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頭疼的氯離子!該如何處理?

時(shí)間:2020-05-28 17:59????來(lái)源:未知????作者:admin????點(diǎn)擊:
     鹽酸是還原性強酸,是腐蝕性最強的物質(zhì)之一。大多數金屬的標準電極電位都在氫標準電極電位之下,所以當和含大量氯離子的酸性溶液接觸時(shí),金屬離子迅速進(jìn)入溶液,氫離子成為氣體放出,是為“放氫型腐蝕”。
 
     金屬材料中只有一些貴金屬如鉭、鉑、金、銀等和少數合金如鎳鉬鐵合金(哈氏合金B)和含鉬高硅鐵對氯離子有良好耐蝕性。但顯然上述材料都不太可能大規模應用,只能挑緊要工序使用。氯離子
 
     和金屬材料相反,絕大多數非金屬材料對氯離子都有良好的耐蝕性。天然橡膠和合成橡膠耐一切濃度的鹽酸,但大多不耐高溫。玻璃、陶瓷、石墨等耐一切濃度和溫度的鹽酸,但是除石墨外,其他兩種機械強度較差。
 
下面將探討針對特定的工況,如何在金屬材料與非金屬材料中選擇合適的材質(zhì)。
 
一、金屬及合金
 
(1)碳鋼和鑄鐵
 
     干燥的氯氣、氯化氫、溫度在露點(diǎn)以上(>130℃)的鹽酸蒸汽工況,對鋼鐵有輕微腐蝕,可以使用碳鋼(溫度低于260℃)和鑄鐵(溫度低于200℃)。除此之外,一切濃度的鹽酸溶液、含氯溶液,包括濕鹽酸氣,禁止使用碳鋼和鑄鐵。
 
(2)高硅鐵
 
     高硅鐵分為含鉬高硅鐵與普通高硅鐵,二者對氯離子都有較好的耐蝕性。含鉬高硅鐵適用于中低溫(80℃以下)濃鹽酸、高氯工況,但不能用于高價(jià)態(tài)氯(如高氯酸)的酸性溶液。普通高硅鐵適用于常溫下各種濃度的鹽酸、氯離子工況,以及65℃以下、10%濃度以下氯離子工況。
 
(3)高鎳鑄鐵
 
    高鎳鑄鐵只適用于常溫低濃度(10%以下)氯離子工況。在超過(guò)10%濃度,或超過(guò)50℃腐蝕會(huì )加劇。
 
(4)不銹鋼
 
    不銹鋼分為鉻鋼、鉻鎳鋼等幾大類(lèi)。常見(jiàn)的鉻鋼有12CrMo、20CrMo、1Cr5Mo、430不銹鋼、304不銹鋼、316不銹鋼等。常見(jiàn)的鉻鎳鋼有馬氏體不銹鋼等。鉻鋼和鉻鎳鋼對一切濃度的氯離子耐受性都極差,易發(fā)生孔蝕。
 
(5)高合金不銹鋼
 
    高合金不銹鋼是指金屬含量超過(guò)10%的不銹鋼,它們對鹽酸的耐蝕性不好,但可以用于下列特殊工況:常溫含3%醋酸和少量鹽酸的混合溶液、含少量鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸的混合廢酸。
(6)鋁和鋁合金
 
    鋁和鋁合金嚴禁用于含氯工況。
 
(7)銅和銅合金
 
    對30℃以下不充氣的濃度在20%以下的鹽酸,可以使用銅和銅合金。含磷和錫的青銅可耐100℃的鹽酸,是制作熱鹽酸泵、閥、管的理想材料。
 
(8)鎳和鎳銅合金
 
    鎳和鎳銅合金對對稀鹽酸有較好的耐蝕性,但都不適用于充氣的鹽酸,且使用溫度不宜高于45℃。
 
(9)鎳鉻鐵合金
 
    鎳鉻鐵合金對常溫10%以下的稀鹽酸有適當的耐蝕性,但不如鎳和鎳銅合金。它對2%以下充氣冷鹽酸耐蝕性很好。
 
(10)鎳鉬鐵和鎳鉬鉻合金(哈氏合金)
 
    哈氏合金適用于各種濃度的鹽酸,是少有的耐鹽酸合金之一。其中以哈氏合金B最優(yōu),能耐各種濃度的沸酸。哈氏合金A與B相比,耐溫差些,最高使用溫度70℃。哈氏合金C(鎳鉬鉻鐵合金)可用于20%以下稀鹽酸,且使用溫度不能超過(guò)70℃。但哈氏合金C用于氧化性酸性鹽類(lèi)溶液(氯化鐵、氯化銅溶液)具有良好耐蝕性。
 
(11)鈦及鈦合金
 
    鈦及鈦合金對充氣或者含氧化劑的稀鹽酸(高價(jià)氯離子)有良好的耐蝕性,但僅適用于溫度不超過(guò)50℃的環(huán)境。對于不充氣的酸或者低價(jià)氯離子,耐受性較差。由于其價(jià)格昂貴,一般很少用于鹽酸工況。
 
(12)鋯及鋯合金
 
     鋯是優(yōu)良的耐鹽酸材料,在沸點(diǎn)以下一切濃度和溫度的鹽酸中,不論酸中充氣與否,腐蝕率都很低,約在0.1mm/年以下。在高壓下可耐163℃、25%以下的酸和204℃、15%以下的酸。但由于價(jià)格昂貴,僅在特定工況(高溫、高濃度)使用。
 
(13)鉭
 
    鉭是耐酸金屬材料的王者,能耐包括王水在內的絕大多數強腐蝕性介質(zhì),但不包括氫氟酸和游離三氧化硫。雖然價(jià)格極貴,由于其導熱性能極優(yōu),鉭常用于制造各種酸性介質(zhì)的換熱器內件。
 
二、非金屬材料
 
(1)陶瓷和玻璃
 
    耐酸陶瓷和玻璃對一切濃度和溫度的鹽酸都有優(yōu)良的耐蝕性,雖然導熱率低,機械強度低,但由于價(jià)格相對低廉,廣泛用作含氯離子的靜態(tài)反應器、塔器、儲存容器等。
 
(2)搪瓷
 
    耐酸搪瓷對一切濃度和溫度的鹽酸都無(wú)腐蝕現象。搪瓷可以制成帶夾套的反應器或冷卻器、儲槽。
 
(3)碳和石墨
 
碳和石墨及其不透性品種對一切濃度和溫度的鹽酸都有優(yōu)良的耐蝕性,常用作高溫高濃度氯離子工況的換熱器。
 
(4)塑料
 
     大多數塑料對鹽酸都有優(yōu)良的耐蝕性。一類(lèi)塑料能耐一切濃度和沸點(diǎn)下的鹽酸,如酚醛、呋喃、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯等;另一類(lèi)塑料可耐34%以下的鹽酸。如環(huán)氧、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、過(guò)氯乙烯等。只有幾種塑料完全不耐鹽酸腐蝕:尼龍、共聚甲醛、纖維素塑料。
 
酚醛石棉、石墨塑料,常用作30%以上濃鹽酸貯槽,亦可用作貯存10%以上的沸鹽酸。
聚氯乙烯,常用作60℃以下各種濃度工況的設備或管道內襯。
聚四氟乙烯,常用作耐酸墊圈。
 
(5)橡膠
 
天然橡膠和合成橡膠耐一切濃度的鹽酸,但大多不耐高溫,最高應用溫度80℃。

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