耐硫酸腐蚀材料的选用

耐硫酸腐蚀材料的选用 邢 柏 如 硫酸是一种产量最大的化工产品 , 它直接或简接地几乎用于所有各工业部门 , 是国民经 济中必不可少的东西 。 硫酸 的耗用量 , 象钢铁和电力一样可以用来作为判断国民经济发展水 平的尺码 。 硫酸的主要用途是生产盐酸和其他化工产品 , 如制造化肥 、 染料 、 药品、 色素 、 炸药 、 合成洗涤剂 、 人造丝和其他化学纤维等 , 另外还用于石油的精炼 、 蓄电池 、 钢和其他 金属材料的酸洗 、 金 属的冶炼和提纯以及生产合成酒精和合成橡胶等等 。 由于硫酸的强烈腐 蚀性 , 使生产硫酸和使用硫酸的设备造成了严重的腐蚀 。 为了防止或减轻这种腐蚀 , 保证生 产的顺利进行 , 各种硫酸设备的材料必须根据硫酸的腐蚀特性以及各种材料的耐蚀性能进行 正确的选择和合理的使用 。 一 、 硫酸的腐蚀特性� 硫酸主要是用接触法和铅室法生产的 。 硫或硫化物 , 如硫化铜矿石经过燃烧生成二氧化 硫 , 在氧和催化剂的作用下 , 二氧化硫变成了三氧化硫 , 三氧化硫溶介于水即得硫酸 。 当硫 酸浓度大于 � ! , 并含有游离三氧化硫气体时被称为发烟硫酸 。 例如含有 ∀ !游离三氧化 硫气体的酸被称为 ∀ !发烟硫酸或 � # ∃ % !硫酸 。 稀硫酸是一种非氧化性酸 , 随着浓度的提高 , 硫酸就会变成氧化性酸 , 它可以被还原成 二氧化硫 。 因此浓硫酸可以使钢和铁钝化 , 使普通钢铁在浓硫酸中成为耐蚀 。 但是硫酸会吸 收空气中的水份 , 一旦硫酸被稀释到 &∋ ! 以下浓度时 , 碳钢和铸铁的设备就会受到严重的腐 蚀 。 在非氧化性的稀硫酸中 , 钢和铁不能通过在表面生成氧化膜而钝化 。 氧和其他氧化剂的 存在会改变稀硫酸的腐蚀特性 。 但是在浓硫酸中 , 由于浓硫酸本身是一种氧化剂 , 因此氧和 氧化剂就不会改变浓硫酸对金属的腐蚀特性 , 正如不锈钢在硝酸中那样不受通氧或不通氧的 影响 。 二 、 碳素钢的耐硫酸腐蚀特性 � 碳素钢广泛地被用作室温下浓度大于 ( !的硫酸设备 , 如贮槽 、 管线 、 槽车和船仓等。 通常盛装 (∋ ! 、 )∗ ! 、 )∋ !的硫酸和发烟硫酸 。 图 � 表示碳素钢在浓硫酸中硫酸浓度和温度 对腐蚀率的影响 。 等腐蚀曲线显示 , 在硫酸浓度为 � � !附近 , 曲线明显下凹 , 表明此处腐蚀 迅速增加 , 选用碳素钢时要特别注意 。 在硫酸浓度 ∋% ! 附近 , 曲线也稍有下凹 , 表明此处腐 蚀稍有增加 。 曲线的虚线部分表示数据不足 , 曲线位置多少是带有推测性的。 图 � 也表明 , 不论在什么温度下 , 在小于 &% !的硫酸中 , 碳素钢是不能使用的 。 温度在 &% 以上时 , 不论 硫酸浓度多大 , 碳素钢一般也不能使用 。 较高的流动速度会增加硫酸对碳素钢的腐蚀 , 如碳素钢制的泵使用寿命很短 , 但是每秒 几叹的流动速度 , 似乎还不会改变它的腐蚀特性 。 固体悬浮物会引起碳素钢的磨损腐蚀 。 充空气对碳素钢在浓硫酸中的腐蚀影响很小 , 因为浓硫酸本身是氧化性的 。 但是发现 “空 一 ∗ ) 一 气泡” 对通浓硫酸的管线却有破坏作用。 例如一根通 )∗ !硫酸的碳素钢管线 , 使用一段时间 后发现沿着管子内壁的顶部出现沟槽 , 沟槽深而锐利 , 而在管子的其他内表面上几乎没有腐 蚀 。 这显然是由沿着管子内壁上方浮动的 “空气泡” 引起的。 空气是通过泵的垫料处吸入 , 并随着流动的硫酸进入系统内部 、 这种 “空气泡” 的破坏作用可以通过排出空气或防止空气 从泵 、 阀等处进入管线而得到克服 。 碳素钢在浓硫酸中使用 , 因焊接等原因受热后 , 在局部地区会 出现 “牛皮癣” 腐蚀 , 这 是由于珠光体组织受热后球化引起的 , 将碳钢经 ∋ % +,左右的正火处理后可 以防止 “牛皮癣” 腐蚀的发生 。 三、 低合金钢的耐硫酸腐蚀特性� 低合金钢在硫酸中的耐蚀性大体和碳素钢相似 , 但是含铜或含相 的某些低合金钢在室温 稀硫酸中的耐蚀性有所提高。例如 ) ,曰丙−. 钢在室温稀硫酸中具有比普通碳素钢好得多的耐 蚀性 , 在浓硫酸中的耐蚀性和普通碳素钢相似 。 ),/ 0 −. 钢的成份和性能见表 � 。 表 � ∃ ), / 0 − . 钢的化学成份和性能一止生一立一一竺一上匕里一一一上一 里竺竺生竺上垫兰一 1 1 112 】 3 3 】 、。 】 八 ∃ � , 4 5 1 ∃ 1 1 �一 1 , 1 1 � 61 7 1 , 1 1 � 8 , , 8 , 9 一 : ; 1一二止二 � ‘一” 8 一 “ < ” 8 ““ �“ ”’一 8“ ‘’一 8兰土<<三二1一鉴)挤∀ 4夕·‘, , · ∗ ,卜∗% = ·“%卜, , , ·% 卜‘“= · ∗。<“·∀”=”· ‘叫 % � ∗ ∋ < ∗& < ‘∗ 在 室 温 硫 酸 中 的 耐 蚀 性 >�% 小时试验 , 平均值? 硫硫 酸 浓 度, 拓拓 % � � ∀ # & ( ) ∗∗∗ 腐腐 蚀 率 , ≅ = ΑΑΑ � ∃ %((( � ∃ � ∗∗∗ � ∃ ∗ ### � ∃ (%%% ∗ ∃ � %%% # ∃ ) ### ∃ #))) 四 、 铸铁的耐硫酸腐蚀特性 � 普通铸铁在硫酸中的耐蚀性和普通碳素钢相似 。但是灰铸铁在浓硫酸中会发生开裂现象 。 这是因为酸能够沿着连续的片状石墨组织渗入铸铁内部 , 使铸铁内部发生腐蚀 。 由于腐蚀产 物体租增大 , 而使局部产生很高的应力 。 随着腐蚀产物的增加 , 局部内应力不断增加 , 最后 导致铸铁开裂损坏 。 因此在硫酸中普通灰铸铁通常不宜采用 。 如果通过热处理 , 使连续的片 状石墨组织变成不连续的球状组织 , 这样硫酸就不会渗入铸铁内部 , 从而就可以防止铸铁在 硫酸中发生开裂现象。 因此 , 所谓可锻铸铁、 球墨铸铁或延性铸铁在硫酸中就具有较好的使 用性能 。 铸铁和碳钢一起在 � !左右的硫酸中使用时 , 可能会发生 电偶腐蚀 。 由于铸铁较脆以 及考虑到安全等的原因 , 因此在可能的条件下应该宁用碳钢而少用铸铁 。 五、 高硅铸铁的耐硫酸腐蚀特性� 高硅铁的典型成份为含碳 ∃ )% ! , 含硅 � # ∃ %! , 其余为铁 。 从成份看 , 似属于钢 , 从组 织和性能来看 , 它和铸铁相似 , 所以通常称为高硅铸铁 。 它不含铬和镍等贵重合金元素 , 并 且有很好的耐蚀性能。 在硫酸中 , 从 ≅ � !的浓度中 , 它具有比所有其他合金更好的 耐蚀性 , 因此广泛地被用于硫酸介质中。 但是高硅铸铁硬而脆 , 难以加工 , 只能铸造 。 在使 用中对温度变化很敏感 , 激冷激热也会开裂损坏 , 受机械振动或冲击时也较易开裂 , 因此制 造 、 安装 、 使用都必须特别小心 。 但是 , 因为它硬 , 所以很耐磨 , 特别适宜在含有固体悬浮 物或固体杂质的硫酸中使用。 一 # 一 ΒΒΒ ΒΒΒΒΒΒΒΒΒ ∃ ΒΒΒ ΧΧΧΧΧ 万万、、、 ∃尸Δ 产入入 = ======== 一 ‘》》》》 = 今= ΕΕΕ人人人 6∃ 少一%%% 、 ∃ ∃ ≅ ∃ 口口月月日日丫丫尸尸尸口 , ∃ �∃ 夕、、、 ‘曰, 匕 目州州州 ∃<<<8产 ===�������������� , ===沙沙沙一灯 、、、 压犷一 二333探探护’’住住住召一叹万万、、 二 1 一一 ΒΒΒ Φ 口一汉移移 气护?侧翻 图 � ∃ 硫酸浓度、 温度对碳钢腐蚀的影响∃ 朴 图中数字表示腐蚀率 , 单位为毫米=年 , 下同。 斑典曲线 一众� 口 匆 翎 即 & 一 脚疏 以 >! ? 图 ∀ ∃ 硫酸浓度 、温度对高硅铸铁 >Γ / 2Η 2 Ι. ?腐蚀的影响 近年来 , 通过加稀土元素等 , 高硅 铸铁的脆性已经有所改善 , 并且已经可以制 造泵 、 阀、 硫酸浓缩加热器 、 喷雾器 、 小型 容器 、 贮槽出口 、 管子 、 电极 、 泡帽 、 塔体 另件以及其他配件等。 图 ∀ 表示高硅铸铁 >Γ /2 Η2Ι. ? 在硫酸中 的耐蚀性。 图中沸点曲线用 ∃ �∗ 毫米 = 年和 。∃ % 毫 米 = 年等腐蚀曲线来表示 , 这表明高 匕匕1 1 1二二222 ≅一 一一 ∃Ε 一 一一一 Ε 一卜∃ Ε 一 ≅ 祠卜∃ ∃ ‘甲≅ ∃ 口 ≅ Ε ,,挤攀留盆血件 硫 酸 ‘! ? 图∗ ∃ 碳钢和铅在室温硫酸中的腐蚀 硅铸铁在硫酸中直至沸腾温度时都有很好的耐蚀性 。但是在浓度大于 � !的发烟硫酸中 , 高 硅铸铁和普通灰铸铁一样不宜使用 。 另外 , 当硫酸中含有二氧化硫和氟化物时 , 高硅铸铁在 硫酸中的腐蚀率就会明显增加。 高硅铸铁已经可 以用到 % # +, 的高温 , 但是在使用中必须严 格注意缓慢的加热和冷却 , 并避免冲击和振动等 。 六 、 铅的耐硫酸腐蚀特性 � 铅被广泛地用于稀硫酸中 , 在 ( !以下的硫酸 中 , 铅具有很好的耐蚀性 , 但是在浓硫酸 中则不行 。 这种情况正好和碳钢相反 >图 ∗? 。 图 # 是含铜 ∃ & !的铅的等腐蚀图 。 它表明在低浓度硫酸中 , 铅几乎不受腐蚀 , 但随着 温度和浓度的增加 , 腐蚀率增加了 。 在 ) ! 以上的浓硫酸中铅变得很不耐蚀 , 这显然是因为在 稀硫酸中具有保护作用的硫酸铅表面膜在浓硫酸中被溶介而引起的。 高纯铅在稀硫酸中具有较好的耐蚀性 , 但是它软而强度低 , 啼铅在浓硫酸中具有较纯铅 好的耐蚀性 , 但在稀硫酸中不及纯铅好 。 含锑 # ≅ % ! 的铅通常被称为硬铅 , 具有比纯铅较高 的机械强度 , 适宜制作铸件等 , 但是这种 “高强度 ” 在温度高达 ∋( +,时即便消失 , 甚至变得 比纯铅还低 。 另外 “硬铅” 的耐蚀性也没有纯铅好 , 这在选用时必须注意 , 特别在高温下使 用的设备更要注意 。 由于铅软而易于磨损 , 因此高速酸或含有固体杂质的介质往往会破坏其表面的硫酸铅保 护膜 , 使铅加速腐蚀 , 所以铅不宜制作泵 , 也很少用作阀 。 衬铅的容器 , 在高温或带有磨损 的条件下 , 常常用内衬耐酸砖的办法来保护 。 七 、 格镍相铜合金的耐硫酸腐蚀特性� 铬镍铂铜合金是专门发展用于硫酸中的合金 , 国外著名的牌号有 Γ /2 Η; 眺∀ >达里美 ?、 王为的∀ >依斯科? 、 ,时钾毗ϑ 2Κ。 >卡品脱? >锻态? 、 ΛΜ 一∀ 等 。 由于它们之间的成份和性能相 似 , 并都用 ∀ 序号 , 因此通常统称为 ∀ 号合金 。 该类合金都是奥氏体组织 , 具有和 � ∋ 一 ∋铬 镍不锈钢相似的机械性能 。 在国内 , 这类合金的牌号 有 , 2 ∀ ∗ Ν Η∀ ∋ΟΙ∗ +/∗ ΠΗ 3 ,2 ∀ Ν Η∀# 枷∗−Η∗+/ Κ , 《Θ万� ΚΝ Η∀ %Ο+ ∗ ,/ ∗− ΗΚΝ Ρ 等 。 硫 ∃ >笼少 ΒΒΒΒΒ ΦΦΦ ΒΒΒ 444 Β 沪 <<<二二二二代裁裁蠕蠕忽忽卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿卿�扎祀 ΣΣΣ一一一一一≅ ‘‘ 璐典曲凭凭凭凭凭凭凭凭凭凭凭凭一一一一碑七七 一 在�多≅ 、 ≅ ,,,,浪浪及《《 <<< 瞥瞥训训ΗΗΗ一一居灿灿 ’一“∃ ‘, ’严严严严严严严严‘‘‘口! >—— ΣΣΣ ΣΣΣΣ∃888举举举 Τ Γ ·了了视爪= ,,,,,88888 888888888 图 # ∃ 硫酸浓度和温度对铅腐蚀的影响 =========== 666 ,, ∃一≅ ∃ ≅ ‘‘ 沸真 曲纽纽荔荔以, ,, 只只一一一一沂口口· 口∃ % ≅ Υϑ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃∃∃��式,。’侧梦梦梦———————— 以% 一 �∃ 少少一吞万顶砚产甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲义义义义义义义义义义 · 止归一一飞飞少 产产、、、≅ 竺竺竺 、、、≅ ≅≅≅ ∃ = ,, 口口口≅ 住住�乡爪耐卜卜卜卜 图% ∃ 硫酸浓度和温度对达里美 ∀ 腐蚀的影响 一 # ∀ 一 图 ”表示达里美 ∀ 号合金在硫酸中的等腐蚀图 。 声图可知该合金不同于铅和碳钢 , 它在 整个硫酸浓度范围内都有较好的耐蚀性。 在 (∋ !左右的硫酸中 , 曲线向下凹 , 表明该合金腐 蚀率在此附近较大。 硫酸铁和硫酸铜在硫酸中对 ∀ 号合金起缓蚀剂的作用 , 使腐蚀率降低。 而氯化铁和氯化亚铜在硫酸中 , 当浓度较高时会使 ∀ 号合金发生点腐蚀 。 ∀ 号合金在硫酸中主要用作泵 、 阀 。 包括接触法制造硫酸的工厂在内的许多工业部门都 使用这类合金 , 并 已列为 。 因为碳钢和铸铁的泵 、 阀在浓硫酸中使用寿命不长 , 而铅制 的泵 、 阀在稀硫酸中容易产生磨蚀 。 表 ∀ 列出Π +,2 � ∀Ν Η∀ %Μ6+ ∗,/ ∗− ΗΚ确 钢的成份和性能 。 表∀ ∃ +, 2 ΒΚΝ Η∀ % Ο Ι ∗, / ∗ − ΗΚΝ Ρ 的成份和性能 化学成份拓 、 · % 8‘· ∋ = ∀ 、 , · ” � ‘, “ � ∀‘= ∀ ( 8 ∗ “ < ∗ = ‘ � %>5、 一。· ∀ ? 一叫一竺答竺丰华 ∃片扮羊干∃ Ε宾黔 一毕洲价簿羹攀举洲毕 耘 八 、 镍钥合金和镍铬钥合金的耐硫酸腐蚀特性 � 镍钥合金有铸造的 ,ς ΒΙ2 Η; ϑΩ Κ 号 >开罗里美 ? 和可以铸造或锻造的 Ξ Ψ川泊ΒΖΙ Α [ >哈斯特 罗依 ? 合金等 。 它们大致由三分之二的镍和三分之一 的铝组成 。 经过固溶热处理后可以得到 最好的耐蚀性能 。 图 & 为开罗里美 ∀ 号合金和哈斯特罗依 [ 合金在硫酸中的等腐蚀图 。 它显 示了该类合金在硫酸中具有良好的耐蚀性能 。 在 ∋! 以下的高温稀硫酸中耐蚀性稍差 。 这类 合金在使用中要注意杂质的影响 , 特别是氧化性杂质 , 如硝酸 、 氯气 、 次氯酸盐 、氯化亚铜、 抓化铁 、 硫酸铁以及通空气等的影响 , 它们往往会加速这类合金的腐蚀 , 使寿命缩短 。 这类 合金可以时效硬化 , 但时效常常会使合金变脆 , 并使耐蚀性降低 。 镍铬铝合金有铸造的 ,ς】Ι 2Η; ϑΩ ∗ 号合金和可以铸造 、 锻造的 Ξ 川咖 �� % 合金等 。它们是 一类具有约 �∋ !铬和 �∋ !铂的镍基合金 , 在整个浓度范围的硫酸中都有较好的耐蚀性 。 参见 图 ( 所示 。 由于铬的存在 , 使该类合金在氧化性条件下也具有一定的钝化能力 , 因此镍铬相 合金对氧化性杂质的影响就不如镍铝合金那样敏感 。 在还原性条件的高温稀硫酸中它们也较 耐蚀 , 例如在人造丝的凝结浴中 。 在中等浓度的高温硫酸中的耐蚀性不及镍钥合金 。 九、 不锈钢的耐硫酸腐蚀特性� 普通不锈钢通常不用于接触硫酸的设备上 , � ∋ 一 � ∀Ο Ι 型不锈钢偶尔被用于室温含很稀的 硫酸的介质中 , 或者是含有氧化性成份的稀硫酸溶液中。 由于不锈钢在硫酸中耐蚀性不稳定 , 要获得可靠的数据并制成腐蚀图是比较困难的 。 在室温浓硫酸中 , 不锈钢具有尚好的耐蚀性 , 但在通常的情况下 , 宁可采用碳钢而不采 用不锈钢 。 除非介质要求防止铁离子污染时 , 或者是在 � � !左右硫酸中碳钢不能使用时 , 一 # ∗ 一 才能选用不锈钢 。 铬不锈钢 、 铬镍刁诱钢和铬镍相不锈钢相似 , 在室温浓硫酸中具有较好的 耐蚀性 , 随着温度的升高腐蚀率也明显升高 。 在 & ℃以上的浓硫酸中 , 使用寿命较短 , 不宜 采用 。 叼叼叼叼叼叼叼=========== 月傲甲甲巧巧巧巧巧巧勿侧扩 ===,,,,,,,11111111111 ===∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃ , ===瑞瑞瑞典曲绷绷 = === 今二书让= ‘‘一一一一刹少少少 吧五3筐止止∃∃∃ Ε , Ε 一一一一一一,, ∴∃ ‘‘ 444蕊一尸‘‘尸产一一一一一一口一口口 Γ ∃�夕∃ 以亏况脚脚??? 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( ,,, # ∃∃∃ % ) 8 ( 111 ### 一 9 ::: ;;;;; 6 ! <<< ! 6 = ! 6 444 ∀ 6 八 , !> 6 八∀ 6 0 6 = 2 6 0 6 = 0 6 444 < 6 “< 6 444 镇 6 < 444 6 !<<< 组组织织 热 处 理理 组 织织 口 。, ? / = ≅ ≅ ∋∋∋ 『 Α 6 ? / = ≅ ≅ ∋∋∋ 占6 拓拓 少6 绍绍 “ ‘ 6 !‘/ 一≅ = Β ≅ ΧΧΧ和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和和 性性能能 ! ! 4 、! ! ∀ ℃水冷冷 奥氏体一铁素体体 − ∀∀∀ 2 ∀∀∀ < −−− 2 555 ! ΔΔΔ 浓浓度 , 男男 0 4 − < 0 2 4 444 ! 温温度 , ℃℃ ∀ 0 0 4 4 4 4 ∀ ∀ ;幼。甘侧翻 十 、 铜合金的耐硫酸腐蚀特性 Α 铜及铜合金在还原性的稀硫酸中是十分稳 定的 , 因为它们具有较氢高得多的电极电位 , 在稀硫酸中就不易发生折氢腐蚀反应 , 这就使 得铜及铜合金在稀硫酸中具有较其他工程合金 好得多的耐蚀性 。 但是铜及铜合金对氧化性杂 声声声声声声声============= ΕΕΕΕΕ招真曲线线 一一产灯灯=== 月份率率七七七七七七 Φ 了· Ε 劝砚尹犷犷‘‘‘Γ 一一Γ Η Η Η Η Η 一一 Η 、 、、、、江江江Ι〕一以夕夕 、,, 、、、一一一一一一一一一一一一一 一、ϑϑϑ 、、、不不不不了尽, 00000 大, ΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚΚ 、、、、以以以以以, 一 !6 〕、、、 、、、、、、、 户户户户户户户户=============!!!沸沸沸沸沸真真厂厂∃∃∃⋯ΛΛΛ曲曲曲曲曲线 、、、、、勺勺勺勺勺勺勺勺勺⋯⋯⋯⋯Α 、、妙妙888⋯− !!!ΛΛΛΦΦΦ户户户一丫尹户户片片树树ϑ!ΛΛΛΛΛΛ55555 夕<<<⋯Λ,, ,】ϑ、、甘甘厂厂厂厂 ⋯ϑϑϑ片片粉粉 <口 刁& 翻 ∀Μ碗 欧‘3 Φ 图∀ 6 质很敏感 , 硫酸浓度和温度对 ! 多铝青铜腐蚀的影响 图Δ 6 耐硫酸材料选用图 腐蚀率 簇) 6 Ν≅ ≅ =Ο 注 Α Π ΘΝ ΧΒ Ρ ΟΣ 和 Μ 在这区域的沸点上不宜使用 当稀硫酸中含有氧 、 硝酸 、 铬酸 、 氯气 、 次氯酸盐 、氯化亚铜 、氯化铁 、 硫化铁 以 一 2 4 一 卜 及抓与氨盐时都会加速铜及铜合金的腐蚀 。 在具有氧化性的浓硫酸中铜及铜合金也不耐蚀 。 在敞口的稀硫酸设备中 , 铜及铜合金在水线处会发生严重的腐蚀 。 锡青铜在 & !以下浓 度 、 ∋ ℃ 以下温度的硫酸中可以使用 。 硅青铜 >⊥ _ ϑ2 ⎯/2 ?具有比锡青铜稍好的耐蚀性。 铝青 银在稀硫酸中使用效果较好 , 这不仅是因为它比较耐磨损腐蚀 , 而且它对氧化性条件也不如 前面所述铜合金那样敏感 。 图 ∋ 是含铝 � !的铝青铜的等腐蚀图 。 由图 可 知 , 在 # ! 以下 硫故中 , 即使到沸点 , 铝青铜也有良好的耐蚀性 。 裸 白铜在稀硫酸中耐蚀性能良好 , 特别在中等浓度的沸腾硫酸中耐蚀性能优 良。只要介质 中不含氧化性杂质 , 在%% !以下硫酸中都可使用。 表 & 给出了+/ ∋∋ Ν Η) ∋ ΗΚ 合金的成份和性能 。 , ,呱日∋ΝΗ )∋Η ∀ 合金适宜铸造泵、 阀等 , 用于 % ! 以下的高温稀硫酸中性能良好 。 经合成 酒精生产 ΒΒΓ 士 � ℃ 、 # 士 � !硫酸中使用六年以上寿命远远超过包括镍钥合金在内的其他 工程合金。 表& ∃ , / ∋∋ Ν Η: −移合金的成份和性能 ) · “ · Ι <∀ ·。=] · �、 · % 4、‘· 8 基 < ∀∋ ∀ � ( � ∗ ∗ � # & 8 热锻 在硫酸中 的腐蚀率 1 ; ; =Α 浓浓度 。 拓拓 %%% Β � %%% ∀ ∗ %%% # % % %%% & & %%%ΒΒΒΒΒ8 4446 】】8 888 ΒΒΒ< ααα一 ΒΒΒ一 ΒΒΒ一 ΒΒΒ一 888< ΒΒΒ∃∃∃ ∃ ∃∃ ∃ ‘‘∃ ∃ ∃ ∃ ∃一一 ≅一一Β , 。 ≅ 888� ‘ ∃ 1 888Β ΒΒΒ 。 ∃ , 4448 ‘ , ≅ ΒΒΒ∃ 。 。 ≅ 888一, , 。 888一 , , ∃ 888∃ 1 ∃ 。 8888 ∃ , 。 ???∃∃∃ 1 、 ∃ 1 、二 88888888888888888888888常常压那姆姆 β ∃ β 匕匕 β ∃ � &&&&& β 。 Κβββ β ∃ β吕吕 β ∃ β了了 β ∃ β 日日 β ∃ Ρ ΒΒΒ � ∃ 6βββ �日 ∃ βββ 十一 、 其他金属和合金在硫酸中的耐腐蚀特性 � ∃金和铂在硫酸中具有优良的耐蚀性 , 由于稀少和昂贵 , 不能作为工程合金在工业上大量 使用 , 只有在某些特殊的场合 , 例如要求腐蚀极小的人造丝喷咀和不容许污染的试剂纯硫酸 的吸收塔等个别设备或另件可以少量采用 。 祖除了很浓很热的硫酸外 , 都很耐蚀。 错在 & !浓度以下直至沸腾的硫酸中都很耐蚀 , 在 )∀ ℃以下的浓硫酸中也很耐蚀。 错一铅合金在硫酸中也具有很好的耐蚀性 。 钦在硫酸中除了很稀的浓度外都 不耐表, ∃ 合金元素对铁耐硫酸性能的影响 8 沸腾硫酸中的腐蚀率 , ; ; = Α成 份 4—4 �拓Ξ � % ∃ 8 � ‘Ξ � % 3” ∃ 8∃ ‘� ( 8Π , χ · %”δ‘ 8 · % 8ΠΗ χ 。·‘”∴⎯ Β 。·。% <Π ‘χ · %”ε ς 8 。·。∋ <Π Ηχ ∃ &拓62 � ∃ % 8 � ∃ �Π Ηχ ∃ %多Μ /ΠΗ χ ∃ # !,/ ∃ ∋� ( ∃ 蚀 , 但是钦有时被作为缓蚀剂 , 例如在熔炼 镍矿石的设备上 , 钦被成吨地使用 。 钦中加 入某些合金元素可以改善它的耐硫酸性能 。 表 ( 列出了合金元素对钦的耐硫酸性能的影 响。 钦铝合金 >Π Η&∋ Ο Ι ∗ ∀? 在硫酸中具有较 好的耐蚀性 。 钥在硫酸中具有优 良的耐蚀性 , 在 � ≅ ) %! ( ℃ 以 下的硫酸中腐蚀率小于 ∃ ∀ % 毫米 =年 , 在 % ! 以下直至沸腾的硫酸中腐 蚀率小于 ∃ �∀ %毫米 =年 , 在 ∀ # ℃ , � ! 硫 酸中腐蚀率小 于 ∃ ∀% 毫米=年 在 ∀ # ℃ , ∀ !硫酸中腐蚀 , 小于 ∃ �毫米 = 年 。 十二 、 非金属材料在硫酸中的耐腐蚀特性 � 表 ∋ 列出了一些非金属材料在硫酸中的耐蚀性 。 应该注意的是非金属材料的机械性能不 一 # & 一 及金属材料好 、 如塑料不仅容易老化 , 而且在稍高温度时即易产生蠕变破坏 。 玻璃 、 陶瓷则 很脆 。 另外也要注意 , 一些非金属材料 , 如塑料和合成橡胶等的耐蚀性也和金属材料一样受 它们的成份 、 增塑剂和填料等的影响而变化。 因此不同牌号的非金属材料的耐蚀性能应该在 给定的腐蚀条件下试验确定 。 十三 、 耐硫酸材料的选用 � 由于各种不同的材料在不同浓度或温度的硫酸中显示出不 同的耐蚀性 , 彼此之间又没有 相同的规律 , 因此耐硫酸材料的选用必须以实验和经验为基础 。 φ印2: ϑ ∃ Μ ∃ Νϑ Β]Ι. 首先根据 大量的实验资料和工厂的使用经验绘制了耐硫酸材料选用图 。 他把硫酸的浓度一温度状 态 图 >常压沸点以下?划分成 �Γ 个区域 , 各区内腐蚀率《 ∃ % 毫米 =年的材料用表列出。 但是须注意 此腐蚀率仅指材料在静止或流速不大的单纯硫酸中适用 , 如果酸中含有其他会明显改变材料 表 ∋一些非金属材料在硫酸中使用的浓度和温度极限 材 料 名 称 硫 酸 中 室温时的浓度极限 月 的 浓 度 、 温 度 极 限 高温时的浓度、 温度极限 使一4一γ一⋯一Β一。一4 聚氛乙烯>∴ η , 一 �型? 聚氯乙烯 >∴η , 一 ∀型 ? 聚偏二氯乙烯 聚乙烯>高密度? 聚丙烯 氯化聚醚 丙烯睛一丁二烯一苯乙烯 氟塑料 聚醋类 环氧树脂 >Γ / 2 ϑ Ι . ]? 环氧树脂 >Γ / 2 5 Ι . Κ ? 酚醛树脂类 丁基橡胶 氛丁橡胶 氟橡胶 派热克斯硬牌玻璃 而于酸砖 酚醛石棉 >Ξ Ψ _ϑ : # ∗? 不透性石 墨 天然橡胶 >软? 天然橡胶>硬? 木材>丝柏和红木? ) ∗书 & % ℃ ) ∗拓 & 多 ) ∋多 ) ∋书 ) ∋拓 & 拓 � 拓 ∋ 书 ) 书 ∋ 书 ) 形 ( %拓 (%拓 )∗书 ) ∗拓 ) ∗拓 % 拓 ) ∋绍 & 书 � 拓 � 形 (%书 (%拓 % %℃ % ∀ ℃ % ∀ ℃ ) ∗ ℃ � % ℃ & ℃ ∀ ℃ & %℃ ) ∗℃ &%书 ∋ ℃ ( 书 % 多 % 书 ) ∗ ℃ ∋ ℃ ∋% ℃ Β一∃一4一Β一γ一4∃ 所有浓度 所有浓度 � 所有浓度 所有浓度 & 拓 % 拓 � 书 ( 书 ∋ 多 ∋ 拓 )&书 & 书 & 拓 % 拓 ∗ ∀ ℃ ∗名 ℃ �∀ ℃ ∋ ℃ ( & ℃ ∋ ∀℃ % ∀℃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ 创曰 一 一 # 了 一 腐蚀特性的杂质或酸的流速很高会使材料发生磨损腐蚀时 , 本选用图就不能直接搬用 。 经过 补充的耐硫酸材料选用图见图 ) 和表 ) 所示 。 有关某些耐硫酸合金的成份见表 � 所示 。 表) ∃ 图)附表 区域 � � 书铝青铜 >无空气? 依留姆 φ 哈斯特罗依 [ 和 Γ 不透性石墨 粗 金 6, 2� ∋Ν Η�∀Ο Ι Κ>簇� 拓 , 充空气? +,2 Β∋Ν Η� ∋Ο Ι Κ, / ΚΠΗ >Τ %拓? 6, 2� (ΟΒΒ: Ν Η∗Ο + ∗,/ ΚΝ >Τ %拓? 达里美∀ 铅 铜 蒙乃 尔 酚醛石棉 >Ξ Ψ _ϑ : # ∗? 橡胶 >成 ( ( ℃? 错 镍和乃尔 钨 钥 +, 2 � ∀ Ν Η∀ %Ο Ι ∗,/ ∗−ΗΚΝ Ρ >Τ ∋ ℃? , / ∋ ∋Ν Η )% �∀ >无空气? 酚醛树脂类>Τ )∗ ℃ ? 氟塑料 耐酸砖 区域 ∀ 玻璃 高硅铸铁 哈斯特罗依 [ 和 Γ 达里美 ∀ 、 Τ & %℃ ? 铅 铜>无空气? 蒙乃尔>无空气? 酚醛石棉 >Ξ Ψ _ ϑ : #∗? 橡胶 >Τ ( (℃ ? � 拓铝青铜 >无空气? 耐蚀铸铁 >Ν Η一εϑ ]Η]Ω?>Τ ∀ 拓 , Τ ∀ % ℃? 不透性石墨 +, � �∀ Ν ∀ %Ο Ι ∗,/ ∗ −ΗΚΝ Ρ >Τ ∋ ℃? 6, 2 �∋ Ν Η� ∀ΟΙ Κ >Τ ∀ %多 , Τ ∀ %℃ , 充空气? ,/ ∋∋Ν Η: ] ΗΚ 镍和乃尔 祖 金 铂 银 错 钨 铂 氟塑料 区域 ∗ 玻璃 高硅铸铁 哈斯特罗依 [ 和 Γ 不透性不墨 酚醛树脂 >Τ ( 拓 , Τ 蛇℃? 达里美∀ 号>Τ & %℃? 蒙乃尔>无空气? +, � �∀Ν Η∀ %Ο Ι ∗, / ∗− ΗΚΝ Ρ >Τ ∋ ℃? 氟塑料 耐酸砖 区域 # 炭钢 玻璃 6, 2� ∋Ν ΗΒΒ] Η# Μ 6Π Η 高硅铸铁 6, 2 � ∋Ν Η: Π Η 哈斯特罗依 [ 和 Γ 聚抓乙烯 >Τ )∗拓? 一兰翌竺认Ε 一一止竺望竺二一燮生 # ∋ 续 表 ‘曰 ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ ∃ 区域 % 玻璃 金 高硅铸铁 ∀ 号合金 >Τ & % ℃ ? 聚乙烯 >Τ ) ∋多 , Τ % ∀ ℃? 铂 铅>Τ ∋ ℃ , Τ )&拓? 不透性石墨>∋ ℃ , Τ ) &拓? 氟塑料>Τ ∀ , ? 耐酸砖 6 , 2 �∋Ν ΗΒΒ]Η#Μ 6Π Η>Τ ∋ ℃ ? 区域 & 玻璃 高硅铸铁 耐酸砖 哈斯特罗依 [ 和 . > ∃ %、 � ∃ ∗ ; ; =Α ? 氟塑料>Τ ∀ ℃?浅Ε 区域 ( 玻璃 金 氟塑料>Τ ∀ ℃ ? 高硅铸铁 耐酸砖 王 区域 ∋ 玻璃 炭钢 ), / 0 −. 金 铂 哈斯特罗依 , 6, 2� ∋Ν Η: Π Η ∀ 号合金 6, 2 � ∋Ν ΗΒΒ] Η#Μ 6Π Η 婆 区域 ) 玻璃 6, 2 �∋Ν ΗΒΒ]Η#Μ 6Π Η 6, 2 � ∋Ν Η: Π Η ∀ 号合金 金 铂 耐酸砖 人 区域� 玻璃 ∗ΦΨΤ一匕一66‘卜舀Υ, 人 参 考 资 料 Α Β ) , Α 。 4 ! 。 :吃∃. Β Β Α ! Δ , 阳# ∗ ς # ς Ω Ξ 9 : :泥 6 % Ψ / , 。、一Π ∃ 55 Σ。。? Β ) ≅ Ζ Α . Ο ! > −6 〕( ) ,, ) Ν ∃) . Μ Θ Χ Θ 71 , [ Β Ο , ! Δ > , Ξ 6 ς 6 # Β 5Ν) . 6 〕∴, ) Β Β Ν Ν +.] 1 Ν Χ , ∃Β Ν ( ) , , ) Ν ∃ ) 。 , # ς (: , ! Δ− 4 6 〕“金属的腐蚀与氧化” , Ρ 6 9 6 艾万思著 , 华保定译 , 机械工业出版社 , ! Δ− >年。 ⊥ “耐高温中浓度硫酸腐蚀材料 ( 1∀ ∀# ∃ /Ν ∃∋ 合金的研究” , 上海材料研究所等 , ! Δ− ∀年。 ⊥ “ + ( , ! ∀# ∃55Ν ∃ 2ς +∗ ∃ 钢耐高温浓硫酸性能研究” , 上海材料研究所等 , ! Δ − ∀年。 ! “ + ( , ! −% . / # ∃ 0% ) 0(1 ∋# 耐酸不锈钢的试验研究 , , , 上海材料所等 , ! Δ > >毛 〕“耐腐蚀低合金钢 Δ 铜钨锡阶段试验” , 武汉钢研所 , !Δ−> 年。 〕“化工防腐蚀—耐腐蚀用钢资料汇编” , 化工防腐蚀技术情报中心站 , ! Δ− 年。 2 Δ 八&,6�洲&叨 Γ工5 拐一。的闰志Κ。囚象一阅一一。口。州舀工 +β� Π一Κ+日,一一工 山阮。��。妇留ΞΝ妇趁一Τ)Ρ_⎯州留 &哪国国的∋国国&凶闰国对对·Ρ哪Θ&�山州的5切Θ&∋+α的甲国!>Γ国&卜5闰哪叩α娜>!山 > Γ山闪>!闰&印Θ州工 宫 吕 写 霉 吕 写 踢 蕊 黔 出 8食 乌坎‘勺 Κ 6 !Κ 5 8Κ 8Κ 8Κ 5Κ � ,Κ �—5—5—,一一 !—5二生一 8— +— ΥΕ留 留8 8Κ 8Κ 5Κ ΛΚ Κ 8Κ ΛΚ 8 Λ ΛΚ Λ二一Λ兰Γ 8Κ 8全竺男 拐 吕 胃 鸽 刹 歇 忍 品 岁昌 ϑ月的 的6瑞、旧6工卜卜6娜工仍6的工 6闪工踢 8东 鹅 蕊 吕 雪 忍 8鹅 旨 蕊 岔 号已日ϑ望 ‘βχ一Γ/χ 杖岔从叫叔岔权言奚 箱 维 8 彭 嫂 彭 堆 堆 Υ的=润δ的迈 8云 三 睿工阅的4δ !冬呻者留7δε&犁斌 翅塑早丰俄苗留 出 完 二 瑚 喇#> 6 坎俗非 叻# 6的 伞 占 Α 二 留 留 !留 寡 器 东 喻凶6凶 侣 逻 朗 8留 曾 与 二 #的=喻 工哪# 6对 补 乏 侣 8留 名 霭 招 霭 馨 8侣 侣 8忍 吕 侣花创�&喇群 的6眨畏6!喻6 !#凶、的6##妞 心 曾 出 吕 6芝&一一胡男6 卜 6&α= ! �&的! 6 的叫6 卜 6< ! 6 Θ&& 6 的 6 ! 6 们 6 8 +Κ 5Κ 8 � 5Κ +Κ 5Κ 8Κ 5Κ 5Κ 5Κ !Κ �Κ 8二生一 那嫂级窿形 彩 乐 国]心5卜Χ烟如少&扣长肉礁�7肠吹橄 ,闰&。协长虎橄 帅#7长晶叹形 &雪翻华 &攀陈掌版瞥Ρ舞瞥聋华眺 的袱叫叭嗽 国任叭聋海瞥 润袱跳叫嗽 中担葬吸 一 4 一