304不銹鋼和316L不銹鋼在稀硝酸工業環境中的應用
一工業過程
一般把濃度低于50%的硝酸稱為稀硝酸。濃度超過86%的硝酸通常稱為發煙硝酸。
二硝酸腐蝕
硝酸是氧化性酸,隨著濃度和溫度的提高,其氧化性加劇。一般以鈍化型金屬鋁、鈦、不銹鋼、高硅鑄等作為耐蝕材料。硝酸具有較強的晶間腐蝕能力,會使具有晶間腐蝕敏感性的不銹鋼產生晶間腐蝕。
在硝酸中使用的不銹鋼,如在敏化狀態(如焊后狀態、鍛后狀態、鑄后狀態等)下使用,當前的趨勢主要是采用超低碳不銹鋼,當不銹鋼的碳含量降到低于0.02%時,敏化狀態的不銹鋼在沸騰65%硝酸中的腐蝕率會顯著下降。
對硝酸用不銹鋼應當進行晶間腐蝕傾向的檢驗;對于在濃硝酸中以及在60℃以上、5%~50%的稀硝酸中使用的不銹鋼應當用沸騰硝酸法進行檢驗;對于在30%~50%的稀硝酸中使用的不銹鋼應當用硫酸-硫銅-銅屑法檢驗;對在常溫稀硝酸中使用的不銹鋼可以不必檢驗。
硝酸中含有氧離子時(>0.1g/L),會使不銹鋼腐蝕加劇并產生點腐蝕,此時宜采用含鉬不銹鋼,如316L不銹鋼(00Cr17Ni14Mo2),2RE69鋼(00Cr25Ni22Mo2N)。Incoloy801(20Cr-32Ni-Ti)既能耐硝酸腐蝕,又可抗高溫含氧離子水的應力腐蝕。
三耐蝕材料
㈠ 碳鋼與鑄鐵
碳鋼與普通鑄鐵在硝酸中產生的氧化層很疏松,不耐腐蝕。
㈡ 有色金屬
銅、銀、鉛、鎳在硝酸中的耐蝕性差。純鋁和防銹鋁在濃度95%以上的發煙硝酸中具有很好的耐蝕性,而在濃度85%以下的硝酸中則不耐蝕,即使在室溫下也不耐蝕。當硝酸濃度超過95%時,鋁的耐蝕性要優于18-8不銹鋼。(http://m.powertools247.com)
鈦在低于沸點的所有溫度與濃度的硝酸中均有極好的耐蝕性。鈦在高溫硝酸中的腐蝕率隨溫度升高而增加。硝酸為中等濃度時鈦的腐蝕率****,濃度增高后腐蝕率下降。240℃時腐蝕率達到****,超過240℃后腐蝕率又會下降。
在發煙硝酸中,當過量的NO2超過2%而含水量又不足時,鈦和硝酸會由于反應放熱而引起爆炸。當硝酸中含水量進超過2%時可避免爆炸。鈦在發煙硝酸中引起爆炸的可能性取決于硝酸中NO2和水的含量。
㈢ 不銹鋼
硝酸設備最常用的材料仍是不銹鋼。Cr13型不銹鋼在常溫稀硝酸中有較好的耐蝕性。Cr17型不銹鋼在常壓沸點以下各種溫度的稀酸中均有較好的耐蝕性。Cr13型和Cr17型從耐蝕性來說是可以在硝酸中使用的,但由于其工藝性能不好而被18-8奧氏體鋼所取代。奧氏體鋼在硝酸中的耐蝕性優于鐵素體鋼。18-8鋼在濃硝酸中只能用于常溫,不宜用于高溫。硝酸中一般不用含鉬不銹鋼,只有在硝酸中含有氯離子時,含鉬不銹鋼可提高抗點蝕性能。
㈣ 鎳基合金
許多含鉻量較高的鎳基合金在硝酸中均有很好的耐蝕性,如Hastelloy C。
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