典型化工酸的腐蝕與選材

一、氯化氫和鹽酸（suān）幹燥氯化氫在200℃以下對碳鋼實際上並不（bú）腐蝕，它的腐蝕速率不大於0.1mm/a，在250℃時上升為0.5 mm/a。含水氯化氫氣體的腐蝕，實際上就是鹽酸的腐蝕，隻要溫度高（gāo）於氯化氫的最高露點（80~200℃，隨HCL含量及壓力條件而不同）以上（shàng），最好在250~300℃，碳鋼的腐蝕速率仍保持可容忍的範（fàn）圍內；鹽酸是典型的非氧化性酸，鐵在稀（xī）鹽酸中生成氯化亞鐵，在濃（nóng）酸中生成三氯化鐵，三氯（lǜ）化鐵溶於水。31%的工業鹽酸（suān）由於含有三價鐵的氯化物（wù），呈深黃色，且腐蝕明顯強於化學純的發煙鹽酸（濃度37~38%）；在鹽酸中，鑄鐵（tiě）的腐蝕比碳鋼嚴重；普通不鏽鋼即（jí）使在1%的鹽酸中，也會發生孔蝕（shí）；在鹽酸介質中，隻有（yǒu）含鉬不鏽鋼、鈦（tài）（含量（liàng）300ppM，溫度90℃以下）、銀、哈氏合金、鋯和鉭可供選擇，特別是鉭，這種金屬即使（shǐ）在三氯化鐵和氯的存在（zài）下，在任何濃度和溫度（直至沸（fèi）騰）的鹽酸中，也不（bú）會（huì）腐蝕（shí）；在鹽酸生產中，采用了大量（liàng）的非（fēi）金屬材料，硬PVC的耐鹽酸性能優於PP，可以在任何（hé）濃度範圍內使用，隻要不超（chāo）過它的允許使用溫度。在（zài）稀酸場合，PP可在110℃以下（xià）長期使用。PE在80℃以下具（jù）有優（yōu）良的耐酸性。乙烯基酯樹（shù）脂的耐酸性能優於雙酚（fēn）A聚酯和環氧樹脂，但比酚醛樹脂的耐溫性地20~30℃。PTFE具有優良的耐酸性，使用溫（wēn）度在250℃以下。天然橡膠（jiāo）在80℃以下（xià）的鹽酸中（zhōng）具有（yǒu）優良（liáng）的耐酸性能。不透性浸漬石墨具有優（yōu）良的耐腐（fǔ）蝕（shí）性能，在鹽酸生產中得到廣泛的應用（yòng）。

二、硫酸硫酸是一種含氧酸，稀硫酸的氧化性很弱，屬於非氧化性酸類，主要產生氫去極化（huà）腐蝕。氫去極化腐蝕（shí）是指以作為去極化劑的腐蝕過程，反應的結果是金屬不斷（duàn）地溶解、減（jiǎn）薄。濃硫酸具有很強的氧化性，屬於氧（yǎng）化類（lèi）酸，可使部分（fèn）金屬有自鈍化的能力，在金屬表麵（miàn）生成致密（mì）的鈍化膜，這種膜不（bú）溶於濃硫酸，從而阻（zǔ）礙腐（fǔ）蝕繼續發（fā）生。在硫酸生產中，常用的金屬材料有（yǒu）：鉛、碳鋼、鑄鐵、不鏽鋼、哈氏合金、鋯和鉭等（děng）。鉛與（yǔ）稀硫酸反應（yīng）在鉛的表麵生（shēng）成一層穩定（dìng）的難溶解的（de）PbSO4保護膜，但若（ruò）碰到濃硫酸這層膜又會溶解（jiě）。所以當（dāng）硫酸濃度低於60%，溫度在100℃以下時，可（kě）以使用鉛。當硫酸濃度高於75%時，不推（tuī）薦使用。由於鉛的機械強（qiáng）度低，一（yī）般做襯裏材料使用；碳（tàn）鋼（gāng）在60%以下的硫酸中強烈腐蝕（shí），但當（dāng）硫酸（suān）濃度增大到75%以上時（shí），在（zài）金屬的表（biǎo）麵將生成氧化鐵的（de）保護膜，從而大大提高耐腐蝕性能；鑄鐵在濃硫酸中比（bǐ）碳鋼更容易鈍化，尤（yóu）其是高（gāo）矽鑄鐵（tiě）（矽含量在14%~17%之（zhī）間）。但鑄鐵中（zhōng）的Si會與滲入鑄鐵中的遊離的SO3作用生成SiO2，其體積增大會（huì）造成鑄件開裂，因（yīn）此不能用於發煙硫酸中；不鏽鋼不耐稀硫酸（suān）的腐蝕；哈氏合金具有比一般奧氏體不鏽鋼高得多的耐（nài）蝕能力（lì），除（chú）硫酸外，可在多種腐蝕性介質中應用，如：硝酸（濃度低於50%）、鹽酸、磷酸、醋酸和各種有機（jī）酸；鋯有（yǒu）良好（hǎo）的延（yán）展性和焊接性。鋯在10%～40%的硫酸中，在沸騰的（de）溫度下腐蝕速（sù）率為0.0036～0.0063 mm/a，在75%硫（liú）酸中溫度100℃時腐蝕速率為（wéi）0.55 mm/a。鉭是具有高度化學穩定性的純（chún）金（jīn）屬，除氫氟酸外在許多介質中具（jù）有極強的耐腐蝕性，如：無機（jī）酸、王水和（hé）有機酸等，但鉭不耐發煙（yān）硫酸；在硫酸生產中，采用了大量的非金屬材料，硬PVC 一般使用溫度低於60℃，PP、PE、PTFE、天然橡膠、不透性浸漬石墨等（děng）也得（dé）到廣泛的應用。

三、磷酸（suān）磷酸屬於三元中強酸，化學性質穩定，無強氧化性和還原性。磷酸生產中，反應料漿中含雜質離子和35~45%的固（gù）體顆粒，其中雜質（zhì）酸的（de）腐蝕性具（jù）有決定性的影響，固體顆粒會產生磨蝕，、、等會破壞（huài）不鏽鋼的鈍化膜，甚至發（fā）生孔蝕。在生產中常（cháng）用的金屬材料有：鉛、K合金（）、哈氏合金、20號鋼、316L、UB6、雙相不（bú）鏽鋼22-5和（）等；非（fēi）金（jīn）屬材（cái）料有：石墨、橡膠、玻璃鋼、塑料等。

四、硝酸硝酸屬於強氧化性酸，硝酸對金屬的（de）腐蝕隨濃度（dù）的增加而逐漸嚴重。硝酸腐蝕中常采用的耐（nài）腐蝕金屬（shǔ）材料有（yǒu）：碳鋼、鋁、不鏽（xiù）鋼等（děng）。硝酸對碳鋼的腐蝕特性是，當溫度在（zài）25℃左（zuǒ）右且硝酸濃度在（zài）30%以下時，隨著濃度的（de）增（zēng）加，腐蝕速度加大，當硝酸濃度30%時，腐蝕速率達到最大值，為22.5g/m2﹒h。當（dāng）硝酸濃度超（chāo）過50%時，碳鋼鈍化。當硝酸（suān）濃度70～80%時，腐蝕速率為0.5～0.1mm/a（腐蝕深度）。當濃度達90%以上時，腐蝕（shí）速率加大。溫度升高時，碳鋼的鈍化膜易被破壞，同（tóng）時還有晶間腐蝕；硝酸濃度在95%以上時，鋁是很穩定的；硝酸是強氧化性酸，能使不鏽鋼（gāng）中的鉻氧化成致密（mì）的，不鏽（xiù）鋼中的鉻含（hán）量越高，耐腐蝕性越強；耐硝酸腐（fǔ）蝕的非（fēi）金（jīn）屬材料有：搪（táng）玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷和玻璃（lí）等材料（liào）。

五、溴和溴化（huà）物溴（xiù）具有強（qiáng）烈的氧化性，溴及溴化物有毒。幹燥的溴氣體腐蝕屬於溴的氣相腐蝕，為單一的（de）化學腐蝕，突出表現為溴（xiù）對材料的氧化。許多金屬材料都耐幹燥溴（xiù）氣的腐（fǔ）蝕，如：鑄鐵、高矽鑄鐵、鋁、銅、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鉭等。非金屬（shǔ）材料有：玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化矽、聚四氟乙烯和聚三氟氯（lǜ）乙烯等；溴和（hé）水作用後生成次溴酸和（hé）氫溴酸，次溴酸和氫溴（xiù）酸都是不穩定的化合物。在溴水中，除了溴水外還有（yǒu）次（cì）溴酸和氫溴（xiù）酸的（de）腐蝕，耐液溴腐蝕的金屬很（hěn）少（shǎo），有鎳、銀、哈（hā）氏合金B，C和鉭。耐（nài）液溴的（de）非金屬材料：玻璃、搪玻（bō）璃、陶瓷、碳（tàn）化矽、聚四氟乙烯和聚三氟氯（lǜ）乙烯等。

六、氫氟酸氫氟酸是無色澄清的發煙液體，為中等強度的酸，腐蝕性極強（qiáng），極易揮發，置於空氣中即冒白煙。與金屬鹽、氧化物、氫氧化（huà）物作用生成氟（fú）化（huà）物。遇金屬能放出氫氣，遇火星（xīng）易引起爆（bào）炸或燃（rán）燒。氫氟酸具有很強的（de）腐蝕性和毒性。根（gēn）據（jù）氫氟酸的腐蝕特性，可將其分成無水（即液（yè）態氟化（huà）氫）、高濃度（dù）和低濃度的氫氟酸三類。由於氫氟酸是電解質溶液，所以氫氟酸腐蝕是典型的電化學腐蝕。在有氫氟（fú）酸腐蝕（shí）的場合，碳鋼和低合金（jīn）鋼當（dāng）在濃度高於（yú）75％～80％、溫度低於65℃的條件下（xià）耐腐蝕性能良好。鎂對氫（qīng）氟（fú）酸是理想的耐蝕材（cái）料，一般隻做容器。鈦（tài）適用於濃度為 60~100% （室溫狀態）。銀可用於沸騰的氫氟酸。蒙乃爾合金是重要的（de）耐氫氟（fú）酸腐蝕的材料；耐氫氟酸腐蝕的非（fēi）金屬材料主要有：PTFE塑料和不透性浸（jìn）漬石墨材料。

七、氯（lǜ）氣的腐蝕氯氣（qì）微溶（róng）於水，生成（chéng）鹽酸和次氯酸，次氯酸具（jù）有強氧化性。氯水的腐蝕與濕氯相似，但隨（suí）含水增多（duō）而減輕。當氯氣中（zhōng）含水小於150ppM時，碳鋼的腐蝕速率小於0.04 mm/a，即幹燥氯氣對碳鋼基本不腐蝕。當氯中含水量（liàng）高時，金（jīn）屬在濕氯中很快被腐蝕。不鏽鋼在含量高於150ppM時，會破壞（huài）不鏽鋼表麵（miàn）的鈍化膜（mó）而產生孔蝕或應力腐蝕破裂。鈦具有優良（liáng）的耐（nài）濕氯性能（含水1.5%以上）。同時耐幹濕（shī）氯氣的金屬材料（liào）隻有（yǒu）鉭、銀、鉑和部分合金；氯（lǜ）氣會滲透且與絕大多數高分子材料起反應，表麵會生成一層黃色的油糊狀產物——氯奶油。在氯氣氣（qì）氛中PP腐蝕速率大於PE，而PE又遜於硬PVC。聚四氟乙烯（xī）的抗氯（lǜ）滲透性能不及聚（jù）偏二氟乙烯，盡管氟（fú）塑料具備優良的耐腐蝕性能和較高的耐溫性（xìng），在氯的介質中並不推薦使用。

八、次氯酸鹽（yán）腐蝕次氯酸鹽，如次氯酸鈉和（hé）次氯酸鈣在中性或弱酸性時是不穩定的，其腐蝕性非常強，在高溫時更甚。次氯酸鈉溶（róng）液在（zài）微堿性條件下有較（jiào）好的（de）穩（wěn）定性，接近中性（xìng）時，即易分解，在酸性條件下則更加速分解並釋放出氯氣。次氯酸鈉在儲藏時，會逐漸分（fèn）解，釋放出氧，原子氧（yǎng）具有強烈的氧化作用。因此，在次（cì）氯酸鈉中，腐蝕性介質有，HCL、CL2、O、NaOH和NaCL等，其中O和NaCL都是（shì）強滲透性介質，因此除了考慮材料的耐酸、耐堿和強氧化性腐（fǔ）蝕外，還要（yào）考慮材料的抗滲透性。次氯酸（suān）鈣的腐蝕與次氯（lǜ）酸鈉（nà）類似，隻是腐蝕程度稍低。金屬鈦在次氯酸鈉溶（róng）液中有優良的耐（nài）腐蝕性，用鈦（tài）製作的設備不會存在氧的滲透或（huò）縫隙腐蝕等問題；天然橡膠由於氧的滲透，很快會導致橡膠溶漲起泡，一般使用壽命隻有2年。軟PVC塑料雖然有良好的抗氧化性能，但軟板內的增塑劑（jì）會被氫氧化鈉逐漸（jiàn）萃取而老（lǎo）化（huà）破裂，它的使用壽命也隻有2～3年。丁基膠板襯裏（lǐ）、PE和氟塑料等應用效果比（bǐ）較理想。

九、酰化工藝的防腐蝕酰化廣義上是指有機（jī）化合（hé）物分子中（zhōng）的氫被（bèi）酰基所取代的過程。工業上常用的酰化劑有甲酸（HCOOH）、乙酸、草酸、苯甲酸、光氣（COCL2）、醋（cù）酸酐等。這些酰化劑的酸和酸酐都是氧化性的，不鏽鋼在氧化性的有機酸中是耐蝕的。