浙江至德鋼業有限(xian)公(gong)司酸(suan)洗車間管道的(de)物(wu)料主要為含水的(de)氣液(ye)混合狀態氫氟(fu)(fu)酸(suan),溫度在(zai)350℃左右高溫含氟(fu)(fu)化氫,管道和管件(jian)選用分析如下。
1. 普通碳鋼
碳鋼(gang)廣(guang)泛應(ying)用(yong)于(yu)60%~70%以上的氫氟酸(suan)(suan)和無水(shui)氫氟酸(suan)(suan)溫度不宜超過65℃。在濃度邊界60%~65%時使用(yong)要特(te)別小心,稀酸(suan)(suan)的腐(fu)(fu)蝕(shi)性很強,根據試(shi)驗結(jie)果:碳鋼(gang)在93%酸(suan)(suan)內(20℃),腐(fu)(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)為(wei)0.9mm/a,在48%酸(suan)(suan)內,腐(fu)(fu)蝕(shi)率(lv)(lv)為(wei)13mm/a。低碳鋼(gang)的耐蝕(shi)性最好。
由(you)于(yu)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸與(yu)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)作用能在其表面形成氟(fu)(fu)(fu)化(hua)鐵薄膜,阻止進一步腐(fu)蝕(shi)(shi),因此碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)普遍適用于(yu)100℃以下的液相或氣相氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸。溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)超過100℃時,腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率隨溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)升高(gao)而(er)迅速(su)增(zeng)加。為(wei)防止表面氟(fu)(fu)(fu)化(hua)鐵保護層(ceng)遭到破壞,通常要(yao)求流(liu)體流(liu)速(su)在室溫(wen)(wen)下不得超過1m/s,在較高(gao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下,線速(su)度(du)(du)(du)(du)要(yao)求更低。這種限制也(ye)適用于(yu)與(yu)氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸接觸的其他金屬(shu)。對于(yu)HF(氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸)水(shui)溶液,其腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率隨濃(nong)度(du)(du)(du)(du)增(zeng)加而(er)降低。HF濃(nong)度(du)(du)(du)(du)為(wei)85%時就產生某種程度(du)(du)(du)(du)的腐(fu)蝕(shi)(shi);濃(nong)度(du)(du)(du)(du)75%時,年(nian)腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)0.5mm;濃(nong)度(du)(du)(du)(du)65%時,年(nian)腐(fu)蝕(shi)(shi)率為(wei)1.5mm。因此在HF濃(nong)度(du)(du)(du)(du)低于(yu)70%時,不推薦使用碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)。低于(yu)60%的氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸即(ji)使在低溫(wen)(wen)下也(ye)能迅速(su)地腐(fu)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)材。即(ji)使是濃(nong)度(du)(du)(du)(du)大于(yu)85%的氫(qing)氟(fu)(fu)(fu)酸,如(ru)果鋼(gang)(gang)材沒有進行(xing)消(xiao)除(chu)晶格缺陷和應(ying)力,也(ye)可能發(fa)生原(yuan)子氫(qing)向鋼(gang)(gang)板(ban)內層(ceng)遷移,引起“起泡(pao)”現象。
2. 鑄鐵
普(pu)通(tong)鑄(zhu)鐵對氫氟酸(suan)的耐腐蝕(shi)能力遠遠不及碳鋼和(he)鑄(zhu)鋼,因此與氫氟酸(suan)接觸的部件不宜(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。
高合金不(bu)銹鋼對充氣的(de)氫氟酸有較好的(de)耐(nai)蝕(shi)性,也適(shi)用于無水氟化氫,但使用60%以下(xia)的(de)酸時要小心。有些(xie)工廠用此材料(liao)制作泵、閥、噴嘴(zui)等。
奧氏(shi)體鎳鉻鋼(gang)對氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)的(de)(de)耐腐(fu)蝕能力并不(bu)優于碳鋼(gang),而且不(bu)能用于較高(gao)溫(wen)度。在室溫(wen)下,濃(nong)度低于10%的(de)(de)氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)對奧氏(shi)體鋼(gang)(316型)有中等的(de)(de)腐(fu)蝕性(xing)。高(gao)合(he)金(jin)奧氏(shi)體鋼(gang)(如(ru)Car-penter20和(he)Durimet20)耐腐(fu)蝕性(xing)較好,而蒙(meng)耐爾、哈氏(shi)C則具有更好的(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)。在選用20號合(he)金(jin)管(guan)材(cai)時,建議首選無縫管(guan)而不(bu)用焊(han)管(guan)。
奧(ao)氏體鋼在稀氫氟酸中100℃以(yi)上能(neng)產(chan)生應(ying)力裂紋(wen)。在氟離(li)子(zi)的存(cun)在下,即使在較低溫度也可能(neng)促進應(ying)力腐蝕裂紋(wen)的形成,特(te)別是304不銹鋼,如(ru)果不進行充(chong)分的應(ying)力釋(shi)放,這種現(xian)象尤為嚴(yan)重(zhong)。
4. 鎳、蒙耐爾(Monel)、因(yin)康(kang)(Inconel)合金
蒙耐(nai)爾在(zai)室(shi)溫下對濃度(du)高(gao)于50%的(de)(de)氫氟(fu)酸有很好(hao)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性,為(wei)了防(fang)止鈍化層破壞(huai),同樣也要求限制物料(liao)的(de)(de)流速和攪動。對于無水至(zhi)50%的(de)(de)氫氟(fu)酸,在(zai)溫度(du)達到80℃以上時出現一定程度(du)的(de)(de)腐蝕。
冷(leng)成形(xing)或(huo)焊接的(de)蒙耐爾(er)制品(pin),如果沒(mei)有進行(xing)有效的(de)應力釋放,將發生應力腐蝕裂紋。在(zai)(zai)焊接時,不要(yao)使用蒙耐爾(er)60焊條,否則焊縫將被(bei)HF腐蝕。氧化劑和還原硫(liu)化合(he)物的(de)存在(zai)(zai)會增大所有這些材料的(de)腐蝕速率。
5. 銅(tong)(tong)、青(qing)銅(tong)(tong)(Bronze)
銅(tong)(tong)在室(shi)溫下可(ke)用于濃(nong)度(du)60%~90%的氫(qing)氟(fu)酸(suan),到達(da)沸點(dian)溫度(du)時出現中(zhong)等程(cheng)度(du)的腐(fu)蝕(shi)。青銅(tong)(tong)在室(shi)溫下也具有(you)可(ke)接受的抗腐(fu)蝕(shi)性,有(you)時用它來制造氫(qing)氟(fu)酸(suan)泵體部件,但不適(shi)用于較高溫度(du)。
6. 塑料(liao)
聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟(fu)乙烯可用于(yu)氟(fu)化氫氣體的設備和(he)管道。