浙江至德鋼業有限(xian)公司酸洗車間管道的物料主要為含水的氣(qi)液混合狀態(tai)氫(qing)(qing)氟酸,溫度在350℃左右高溫含氟化氫(qing)(qing),管道和管件選用分析(xi)如下。
1. 普通碳鋼(gang)
碳鋼廣泛(fan)應用于(yu)60%~70%以上的(de)氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)和無水氫氟(fu)(fu)酸(suan)(suan)溫(wen)度不宜超(chao)過65℃。在濃度邊界60%~65%時(shi)使(shi)用要特別小(xiao)心,稀酸(suan)(suan)的(de)腐蝕性(xing)很強(qiang),根據試驗結果(guo):碳鋼在93%酸(suan)(suan)內(20℃),腐蝕率為0.9mm/a,在48%酸(suan)(suan)內,腐蝕率為13mm/a。低碳鋼的(de)耐蝕性(xing)最好。
由于(yu)(yu)(yu)氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)作用能在其表面形成氟化鐵薄膜,阻止進(jin)一步腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),因此(ci)碳(tan)鋼(gang)(gang)普遍適(shi)用于(yu)(yu)(yu)100℃以下的(de)(de)液(ye)相或(huo)氣相氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)。溫(wen)度(du)(du)(du)超過100℃時(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率隨溫(wen)度(du)(du)(du)升高而迅速(su)(su)增(zeng)加。為(wei)防止表面氟化鐵保護層遭到破壞,通常要求流體(ti)流速(su)(su)在室溫(wen)下不(bu)得超過1m/s,在較高溫(wen)度(du)(du)(du)下,線(xian)速(su)(su)度(du)(du)(du)要求更低(di)。這種限制也(ye)適(shi)用于(yu)(yu)(yu)與(yu)氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)接觸的(de)(de)其他金屬。對于(yu)(yu)(yu)HF(氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan))水溶(rong)液(ye),其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率隨濃(nong)度(du)(du)(du)增(zeng)加而降低(di)。HF濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)85%時(shi)(shi)就產生某種程度(du)(du)(du)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi);濃(nong)度(du)(du)(du)75%時(shi)(shi),年(nian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)0.5mm;濃(nong)度(du)(du)(du)65%時(shi)(shi),年(nian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)1.5mm。因此(ci)在HF濃(nong)度(du)(du)(du)低(di)于(yu)(yu)(yu)70%時(shi)(shi),不(bu)推薦使(shi)用碳(tan)鋼(gang)(gang)。低(di)于(yu)(yu)(yu)60%的(de)(de)氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)即(ji)使(shi)在低(di)溫(wen)下也(ye)能迅速(su)(su)地腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)材。即(ji)使(shi)是濃(nong)度(du)(du)(du)大于(yu)(yu)(yu)85%的(de)(de)氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan),如果鋼(gang)(gang)材沒(mei)有進(jin)行(xing)消除晶格缺陷和(he)應力,也(ye)可(ke)能發(fa)生原子氫(qing)向鋼(gang)(gang)板(ban)內層遷移,引(yin)起“起泡(pao)”現(xian)象(xiang)。
2. 鑄鐵
普通鑄(zhu)鐵(tie)對氫(qing)氟(fu)酸(suan)的(de)耐腐蝕能力遠遠不(bu)(bu)及(ji)碳鋼和(he)鑄(zhu)鋼,因(yin)此與氫(qing)氟(fu)酸(suan)接(jie)觸的(de)部件不(bu)(bu)宜采用。
3. 不銹(xiu)鋼
氫氟酸能破壞不銹(xiu)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(xiu)鋼對充(chong)氣的氫氟(fu)酸有(you)(you)較(jiao)好的耐蝕性(xing),也適(shi)用于(yu)無水氟(fu)化氫,但使用60%以下的酸時(shi)要小心。有(you)(you)些工廠用此材料制作泵、閥(fa)、噴(pen)嘴等。
奧氏體鎳鉻(ge)鋼對氫(qing)氟(fu)酸的耐腐蝕(shi)能(neng)力并不(bu)(bu)優于(yu)(yu)(yu)碳(tan)鋼,而且不(bu)(bu)能(neng)用于(yu)(yu)(yu)較高溫度。在室溫下,濃度低于(yu)(yu)(yu)10%的氫(qing)氟(fu)酸對奧氏體鋼(316型)有中(zhong)等(deng)的腐蝕(shi)性(xing)。高合(he)金(jin)奧氏體鋼(如Car-penter20和Durimet20)耐腐蝕(shi)性(xing)較好,而蒙耐爾、哈氏C則(ze)具(ju)有更好的耐腐蝕(shi)性(xing)。在選用20號合(he)金(jin)管材(cai)時,建(jian)議首選無縫管而不(bu)(bu)用焊管。
奧氏(shi)體鋼(gang)在(zai)稀(xi)氫氟酸中100℃以上能產生應力(li)(li)裂紋(wen)。在(zai)氟離(li)子的(de)存在(zai)下,即(ji)使在(zai)較(jiao)低溫度也可能促進應力(li)(li)腐蝕裂紋(wen)的(de)形成(cheng),特別是304不銹鋼(gang),如果不進行(xing)充分的(de)應力(li)(li)釋(shi)放,這種(zhong)現象尤(you)為嚴重。
4. 鎳(nie)、蒙耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金(jin)
蒙耐爾在室溫下(xia)對濃度(du)高于50%的氫氟(fu)酸有很(hen)好的耐腐蝕性,為(wei)了(le)防止鈍化層破壞,同樣(yang)也(ye)要求限制(zhi)物料的流速和攪動。對于無(wu)水至50%的氫氟(fu)酸,在溫度(du)達到80℃以上時出(chu)現一定程(cheng)度(du)的腐蝕。
冷成形或焊(han)接的蒙耐(nai)爾(er)制品(pin),如果沒(mei)有進行有效的應力釋放,將發生應力腐蝕(shi)(shi)裂紋(wen)。在(zai)焊(han)接時,不要使用蒙耐(nai)爾(er)60焊(han)條,否則焊(han)縫將被HF腐蝕(shi)(shi)。氧化劑和(he)還原硫化合物的存在(zai)會增大所有這些(xie)材料(liao)的腐蝕(shi)(shi)速率。
5. 銅(tong)(tong)、青銅(tong)(tong)(Bronze)
銅(tong)在室溫(wen)(wen)下(xia)可用于濃度(du)60%~90%的氫氟(fu)酸,到達沸點溫(wen)(wen)度(du)時出(chu)現中等程度(du)的腐蝕(shi)。青銅(tong)在室溫(wen)(wen)下(xia)也具(ju)有(you)可接受的抗腐蝕(shi)性(xing),有(you)時用它來制造(zao)氫氟(fu)酸泵體部件,但(dan)不適用于較高溫(wen)(wen)度(du)。
6. 塑(su)料
聚(ju)甲基丙(bing)烯(xi)酸(suan)甲酯、聚(ju)四氟乙烯(xi)可用(yong)于(yu)氟化(hua)氫氣(qi)體的設備和(he)管道。