用于特殊工况的镍基合金材料系列 (三)
在技术领域中,氧化性酸是指在金属溶解或腐蚀过程中,除氢离子以外的其他物质作为氧化剂产生效力的酸。例如硝酸中的硝酸根离子,铬酸中的铬酸盐离子,而氧化剂中还可能包含高价重金属离子,如Fe3+和Cu2+离子或溶解的氧气。
硝酸(HNO3)是最具代表性、最稳定的氮氧酸。从1908年起,工业界一直采用奥斯特瓦尔德工艺,使用催化剂氧化氨的方式大规模制取。硝酸作为一种强无机酸,在水溶液中基本上处于离解状态。纯硝酸无色,有刺鼻气味,主要被用于生产肥料或染料。
适合处理硝酸的材料铬元素含量处于17%至33%的范围内。在针对67%浓度硝酸的耐腐蚀性方面,以 Alloy 316 LN为例的低合金不锈钢便足以胜任;但若在沸点以下的高温条件下,需要限制材料的硅、磷和硫含量;而达到沸点温度时,材料会出现较大程度的腐蚀。
如果不限制硅、磷含量,在强氧化性硝酸溶液中,在钝化到过钝化之间的过渡状态以及在过钝化状态下都会发生晶间腐蚀。如果硝酸中含有六价铬等价态较高的金属离子,则这种晶间腐蚀会尤为严重。
在一般情况下,铁-镍-铬合金中的铬含量越高,对硝酸的耐腐蚀性就越强。这是这一条件下最重要的选材基本原则。
在大部分情况下, 选材时可以优先考虑Alloy 31(1.4562)与 Alloy 31 Plus (2.4692)。除了耐硝酸腐蚀之外,还具有出色的耐局部腐蚀性能。Alloy 31在沸腾共沸硝酸(Huey试验)中的腐蚀速率约为0.11mm/年。实际上,这类材料中的钼含量对硝酸的耐腐蚀性能并无负面影响。
在硝酸介质中使用Alloy 33 (1.4591)可以获得最佳耐腐蚀性。在涉及硝酸/氢氟酸混合物介质的条件下,例如在不锈钢的酸洗设备装置中,也应优先考虑使用Alloy 33、 Alloy 31 以及 Alloy 690。
Alloy 59(2.4605)并非专门针对在硝酸介质中的应用而开发。但我们还是对 Alloy 59在稀硝酸和65%浓度的硝酸中的性能进行了研究。在沸腾状态、浓度为10%的硝酸中,腐蚀速率非常低,仅为0.05mm/年。即使在沸腾的、65%浓度的硝酸中,Alloy 59在耐腐蚀性能方面也明显优于其他C合金,尽管这种使用情况在实际中并不常见。
适用于尿素生产的材料,选择范围与对硝酸有出色耐腐蚀性的材料相近。
Alloy 33(1.4591/R20033)是一种奥氏体合金,由于其均衡的化学成分和超高的铬含量,具有出色的抗一般腐蚀和含氯介质点蚀的能力。同时由于其高强度和良好的可加工性,使Alloy 33成为化工行业的常见的一种多用途材料,多用于制作储存和运输硝酸及氢氟酸的容器。
技术领域中,氧化性酸是指在金属溶解或腐蚀过程中,除氢离子以外的其他物质作为氧化剂产生效力的酸。例如硝酸中的硝酸根离子,铬酸中的铬酸盐离子,而氧化剂中还可能包含高价重金属离子,如Fe3+和Cu2+离子或溶解的氧气。
硝酸(HNO3)是最具代表性、最稳定的氮氧酸。从1908年起,工业界一直采用奥斯特瓦尔德工艺,使用催化剂氧化氨的方式大规模制取。硝酸作为一种强无机酸,在水溶液中基本上处于离解状态。纯硝酸无色,有刺鼻气味,主要被用于生产肥料或染料。
适合处理硝酸的材料铬元素含量处于17%至33%的范围内。在针对67%浓度硝酸的耐腐蚀性方面,以VDM® Alloy 316 LN为例的低合金不锈钢便足以胜任;但若在沸点以下的高温条件下,需要限制材料的硅、磷和硫含量;而达到沸点温度时,材料会出现较大程度的腐蚀。
如果不限制硅、磷含量,在强氧化性硝酸溶液中,在钝化到过钝化之间的过渡状态以及在过钝化状态下都会发生晶间腐蚀。如果硝酸中含有六价铬等价态较高的金属离子,则这种晶间腐蚀会尤为严重。