不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用
不銹鋼耐酸鋼是從在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用而得到發(fā)展的。Cr13型不銹鋼在室溫下的稀硝酸中有一定的耐蝕性。不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用,Cr18型不銹鋼在各種溫度下對(duì)稀硝酸均有很好的耐蝕性。但在硝酸工業(yè)中大量使用的還是綜合性能較好的Cr18Ni9型不銹鋼。鉬對(duì)耐酸鋼在硝酸中的耐蝕性起著不利的作用,因而在硝酸工業(yè)中一般不選用含鉬不銹鋼。生產(chǎn)濃硝酸時(shí),需選用特殊的不銹鋼。
當(dāng)硝酸中含有氯、鉻等離子時(shí),其腐蝕作用將會(huì)增強(qiáng)。硝酸中的氯離子還易使耐酸鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕。不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用,硝酸具有較強(qiáng)的晶間腐蝕作用,易使焊縫熱影響區(qū)產(chǎn)生刀狀腐蝕。濃度為65%的沸騰硝酸不僅對(duì)因碳化鉻析出所造成的晶間腐蝕傾向敏感,而且對(duì)d相析出所造成的晶間腐蝕傾向也敏感。
工業(yè)硝酸分為濃硝酸(96%~98%)和稀硝酸(<65%)。下面簡(jiǎn)要介紹不銹鋼在稀硝酸、濃硝酸生產(chǎn)設(shè)備上的應(yīng)用。
(1)不銹鋼在稀硝酸生產(chǎn)中的應(yīng)用:硝酸是強(qiáng)氧化性酸,稀硝酸也有很強(qiáng)的氧化性,不銹鋼在稀硝酸中極易鈍化,因此具有良好的耐蝕性,因此所有不銹鋼在稀硝酸中均具有相當(dāng)好的耐蝕能力。18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼,如06Cr19Nil0( 304)、022Cr19Nil0 (304L)、06Cr18NiIITi( 321)其有優(yōu)良的耐稀硝酸性能,因而在濃度小于65%的稀硝酸中大量使用;雙相不銹鋼022Cr2lNi5Ti、022Cr25Ni6M02N也獲得很好的應(yīng)用。對(duì)鑄件的力學(xué)性能一般要求不高,也不需要焊接,可以改用Cr17型鐵素體不銹鋼較為經(jīng)濟(jì)合理。當(dāng)既要求耐腐蝕,又要求有較高的強(qiáng)度,可采用馬氏體不銹鋼12Cr13 (403)、14Cr17Ni2鋼,在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。
(2)不銹鋼在濃硝酸生產(chǎn)中的應(yīng)用:當(dāng)硝酸濃度>68%時(shí),一般18-8型Cr-Ni鋼已經(jīng)滿足不了要求。不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用,濃度≤85%時(shí),通常選擇Cr25Ni20型不銹鋼。若硝酸濃度再高,由于硝酸過氧化作用,Cr25Ni20鋼的耐蝕性急劇下降,將會(huì)受到嚴(yán)重腐蝕,必須選用[Si]4%~6%的不銹鋼,如14Cr18NiIISi4AITi、06Cr18Ni13Si4、022Cr20N。當(dāng)硝酸濃度≥97%時(shí),可選用含[Si]5%~6%的Cr-Ni不銹鋼。
不銹鋼在硫酸設(shè)備上的應(yīng)用:硫酸是一種重要的基本化工原料,其產(chǎn)量常是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。用于生產(chǎn)酸的設(shè)備和盛放酸的儲(chǔ)罐、容器等通常選擇不銹耐酸鋼。硫酸雖然是一種含氧酸,但稀硫酸和中等濃度的硫酸的氧化性較弱,因而它們屬于還原性酸。不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用,而濃硫酸,特別是熱濃硫酸則具有很強(qiáng)的氧化性,因此屬于氧化性酸。由于硫酸的此種特性,在選用耐硫酸不銹鋼時(shí),隨硫酸濃度、溫度的不同,所選牌號(hào)不同。
稀硫酸、中等濃度硫酸是還原性酸,可選擇06Cr17Ni12M02(316)、022Cr17 Ni12 M02( 316 1)、06Cr17Ni12M02Ti( 316Ti)等鉬(Mo)含量為2%~3%的不銹鋼。不含Mo的不銹鋼18-8型Cr-N奧氏體不銹鋼,由于不耐稀硫酸、中等濃度硫酸腐蝕,所以不能用于有硫酸腐蝕的情況。當(dāng)高Mo含量([Mo]≥4%)時(shí),該不銹鋼耐腐蝕性將會(huì)進(jìn)一步提高。不銹鋼在硝酸工業(yè)中的應(yīng)用,鋼中含Mo、Cu、Si(3%~4%)的Cr-Ni奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼的耐硫酸性能更佳。
在濃度為90%~98%的高溫濃硫酸中,按使用溫度和濃度,選用[ Si]約6%的不銹銅能取得滿意的效果,如022Cr17Ni17Si6、022Cr18Ni20Si6MoCu.在制造酸洗、合成橡膠、人造絲浸槽與硫酸接觸的設(shè)備上,可選用06Cr18Ni18M02Cu2Ti不銹鋼。在制造耐硫酸腐蝕的管道、泵、閥、塔、釜和容器等設(shè)備及構(gòu)件時(shí),可選用06Cr12Ni25M03Cu3Si2N鋼。