《化工设计概论》课程作业-盐酸、硫酸、硝酸、醋酸在50-500度下防腐材料

《化工设计概论》课程作业

一、盐酸、硫酸、硝酸、醋酸在50-500度下分别在什么材料下操作（金属材料）；

1、盐酸

盐酸是还原性强酸，是腐蚀性最强的物质之一。大多数金属的标准电极电位都在氢标准电极电位以下，所以当和含大量氢离子的盐酸溶液接触时，金属禽子迅速进入溶液，氢离子成为气体放出，构成强烈的放氢型腐蚀。只有一些贵金属如袒、钳、金、银等和少数合金如傑钳铁合金（哈氏合金B）和含钮高硅铁对盐酸有良好耐蚀性。

袒是在工业上应用较广的贵金属，它耐热浓盐酸，乂具有极好的导热性，常用作盐酸换热器，虽然价格很高，但寿命长，不需要经常停产检修，总的经济效果还是合算的。不过钮究竟是稀有金属，国内外都生产不多，LI前大量应用还不可能。傑铝铁合金也偶用于输送热浓盐酸的泵，缺点也是价格太高，含钮高硅铁价格比较低得多，生产也不困难，是值得推荐的耐盐酸金属材料，缺点是机械、加工性能不良。现已广泛用于输送热盐酸的泵、阀、管、鼓风机等。金和釦价格太高，不适于在工业上大量应用。此外，傑，铜、和银银合金对不充气的稀盐酸有适当的耐蚀性，但在充气或含有氧化物质的盐酸中腐蚀严重。详细惜况如表1 所示。

表1盐酸（或HC1气体）不同条件下可选操作材料

因此，50-C-70-C,耐盐酸材料可选哈氏A合金、含磷锡青铜。哈氏B合金对沸点以下任意浓度盐酸均有耐腐蚀性。高温HC1气体耐腐蚀材料可选银铅铁合金、镰铜合金等。

2、硫酸

硫酸是重要工业原料，用途非常广泛，它也是腐蚀性最强烈的介质之一。它和所有的强酸一样，酸液中含有大量氢离子，是有效的阴极去极化剂，多数工业金属和合金的电极电位低于氢电极电位，当它们遇到硫酸溶液时，就会迅速溶解。稀硫酸和浓硫酸的腐蚀性质乂有很大差别，稀硫酸一般只具有酸性，浓硫酸不仅具有酸性，而且是强氧化剂。所以浓硫酸不仅有氢去极化作用，也有氧去极化作用，一些耐稀硫酸的材料在浓硫酸中会迅速腐蚀，在稀硫酸中如含有空气或其它氧化剂，也会使腐蚀性加剧。也有一些不耐稀硫酸、但易于钝化的金属和合金，在浓硫酸中能产生保护膜层，因而具有耐浓酸的能力。

能同时抵抗浓硫酸和稀硫酸的金属和合金仅有高硅铁、高合金不锈钢、银钳和银釦辂合金、金、钳、锁等。上述材料除了高硅铁外，价格都很昂贵，仅使用于特殊严重和必要的情况。高硅铁能耐高温、高速下一切浓度的硫酸，适于作泵、阀、加热设备等。它虽然有价格较低的优点，但也有一些严重的缺点，如抗热震动和机械震动的性能差，加工困难，这些都限制了它的用途。硫酸在不同条件下可选操作材料如表2

表2硫酸不同条件下可选操作材料

另外，银、钳、金、钳、锂、钳等也具有良好的耐硫酸腐蚀性，但因价格较高，未详细列出其耐硫酸腐蚀性能。

因此，50-100-C,不同浓度硫酸耐腐蚀材料可选范围较宽；ioo・c至沸点，可选高硅铁或银铜合金；沸点以上、500-C以下的硫酸一般用非金属陶瓷材料防

腐，也用到高硅铁，鼓式浓缩法浓缩硫酸的过程所采用的材料即是一例。

3、硝酸

硝酸是强氧化性酸，既具有强酸的腐蚀性，乂具有强氧化性，一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，能够有效地抵抗硝酸的品种只有不锈钢、高硅铁、铝、高合金不锈钢（20号合金）、傑銘合金、银钳珞合金、钮、钛、金、钳等。工业上应用较多的金属只有不锈钢、铝、高硅铁等少数儿种，其余品种因为价格太贵, 应用很少。钛和钛合金山于对硝酸有优良的耐蚀性，价格也较低些，在硝酸丄业中有一定的用途。

不锈钢耐一切浓度的硝酸，价格乂不太高，是目前用途最广泛的材料。铝和铝合金对80%以上浓度的硝酸和硝酸蒸气的耐蚀性很好，而且比重小，价格低, 所以浓硝酸贮槽、槽车、和酸烟管道等广泛用铝和铝合金制造。高硅铁耐一切浓度和温度达沸点的硝酸和酸烟，价格也不太高，用途也较广泛。

表3硝酸不同条件下可选操作材料

因此，50・C至沸点以下，硝酸操作材料可选高硅铁、普通不锈钢、高合金不锈钢等；硝酸蒸汽根据温度条件可选钛、钛合金、箔、箔合金等。氨催化氧化制备硝酸时使用钳或钳合金做催化剂，钳在高温（750・950・C）下耐腐蚀性非常好。

4、醋酸

酷酸（乙酸）是有机酸中用途最广、最重要的酸，也是腐蚀性最强的有机物质之一。它对钢铁的腐蚀严重，生产和使用酷酸的设备一般需要采用价格较高的有色金属和合金。虽然通常认为有机酸比无机酸的腐蚀性弱些，因为有机酸的电离度很小，但是醋赦的腐蚀问题却和无机酸同样是丄业上经常遇到的麻烦问题。

耐醋酸腐蚀最优良的有下列一些金属材料：珞傑不锈钢、高合金不锈钢、高硅铁、含钳高硅铁、银钳铁合金、银钳锯铁合金、钮、钛、鉛、银、金、釦等，上述材料在沸点以下各种浓度的酸中腐蚀率低于0.1mm/年。其中如含钮的普通不锈钢、高合金不锈钢、银钳銘合金、钮、钛、银、金、钳等对热酷酸蒸气和醋酸酊同样具有优良耐蚀性，在热蒸气中的使用温度可达到这些材料最高温限。铝和铝合金（除铝镁合金外）对接近室温的各种浓度的酸也有优良的耐蚀性;银铜合金对不充气的酸耐蚀性良好，温度升高时，二者的腐蚀率也增大，但仍然能适用。在酷酸中腐蚀率较大一些（0.1-lmm/年）但仍能合用的金属材料有：銘不锈钢（Cr>ll%）、铜和铜合金（除黃铜外）、傑、银辂铁合金等。这些材料对沸点以下各种浓度的醋酸都有适当的耐浊性。

对一切浓度和温度的醋酸都不适用的金属材料有：普通钢铁、4-10%洛钢、

铝镁合金（Mg3・8〜10%）、铅、黄铜、镁和镁合金等。

表4醋酸不同条件下可选操作材料

因此，509至沸点以下的任意浓度的醋酸溶液操作材料可选線辂不锈钢、高合金不锈钢、高硅铁等，沸点以上至5009的醋酸蒸汽，其操作材料可选謀钳铁合金、鎳钳铁锯合金、辂银不锈钢等。