)較高溫(wen)(wen)度。
6. 塑料
聚甲基丙烯酸(suan)甲酯、聚四氟乙烯可用于(yu)氟化氫氣體的(de)設備和(he)管(guan)道。