浙江至德鋼業有限公司酸洗車間管道的物料主要為含水的氣液混合狀態氫氟酸,溫度在350℃左右高溫含氟化氫,管道和管件選用分析如下。


1. 普通碳鋼


  碳鋼廣泛應用于60%~70%以上的氫氟酸和無水氫氟酸溫度不宜超過65℃。在濃度邊界60%~65%時使用要特別小心,稀酸的腐蝕性很強,根據試驗結果:碳鋼在93%酸內(20℃),腐蝕率為0.9mm/a,在48%酸內,腐蝕率為13mm/a。低碳鋼的耐蝕性最好。


  由于氫氟酸與碳鋼作用能在其表面形成氟化鐵薄膜,阻止進一步腐蝕,因此碳鋼普遍適用于100℃以下的液相或氣相氫氟酸。溫度超過100℃時,腐蝕速率隨溫度升高而迅速增加。為防止表面氟化鐵保護層遭到破壞,通常要求流體流速在室溫下不得超過1m/s,在較高溫度下,線速度要求更低。這種限制也適用于與氫氟酸接觸的其他金屬。對于HF(氫氟酸)水溶液,其腐蝕速率隨濃度增加而降低。HF濃度為85%時就產生某種程度的腐蝕;濃度75%時,年腐蝕率為0.5mm;濃度65%時,年腐蝕率為1.5mm。因此在HF濃度低于70%時,不推薦使用碳鋼。低于60%的氫氟酸即使在低溫下也能迅速地腐蝕鋼材。即使是濃度大于85%的氫氟酸,如果鋼材沒有進行消除晶格缺陷和應力,也可能發生原子氫向鋼板內層遷移,引起“起泡”現象。


2. 鑄鐵


  普通鑄鐵對氫氟酸的耐腐蝕能力遠遠不及碳鋼和鑄鋼,因此與氫氟酸接觸的部件不宜采用。


3. 不銹鋼


  氫氟酸能破壞不銹鋼表面的保護膜。但是,室溫下無水氟化氫可以用不銹鋼。一般不銹鋼不用來處理氟化物溶液。稀氫氟酸中如果含有硝酸或其他強氧化劑,可以減輕對不銹鋼的腐蝕。


  高合金不銹鋼對充氣的氫氟酸有較好的耐蝕性,也適用于無水氟化氫,但使用60%以下的酸時要小心。有些工廠用此材料制作泵、閥、噴嘴等。


  奧氏體鎳鉻鋼對氫氟酸的耐腐蝕能力并不優于碳鋼,而且不能用于較高溫度。在室溫下,濃度低于10%的氫氟酸對奧氏體鋼(316型)有中等的腐蝕性。高合金奧氏體鋼(如Car-penter20和Durimet20)耐腐蝕性較好,而蒙耐爾、哈氏C則具有更好的耐腐蝕性。在選用20號合金管材時,建議首選無縫管而不用焊管。


  奧氏體鋼在稀氫氟酸中100℃以上能產生應力裂紋。在氟離子的存在下,即使在較低溫度也可能促進應力腐蝕裂紋的形成,特別是304不銹鋼,如果不進行充分的應力釋放,這種現象尤為嚴重。


4. 鎳、蒙耐爾(Monel)、因康(Inconel)合金


  蒙耐爾在室溫下對濃度高于50%的氫氟酸有很好的耐腐蝕性,為了防止鈍化層破壞,同樣也要求限制物料的流速和攪動。對于無水至50%的氫氟酸,在溫度達到80℃以上時出現一定程度的腐蝕。


  冷成形或焊接的蒙耐爾制品,如果沒有進行有效的應力釋放,將發生應力腐蝕裂紋。在焊接時,不要使用蒙耐爾60焊條,否則焊縫將被HF腐蝕。氧化劑和還原硫化合物的存在會增大所有這些材料的腐蝕速率。


5. 銅、青銅(Bronze)


  銅在室溫下可用于濃度60%~90%的氫氟酸,到達沸點溫度時出現中等程度的腐蝕。青銅在室溫下也具有可接受的抗腐蝕性,有時用它來制造氫氟酸泵體部件,但不適用于較高溫度。


6. 塑料


  聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯可用于氟化氫氣體的設備和管道。


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