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【全】高温浓硫酸腐蚀特点有哪些 高温浓硫酸用不锈钢的设计

来源:/news/14.html       发布时间:2017-09-07

高温硫磺液下泵、浙江,温州|价格,质量,哪里有卖、等文章中,让大家了解了一些不为人知的知识,但"高温浓硫酸腐蚀特点有哪些 高温浓硫酸用不锈钢的设计"对于很多人来说是还是比较陌生的,今天我们就来了解一下:

【全】高温浓硫酸腐蚀特点有哪些 高温浓硫酸用不锈钢的设计

宣达实业带大家一起了解,高温浓硫酸腐蚀有什么特点。

硫酸是最活泼的无机强酸之一。对金属的腐蚀性很强,而且腐蚀过程复杂。和所有的强酸一样,硫酸溶液中含有大量的氢离子(H-1)。众所周知,氢离子是有效的阴极去极化剂,使金属产生氢去极化反应而腐蚀。浓硫酸和稀硫酸的腐蚀性质有很大差别,稀硫酸一般只具有酸性,浓硫酸不仅具有酸性,而且具有强的氧化性。所以浓硫酸不仅产生氢去极化腐蚀,也产生氧去极化腐蚀。

根据实验,铁在稀硫酸中的腐蚀速度随硫酸的浓度的增加而提高,当硫酸浓度达到50%时腐蚀速度达到最大值,硫酸浓度超过50%以后,腐蚀速度下降,当硫酸浓度超过85%时则转变成氧化性的浓硫酸,腐蚀的阴极过程主要为氧化剂的还原过程。在浓硫酸浓度范围内,随着浓度提高腐蚀速度下降,在99~102%硫酸(稀的发烟酸)浓度范围内,铁的腐蚀率达到最低值,此后随着过剩三氧化硫的增高,腐蚀速度又开始提高。当过剩三氧化硫达到18~20%时腐蚀速度又出现一个新的峰值,继续提高三氧化硫含量,腐蚀速度又开始下降,由上述可见,铁在硫酸中的腐蚀速度随硫酸浓度而产生十分复杂的变化。

工业上的浓硫酸一般指的是浓度在93~98.5%的含水硫酸,在室温下,这种浓度的硫酸对金属的腐蚀性很小,普通炭钢和铸铁就可满足使用要求,但当温度超过50℃后,浓硫酸腐蚀开始增强,对金属腐蚀开始加剧,温度在80~120℃最优良的金属材料是高硅不锈钢。

因此,在工业生产中硫酸的腐蚀性不仅使设备的使用寿命降低,材料损耗,甚至会造成停产乃至事故。所以研究硫酸对金属的腐蚀过程和特点,开发新型有自主知识产权的高温浓硫酸腐蚀材料和产品,推动和促进硫酸化工设备的国产化,既有巨大的经济效益高温,高温浓硫酸腐蚀特点有哪些也会产生巨大的社会效益。

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宣达实业带大家一起了解,高温浓硫酸用不锈钢的设计是什么。

从材料的综合力学性能、耐腐蚀性能以及加工、变形、焊接和设备制作等角度考虑,以奥氏体不锈钢为最佳。所以合金必须设计成具有稳定的奥氏体组织——高硅奥氏体不锈钢。为此,设计合金时必须严格控制镍当量(Nieq)% = Ni% Co% 30(C%) 25(N%) 0.5(Mn%) 0.3(Cu)%和铬当量(Creq)% = Cr% 2(Si%) 1.5(Mo%) 5(V%) 5.5(Al%) 1.75(Nb%) 1.5(Ti%) 0.75(W%),而获得稳定的奥氏体组织。高温浓硫酸用高硅奥氏体不锈钢合金设计如下。

①碳(C):硅降低碳在钢中的溶解度。大量的硅可使碳从固溶体中析出。这些游离碳将与钢中铬结合,降低钢的耐蚀性能,促进晶间腐蚀的产生。所以高温浓硫酸用高硅不锈钢都是超低碳的,一般碳含量≤0.02%C。如前苏联研究的02X8H22C6高硅不锈钢,当碳<0.02%C时,在沸腾的72%HNO3中浸泡72小时未出现晶间腐蚀。当碳 = 0.03%C时,个别试样产生了晶间腐蚀。可见碳对高硅不锈钢的耐腐蚀性能影响十分明显。

②硅(Si):元素硅在强氧化性的高温浓硫酸中极耐腐蚀[5]。305℃95.5%H2SO4高温浓硫酸腐蚀试验表明,硅的腐蚀速度 = 0,腐蚀电位 = 0.99V。而铁的腐蚀速度 = 2191g/m2.h,腐蚀电位 = -0.29V。说明铁在高温浓硫酸中是极不耐腐蚀的。采用硅合金化可大大提高钢的腐蚀电位,表面生成稳定的SiO2保护膜,显著提高不锈钢的耐腐蚀性能。硅是高硅不锈钢最关键的合金化元素,设计合金硅含量为5.0-8.0%Si。

③铬(Cr):试验表明[5],金属铬在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 21g/m2.h,腐蚀电位 = 0.70V。对提高不锈钢在高温浓硫酸中的耐腐蚀性能作用仅次于硅。但考虑到镍-铬当量的平衡,保证合金的奥氏体组织,铬含量不宜过高。合金设计的主要思想是以硅代铬。当硅含量控制在5.0-8.0%Si范围内时,铬含量控制在<15%Cr为宜。

④铝(Al):试验表明[5],金属铝在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 32g/m2.h,腐蚀电位 = 0.68V。硅、铬、铝是高温浓硫酸用不锈钢三个主要合金化元素。作用依次是Si>Cr>Al。铝是高温浓硫酸用高硅不锈钢辅助合金化元素,一般含量<0.5%Al,否则对合金塑性不利。

⑤镍(Ni):试验表明[5],镍在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 345g/m2.h,腐蚀电位 =

0.28V。可见镍对提高不锈钢在高温浓硫酸中的耐腐蚀性能有一定作用但不十分明显。在高硅不锈钢的设计中镍的主要作用是维持镍/铬当量的平衡,得到稳定的奥氏体组织,保证变形性能和焊接性能。当硅含量 = 5.0-8.0%Si,铬含量<15%Cr,控制镍含量>20%Ni,即可保证合金处於奥氏体区得到奥氏体组织。

⑥辅助合金化元素:钼 铜 稀土元素。高温浓硫酸用高硅奥氏体不锈钢加入微量稀土元素,主要是脱氧、脱硫、改变夹杂物形态,提高耐腐蚀性能。同时稀土元素可细化晶粒提高加工和力学性能。合金加入少量的钼和铜主要目的是提高耐92-97%硫酸的腐蚀性能。

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