硫酸提純設備廠家分析不同濃度的硫酸對提純設備材質的要求
硫酸的腐蝕性會隨著濃度的變化而改變,因此不同濃度的硫酸對提純設備材質有著不同要求,下面硫酸提純設備廠家分析不同濃度的硫酸對提純設備材質的要求。
一、低濃度硫酸(通常指濃度小于 60%)
低濃度硫酸具有較強的氧化性和酸性,在這種環境下,金屬材質易發生電化學腐蝕,設備表面的金屬原子會失去電子變成離子進入溶液。
1.碳鋼材質:碳鋼在低濃度硫酸中會被迅速腐蝕,表面形成疏松的鐵銹層,無法阻止硫酸進一步侵蝕,所以一般不適合用于低濃度硫酸提純設備 。
1.不銹鋼材質:部分不銹鋼,如 304 不銹鋼,在低濃度硫酸中具有一定的耐腐蝕性,但隨著時間推移,仍會出現點蝕和縫隙腐蝕現象。而 316L 不銹鋼因添加了鉬元素,耐腐蝕性有所提高,在一些對耐蝕性要求不高、溫度較低的低濃度硫酸提純場景中可以使用,但長期使用仍需關注腐蝕情況。
1.非金屬材質:像聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等塑料材質,由于其化學穩定性高,能夠抵抗低濃度硫酸的腐蝕,且價格相對較低,成型加工方便,常用于制造低濃度硫酸提純設備的管道、儲罐等部件。另外,橡膠襯里也是一種常用的防護方式,在金屬設備內壁襯上一層橡膠,可隔離硫酸與金屬的接觸,提高設備耐腐蝕性。
二、中等濃度硫酸(濃度約 60% - 90%)
中等濃度硫酸的氧化性和酸性處于特殊區間,對設備材質的要求更為苛刻。
1.高硅鑄鐵:含硅量在 14.5% - 18% 的高硅鑄鐵,表面能形成一層致密的二氧化硅保護膜,具有優異的耐中等濃度硫酸腐蝕性能,常用于制造硫酸泵、閥門等關鍵部件,但高硅鑄鐵材質較脆,加工難度較大。
1.鎳基合金:如哈氏合金(Hastelloy),在中等濃度硫酸中表現出良好的耐腐蝕性。哈氏合金中含有鉻、鉬、鎢等元素,這些元素能在合金表面形成穩定的鈍化膜,阻止硫酸的侵蝕,適用于對耐蝕性和強度要求較高的中等濃度硫酸提純設備。
1.氟塑料:聚四氟乙烯(PTFE)等氟塑料,具有好的化學穩定性,幾乎不與任何化學物質發生反應,能夠耐受中等濃度硫酸的腐蝕,可用于制造密封件、內襯等關鍵部位,但氟塑料成本較高,且加工性能較差。
三、高濃度硫酸(濃度大于 90%)
高濃度硫酸氧化性強,會使某些金屬表面形成鈍化膜,反而在一定程度上降低腐蝕速率。
1.碳鋼:在濃度大于 90% 的硫酸中,碳鋼表面會迅速形成一層致密的鈍化膜,阻止硫酸進一步腐蝕,因此碳鋼可用于常溫下高濃度硫酸的儲存和運輸設備,但當溫度升高或硫酸中含有雜質時,鈍化膜可能被破壞,導致腐蝕加劇。
1.鋁及鋁合金:鋁在高濃度硫酸中表面能生成一層堅固的氧化鋁鈍化膜,使其具有良好的耐腐蝕性,可用于制造高濃度硫酸的儲罐等設備。不過,鋁對硫酸中的雜質較為敏感,微量的氯離子等雜質就可能破壞鈍化膜,引發點蝕。
1.不銹鋼:一些高合金化的不銹鋼,如 904L 不銹鋼,在高濃度硫酸中也具有較好的耐腐蝕性,能夠承受較高溫度和一定雜質含量的高濃度硫酸環境,適用于對安全性和可靠性要求較高的高濃度硫酸提純設備 。