浙江至(zhi)德鋼業有限(xian)公司酸洗(xi)車間管(guan)(guan)道的物(wu)料主(zhu)要為含水的氣液(ye)混合狀態氫(qing)(qing)氟酸,溫度在350℃左右(you)高溫含氟化氫(qing)(qing),管(guan)(guan)道和管(guan)(guan)件選用分析如下。
1. 普通碳鋼
碳(tan)鋼(gang)廣泛(fan)應用(yong)于60%~70%以上的(de)(de)氫氟(fu)酸(suan)(suan)和無水氫氟(fu)酸(suan)(suan)溫度(du)不宜超過65℃。在(zai)濃度(du)邊界60%~65%時使用(yong)要特別小(xiao)心,稀酸(suan)(suan)的(de)(de)腐蝕性很強,根據試驗結(jie)果:碳(tan)鋼(gang)在(zai)93%酸(suan)(suan)內(nei)(20℃),腐蝕率為0.9mm/a,在(zai)48%酸(suan)(suan)內(nei),腐蝕率為13mm/a。低碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕性最好。
由于(yu)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)與碳鋼(gang)作用(yong)能(neng)在(zai)(zai)(zai)其表(biao)面形成氟(fu)(fu)(fu)(fu)化鐵薄(bo)膜,阻止進(jin)一(yi)步腐(fu)蝕(shi)(shi),因此碳鋼(gang)普遍(bian)適用(yong)于(yu)100℃以下的液相(xiang)(xiang)或氣相(xiang)(xiang)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)。溫度(du)(du)(du)(du)(du)(du)超(chao)(chao)過(guo)100℃時(shi)(shi),腐(fu)蝕(shi)(shi)速率隨溫度(du)(du)(du)(du)(du)(du)升高而(er)迅速增(zeng)加。為(wei)防止表(biao)面氟(fu)(fu)(fu)(fu)化鐵保護層(ceng)遭(zao)到破(po)壞,通(tong)常要(yao)求流體流速在(zai)(zai)(zai)室溫下不(bu)得超(chao)(chao)過(guo)1m/s,在(zai)(zai)(zai)較高溫度(du)(du)(du)(du)(du)(du)下,線速度(du)(du)(du)(du)(du)(du)要(yao)求更低(di)(di)。這種限(xian)制也(ye)適用(yong)于(yu)與氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)接(jie)觸的其他(ta)金屬。對(dui)于(yu)HF(氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan))水溶液,其腐(fu)蝕(shi)(shi)速率隨濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)增(zeng)加而(er)降低(di)(di)。HF濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)85%時(shi)(shi)就產生某種程度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的腐(fu)蝕(shi)(shi);濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)75%時(shi)(shi),年(nian)腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)0.5mm;濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)65%時(shi)(shi),年(nian)腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)1.5mm。因此在(zai)(zai)(zai)HF濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)低(di)(di)于(yu)70%時(shi)(shi),不(bu)推薦使(shi)用(yong)碳鋼(gang)。低(di)(di)于(yu)60%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan)即使(shi)在(zai)(zai)(zai)低(di)(di)溫下也(ye)能(neng)迅速地腐(fu)蝕(shi)(shi)鋼(gang)材。即使(shi)是濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)大于(yu)85%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)(suan),如(ru)果(guo)鋼(gang)材沒有進(jin)行消除晶(jing)格缺陷和應力,也(ye)可能(neng)發生原子氫(qing)(qing)向鋼(gang)板內層(ceng)遷(qian)移,引起“起泡”現象。
2. 鑄鐵
普(pu)通鑄鐵對(dui)氫(qing)氟(fu)酸(suan)的耐(nai)腐蝕(shi)能力遠遠不及碳鋼和鑄鋼,因(yin)此(ci)與氫(qing)氟(fu)酸(suan)接觸(chu)的部件(jian)不宜(yi)采(cai)用。
3. 不銹鋼
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(he)金不(bu)銹鋼對充氣的氫氟酸有(you)較(jiao)好的耐蝕性,也(ye)適用(yong)于(yu)無水氟化氫,但(dan)使(shi)用(yong)60%以(yi)下的酸時要小心。有(you)些(xie)工廠用(yong)此材料制(zhi)作泵(beng)、閥(fa)、噴嘴等。
奧氏(shi)體(ti)鎳(nie)鉻(ge)鋼(gang)對(dui)氫氟酸(suan)的(de)耐腐(fu)蝕能力并不優(you)于碳(tan)鋼(gang),而(er)且不能用于較高(gao)溫度(du)。在(zai)室溫下,濃(nong)度(du)低于10%的(de)氫氟酸(suan)對(dui)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(316型(xing))有中等的(de)腐(fu)蝕性。高(gao)合(he)金奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(如Car-penter20和Durimet20)耐腐(fu)蝕性較好,而(er)蒙耐爾、哈(ha)氏(shi)C則(ze)具有更好的(de)耐腐(fu)蝕性。在(zai)選(xuan)用20號合(he)金管(guan)(guan)材(cai)時,建(jian)議首選(xuan)無縫管(guan)(guan)而(er)不用焊(han)管(guan)(guan)。
奧氏體鋼在(zai)稀氫氟(fu)酸中(zhong)100℃以上(shang)能產生應(ying)力(li)裂紋。在(zai)氟(fu)離子(zi)的(de)存在(zai)下,即(ji)使在(zai)較低溫(wen)度也可能促進(jin)應(ying)力(li)腐蝕裂紋的(de)形成,特(te)別是304不銹鋼,如果(guo)不進(jin)行充分的(de)應(ying)力(li)釋放,這種現象尤為嚴重。
4. 鎳、蒙耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金
蒙耐爾在室(shi)溫下對濃度高于50%的(de)氫氟酸有(you)很好(hao)的(de)耐腐蝕(shi)性(xing),為了防止(zhi)鈍化層破壞(huai),同樣也要(yao)求限制(zhi)物料的(de)流速和攪動。對于無(wu)水至50%的(de)氫氟酸,在溫度達到80℃以上時出現一定程(cheng)度的(de)腐蝕(shi)。
冷(leng)成形或焊(han)接的蒙耐(nai)爾制品,如(ru)果沒有進行有效的應(ying)力釋放,將發(fa)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕裂紋。在(zai)(zai)焊(han)接時,不要(yao)使用蒙耐(nai)爾60焊(han)條,否則焊(han)縫將被HF腐(fu)(fu)蝕。氧(yang)化劑和還原(yuan)硫(liu)化合(he)物(wu)的存(cun)在(zai)(zai)會增大所有這些材料的腐(fu)(fu)蝕速率。
5. 銅、青銅(Bronze)
銅在(zai)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)可用(yong)于濃度(du)60%~90%的(de)氫(qing)氟酸,到達沸點溫(wen)(wen)(wen)度(du)時出(chu)現中(zhong)等程度(du)的(de)腐蝕。青銅在(zai)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)也具有(you)可接受的(de)抗腐蝕性,有(you)時用(yong)它來制造氫(qing)氟酸泵(beng)體部件,但不適用(yong)于較(jiao)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)。
6. 塑料
聚(ju)甲基丙烯(xi)酸(suan)甲酯、聚(ju)四氟乙烯(xi)可用于氟化氫氣體的設備和管道。