浙江至德(de)鋼(gang)業有限公司酸洗車間管道(dao)(dao)的物料(liao)主(zhu)要為含(han)水的氣液混合狀(zhuang)態氫氟(fu)酸,溫度在350℃左右高溫含(han)氟(fu)化(hua)氫,管道(dao)(dao)和管件選用分(fen)析(xi)如下。
1. 普通碳鋼(gang)
碳鋼廣泛應用(yong)于60%~70%以上的(de)(de)氫氟(fu)酸(suan)(suan)和無水(shui)氫氟(fu)酸(suan)(suan)溫度不宜超過65℃。在濃度邊界(jie)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)(de)耐蝕性最好(hao)。
由于(yu)氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)與碳鋼(gang)作用(yong)(yong)能(neng)(neng)在(zai)(zai)其表面形成氟(fu)(fu)(fu)(fu)化鐵(tie)薄膜,阻止進(jin)一步腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),因(yin)此(ci)碳鋼(gang)普遍(bian)適用(yong)(yong)于(yu)100℃以(yi)下的液(ye)相或氣相氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)。溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)超過(guo)100℃時(shi),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高而迅(xun)速(su)(su)增加。為(wei)防止表面氟(fu)(fu)(fu)(fu)化鐵(tie)保護層遭到破壞,通常(chang)要求(qiu)流體流速(su)(su)在(zai)(zai)室溫(wen)(wen)下不(bu)得超過(guo)1m/s,在(zai)(zai)較高溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下,線速(su)(su)度(du)(du)(du)要求(qiu)更低(di)。這種限制也適用(yong)(yong)于(yu)與氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)接觸的其他金屬。對于(yu)HF(氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan))水溶液(ye),其腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)隨濃度(du)(du)(du)增加而降低(di)。HF濃度(du)(du)(du)為(wei)85%時(shi)就產生某(mou)種程(cheng)度(du)(du)(du)的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi);濃度(du)(du)(du)75%時(shi),年腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)為(wei)0.5mm;濃度(du)(du)(du)65%時(shi),年腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)為(wei)1.5mm。因(yin)此(ci)在(zai)(zai)HF濃度(du)(du)(du)低(di)于(yu)70%時(shi),不(bu)推薦使(shi)用(yong)(yong)碳鋼(gang)。低(di)于(yu)60%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan)即(ji)(ji)使(shi)在(zai)(zai)低(di)溫(wen)(wen)下也能(neng)(neng)迅(xun)速(su)(su)地腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)鋼(gang)材(cai)。即(ji)(ji)使(shi)是濃度(du)(du)(du)大于(yu)85%的氫(qing)(qing)氟(fu)(fu)(fu)(fu)酸(suan)(suan),如果鋼(gang)材(cai)沒(mei)有進(jin)行(xing)消除晶格(ge)缺陷和應力,也可能(neng)(neng)發(fa)生原子(zi)氫(qing)(qing)向鋼(gang)板(ban)內層遷(qian)移,引起“起泡”現象(xiang)。
2. 鑄鐵(tie)
普通(tong)鑄(zhu)(zhu)鐵對氫氟酸(suan)(suan)的耐腐蝕(shi)能力遠遠不及(ji)碳鋼和鑄(zhu)(zhu)鋼,因此與氫氟酸(suan)(suan)接觸的部(bu)件(jian)不宜(yi)采用。
3. 不銹鋼(gang)
氫氟酸能破壞不銹鋼(gang)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(xiu)鋼對充氣的(de)氫氟酸有(you)較好(hao)的(de)耐蝕性,也適(shi)用于(yu)無水(shui)氟化氫,但使用60%以下的(de)酸時要小心。有(you)些工廠用此材料制(zhi)作泵、閥、噴嘴等。
奧(ao)氏(shi)(shi)體鎳鉻鋼對氫(qing)氟酸的(de)耐(nai)腐(fu)蝕能力并不優于碳(tan)鋼,而且不能用(yong)于較高溫(wen)度。在(zai)室溫(wen)下,濃度低于10%的(de)氫(qing)氟酸對奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼(316型)有(you)中(zhong)等的(de)腐(fu)蝕性。高合金奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼(如Car-penter20和Durimet20)耐(nai)腐(fu)蝕性較好,而蒙(meng)耐(nai)爾、哈(ha)氏(shi)(shi)C則具有(you)更好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。在(zai)選用(yong)20號合金管材時,建議首選無縫管而不用(yong)焊管。
奧氏體鋼在稀氫氟酸中(zhong)100℃以上(shang)能產生(sheng)應(ying)力(li)裂紋(wen)。在氟離子(zi)的存在下,即使在較低溫(wen)度(du)也可能促進應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)裂紋(wen)的形成(cheng),特別是304不銹鋼,如果不進行充分(fen)的應(ying)力(li)釋放,這(zhe)種現象(xiang)尤為嚴重。
4. 鎳(nie)、蒙耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金
蒙耐爾在(zai)室溫下對濃度(du)高于50%的(de)(de)氫(qing)氟(fu)酸(suan)有很(hen)好的(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)性,為了防止鈍化層破(po)壞,同樣也要求(qiu)限制物料(liao)的(de)(de)流速和(he)攪動。對于無(wu)水至(zhi)50%的(de)(de)氫(qing)氟(fu)酸(suan),在(zai)溫度(du)達到80℃以上時出現(xian)一定(ding)程度(du)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)。
冷成(cheng)形或焊(han)接的(de)蒙(meng)耐爾制品,如(ru)果沒有(you)進行有(you)效的(de)應力(li)釋放,將(jiang)發生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋(wen)。在(zai)(zai)焊(han)接時,不要使用蒙(meng)耐爾60焊(han)條,否則焊(han)縫(feng)將(jiang)被HF腐(fu)(fu)蝕(shi)。氧化劑和(he)還原硫化合物的(de)存在(zai)(zai)會增大(da)所有(you)這(zhe)些材料的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率(lv)。
5. 銅、青銅(Bronze)
銅在室溫(wen)(wen)下可(ke)用于濃度(du)60%~90%的氫氟(fu)酸(suan),到達沸點溫(wen)(wen)度(du)時(shi)出現中等程度(du)的腐蝕(shi)。青銅在室溫(wen)(wen)下也具有可(ke)接受(shou)的抗(kang)腐蝕(shi)性,有時(shi)用它來制(zhi)造氫氟(fu)酸(suan)泵體部件,但不適(shi)用于較高溫(wen)(wen)度(du)。
6. 塑(su)料
聚甲(jia)基丙烯酸甲(jia)酯、聚四氟乙烯可用于(yu)氟化氫氣體的設備和管道。