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头疼的氯离子!该如何处理?

时间:2020-05-28 17:59    来源:未知    作者:admin    点击: 次
     盐酸是还原性强酸,是腐蚀性最强的物质之一。大多数金属的标准电极电位都在氢标准电极电位之下,所以当和含大量氯离子的酸性溶液接触时,金属离子迅速进入溶液,氢离子成为气体放出,是为“放氢型腐蚀”。
 
     金属材料中只有一些贵金属如钽、铂、金、银等和少数合金如镍钼铁合金(哈氏合金B)和含钼高硅铁对氯离子有良好耐蚀性。但显然上述材料都不太可能大规模应用,只能挑紧要工序使用。氯离子
 
     和金属材料相反,绝大多数非金属材料对氯离子都有良好的耐蚀性。天然橡胶和合成橡胶耐一切浓度的盐酸,但大多不耐高温。玻璃、陶瓷、石墨等耐一切浓度和温度的盐酸,但是除石墨外,其他两种机械强度较差。
 
下面将探讨针对特定的工况,如何在金属材料与非金属材料中选择合适的材质。
 
一、金属及合金
 
(1)碳钢和铸铁
 
     干燥的氯气、氯化氢、温度在露点以上(>130℃)的盐酸蒸汽工况,对钢铁有轻微腐蚀,可以使用碳钢(温度低于260℃)和铸铁(温度低于200℃)。除此之外,一切浓度的盐酸溶液、含氯溶液,包括湿盐酸气,禁止使用碳钢和铸铁。
 
(2)高硅铁
 
     高硅铁分为含钼高硅铁与普通高硅铁,二者对氯离子都有较好的耐蚀性。含钼高硅铁适用于中低温(80℃以下)浓盐酸、高氯工况,但不能用于高价态氯(如高氯酸)的酸性溶液。普通高硅铁适用于常温下各种浓度的盐酸、氯离子工况,以及65℃以下、10%浓度以下氯离子工况。
 
(3)高镍铸铁
 
    高镍铸铁只适用于常温低浓度(10%以下)氯离子工况。在超过10%浓度,或超过50℃腐蚀会加剧。
 
(4)不锈钢
 
    不锈钢分为铬钢、铬镍钢等几大类。常见的铬钢有12CrMo、20CrMo、1Cr5Mo、430不锈钢、304不锈钢、316不锈钢等。常见的铬镍钢有马氏体不锈钢等。铬钢和铬镍钢对一切浓度的氯离子耐受性都极差,易发生孔蚀。
 
(5)高合金不锈钢
 
    高合金不锈钢是指金属含量超过10%的不锈钢,它们对盐酸的耐蚀性不好,但可以用于下列特殊工况:常温含3%醋酸和少量盐酸的混合溶液、含少量盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸的混合废酸。
(6)铝和铝合金
 
    铝和铝合金严禁用于含氯工况。
 
(7)铜和铜合金
 
    对30℃以下不充气的浓度在20%以下的盐酸,可以使用铜和铜合金。含磷和锡的青铜可耐100℃的盐酸,是制作热盐酸泵、阀、管的理想材料。
 
(8)镍和镍铜合金
 
    镍和镍铜合金对对稀盐酸有较好的耐蚀性,但都不适用于充气的盐酸,且使用温度不宜高于45℃。
 
(9)镍铬铁合金
 
    镍铬铁合金对常温10%以下的稀盐酸有适当的耐蚀性,但不如镍和镍铜合金。它对2%以下充气冷盐酸耐蚀性很好。
 
(10)镍钼铁和镍钼铬合金(哈氏合金)
 
    哈氏合金适用于各种浓度的盐酸,是少有的耐盐酸合金之一。其中以哈氏合金B最优,能耐各种浓度的沸酸。哈氏合金A与B相比,耐温差些,最高使用温度70℃。哈氏合金C(镍钼铬铁合金)可用于20%以下稀盐酸,且使用温度不能超过70℃。但哈氏合金C用于氧化性酸性盐类溶液(氯化铁、氯化铜溶液)具有良好耐蚀性。
 
(11)钛及钛合金
 
    钛及钛合金对充气或者含氧化剂的稀盐酸(高价氯离子)有良好的耐蚀性,但仅适用于温度不超过50℃的环境。对于不充气的酸或者低价氯离子,耐受性较差。由于其价格昂贵,一般很少用于盐酸工况。
 
(12)锆及锆合金
 
     锆是优良的耐盐酸材料,在沸点以下一切浓度和温度的盐酸中,不论酸中充气与否,腐蚀率都很低,约在0。1mm/年以下。在高压下可耐163℃、25%以下的酸和204℃、15%以下的酸。但由于价格昂贵,仅在特定工况(高温、高浓度)使用。
 
(13)钽
 
    钽是耐酸金属材料的王者,能耐包括王水在内的绝大多数强腐蚀性介质,但不包括氢氟酸和游离三氧化硫。虽然价格极贵,由于其导热性能极优,钽常用于制造各种酸性介质的换热器内件。
 
二、非金属材料
 
(1)陶瓷和玻璃
 
    耐酸陶瓷和玻璃对一切浓度和温度的盐酸都有优良的耐蚀性,虽然导热率低,机械强度低,但由于价格相对低廉,广泛用作含氯离子的静态反应器、塔器、储存容器等。
 
(2)搪瓷
 
    耐酸搪瓷对一切浓度和温度的盐酸都无腐蚀现象。搪瓷可以制成带夹套的反应器或冷却器、储槽。
 
(3)碳和石墨
 
碳和石墨及其不透性品种对一切浓度和温度的盐酸都有优良的耐蚀性,常用作高温高浓度氯离子工况的换热器。
 
(4)塑料
 
     大多数塑料对盐酸都有优良的耐蚀性。一类塑料能耐一切浓度和沸点下的盐酸,如酚醛、呋喃、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯等;另一类塑料可耐34%以下的盐酸。如环氧、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、过氯乙烯等。只有几种塑料完全不耐盐酸腐蚀:尼龙、共聚甲醛、纤维素塑料。
 
酚醛石棉、石墨塑料,常用作30%以上浓盐酸贮槽,亦可用作贮存10%以上的沸盐酸。
聚氯乙烯,常用作60℃以下各种浓度工况的设备或管道内衬。
聚四氟乙烯,常用作耐酸垫圈。
 
(5)橡胶
 
天然橡胶和合成橡胶耐一切浓度的盐酸,但大多不耐高温,最高应用温度80℃。

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