普通碳鋼和鑄鐵耐硫酸腐蝕性能分析
普通鋼鐵大量應(yīng)用于80%~100%的硫酸,溫度可達(dá)60℃~80℃。鋼鐵在這一濃度和溫度范圍的硫酸中,表面能產(chǎn)生保護(hù)性的硫酸鐵膜。鑄鐵不適用于超過100%的發(fā)煙硫酸,可能是由于三氧化硫與鐵中所含硅的反應(yīng),使鑄鐵變脆。碳鋼不適用于100~102%的發(fā)煙硫酸,超過102%的酸則又適用,溫度限度約為60℃。稀硫酸對(duì)鋼鐵的腐蝕很大,當(dāng)酸濃度為47%左右時(shí),腐蝕率達(dá)到最高值。當(dāng)酸濃度大于65%時(shí),鋼鐵的腐蝕率顯著降低。但是在65%~80%這一段濃度中,最好還是不使用鋼鐵,用鉛或其他耐稀硫酸材料更為安全。
應(yīng)用例子:鋼和鑄鐵在上述適用的濃度和溫度范圍內(nèi),可用貯槽和管道。鋼和鑄鐵不適于高速流動(dòng)的硫酸,因?yàn)楸砻姹Wo(hù)膜可能被破壞,所以閥門和泵一般都用高硅鐵和高合金不銹鋼等制造。當(dāng)然某些地區(qū)高級(jí)耐酸高的價(jià)格太高,或不易獲得時(shí)。也可用鑄鐵閥門和泵輸送濃硫酸。鑄鐵壁厚較厚,可以有合理的壽命。大型的鋼貯槽為了延長(zhǎng)壽命,通常內(nèi)部還加襯耐酸瓷磚來保護(hù)。當(dāng)鋼鐵設(shè)備使用于稀硫酸時(shí),必須采取可靠的防護(hù)措施,如貯運(yùn)稀酸的鋼槽或槽車,內(nèi)部需襯耐酸橡膠或塑料。
溫度升高,硫酸對(duì)鋼鐵的腐蝕加快,一般應(yīng)用溫度不超過80℃,但是有些高溫操作由于找不到更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的材料,也采用鑄鐵和鋼,如一些濃縮裝置采用的硫酸濃縮大鍋是由鑄鐵制造,用直接火加熱,腐蝕很快,一般只能使用6~12個(gè)月,最后發(fā)生腐蝕破裂。
濃硫酸有極強(qiáng)的吸水性,當(dāng)鋼鐵設(shè)備如槽、管、泵、閥等經(jīng)常充滿濃硫酸時(shí),腐蝕很輕微;但如果酸經(jīng)常放空(例如經(jīng)常停車或槽、管酸放空后,長(zhǎng)期不使用),附著在設(shè)備內(nèi)壁上的薄層濃硫酸會(huì)迅速吸收空氣中的水分而變稀,腐蝕就變得更嚴(yán)重,以至產(chǎn)生穿孔。操作和維護(hù)人員必須事先注意防范。
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