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頭疼的氯離子!該如何處理?

時間:2020-05-28 17:59????來源:未知????作者:admin????點擊:
     鹽酸是還原性強酸,是腐蝕性最強的物質之一。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,金屬離子迅速進入溶液,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。
 
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,但不能用于高價態氯(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10%濃度,或超過50℃腐蝕會加劇。
 
(4)不銹鋼
 
    不銹鋼分為鉻鋼、鉻鎳鋼等幾大類。常見的鉻鋼有12CrMo、20CrMo、1Cr5Mo、430不銹鋼、304不銹鋼、316不銹鋼等。常見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,易發生孔蝕。
 
(5)高合金不銹鋼
 
    高合金不銹鋼是指金屬含量超過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,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70℃。但哈氏合金C用于氧化性酸性鹽類溶液(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(高價氯離子)有良好的耐蝕性,但僅適用于溫度不超過50℃的環境。對于不充氣的酸或者低價氯離子,耐受性較差。由于其價格昂貴,一般很少用于鹽酸工況。
 
(12)鋯及鋯合金
 
     鋯是優良的耐鹽酸材料,在沸點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,但不包括氫氟酸和游離三氧化硫。雖然價格極貴,由于其導熱性能極優,鉭常用于制造各種酸性介質的換熱器內件。
 
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良的耐蝕性,雖然導熱率低,機械強度低,但由于價格相對低廉,廣泛用作含氯離子的靜態反應器、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良的耐蝕性。一類塑料能耐一切濃度和沸點下的鹽酸,如酚醛、呋喃、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯等;另一類塑料可耐34%以下的鹽酸。如環氧、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、過氯乙烯等。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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