钢制容器在氢氧化钠溶液中的使用限制

钢制容器在氢氧化钠溶液中的使用限制
钢制容器在氢氧化钠溶液中的使用限制
摘要本文介绍了钢材在不同温度和浓度的氢氧化钠溶液中可能发生碱脆的情况及使用的限制。

由于可能存在碱脆，钢制设备选材时应结合不同氢氧化钠溶液的浓度和温度情况进行综合考虑。

对于接触氢氧化钠溶液的碳钢或低合金钢设备，应注意是否要进行焊后消除应力热处理；当介质温度高浓度大时，是否需要采用镍合金或不锈钢材料。

对使用中的设备，在进行设备定期检验时应根据实际情况将是否可能发生碱脆作为确定检验项目时考虑的一个方面。

关键词氢氧化钠溶液；碱脆；碳钢和低合金钢；铬镍不锈钢
钢材在常温较稀的氢氧化钠溶液中，表面出现坚牢的保护膜，所以在工业生产和贮运低浓度常温氢氧化钠溶液时，用途很广泛。

随着浓度和温度的升高，钢铁的腐蚀迅速增加，温度越高，腐蚀越严重，承受应力的部件就容易发生应力腐蚀破裂—碱脆。

碱脆，又称苛性脆化，是金属材料在碱性溶液中，由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂。

钢的碱脆，一般要同时具备3个条件：一是较高浓度的氢氧化钠溶液；二是较高的温度，碱脆的温度范围较宽，但最容易引起碱脆的温度是在溶液的沸点附近；三是拉伸应力，可以是外载荷引起的应力，也可以是残余应力等，或者是几者的联合作用。

设备要避免碱脆，除了应合理设计零件和构件，减少应力集中外，同时要改善腐蚀环境，还应考虑合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料。

在各种金属材料中，普通碳钢和低合金钢材料来源广泛，应用较多。

不锈钢材料可用在中、低浓度的氢氧化钠溶液中，但不耐高浓度高温碱液。

碳钢和低合金钢对常温低浓度的烧碱液有良好的耐蚀性，但随浓度和温度的升高，腐蚀速率也在增大，并在拉应力的作用下可能发生碱脆，应用上存在一定限制和范围。

如HG20581-1998中规定，碳钢和低合金钢焊制化工容器，如焊后或冷加工后，不进行消除应力热处
理，则在氢氧化钠溶液中的使用温度不得大于附表1的温度。

当氢氧化钠溶液在其与烃类的混合问中体积≥5%时，也应根据氢氧化钠溶液的浓度符合该表的要求，氢氧化钠溶液浓度≤1%或氢氧化钠溶液在其与烃类的混合物中体积﹤5%时，不受限制。

由表1可见，在一定范围内，碳钢和低合金钢可直接使用而不必进行消应力热处理，随着浓度的增加，它所对应的适用温度的有所下降。

（附表1）
A区：碳钢不必作应力消除；
B区：碳钢焊缝及弯头应作应力消除
C区：在此区域内应考虑用镍合金或不锈钢；。