硫酸的腐蚀特点,及何时可用碳钢、不锈钢?

2020-11-27 05:26:23 hualin 21

一、硫酸的性质


硫酸或其溶液是SO3的水合物,浓酸为无色油状液体。当n(SO3)/n(H2O)≤1时,通称为硫酸。当n(SO3)/n(H2O)≥1时,SO3溶解于H2SO4中,称为发烟硫酸。


硫酸含量在工业上一般采用质量分数w表示。发烟硫酸含量通常以游离SO3质量分数w表示,有时也以硫酸质量分数表示,两种表示方法可通过下式换算:


w(H2SO4)=1+9/40 w(游离SO3)


 二、硫酸的腐蚀特点


硫酸溶液中含有大量的H+,对金属材料是有效的阴极去极化剂,多数工业金属或合金在硫酸中的电极电位低于氢电极电位,发生电化学腐蚀,表面迅速均匀地溶解。稀酸、浓酸或发烟酸对材料的腐蚀机理变化很大:


稀酸一般只有酸性;


而浓酸或发烟酸不仅具有酸性,对金属材料具有氢去极化作用,而且具有强氧化性,对金属材料还具有氧去极化作用,电化学腐蚀行为更为复杂;


中等浓度硫酸的酸性最大,因而对金属材料的腐蚀性最强。


而极稀酸和极浓酸由于酸性较小,故对钝性金属的腐蚀性要弱得多,极浓酸的含量每升高1%,腐蚀速率可降低约10倍。 


三、碳钢、不锈钢在硫酸中的腐蚀曲线


金属材料在硫酸中的耐蚀性主要基于表面能否形成和维持完整的保护膜,而硫酸浓度和温度对不同金属耐蚀性的影响千差万别,通常采用等腐蚀速率曲线表示。我们从文献中摘了几个图:


碳钢在硫酸、发烟酸的腐蚀曲线见下面两个图。

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常用不锈钢在硫酸中的腐蚀曲线见下面的两个图。

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四、碳钢、不锈钢在硫酸中的适用范围


1、Q235B、16MnR(老牌号)、20G(老牌号)等碳钢:


在450℃以下的SO2和SO3烟气中,和含量大于93%的常温浓酸中,尚可。


在150℃以下,含量大于20%的发烟酸中,当流速小于0.5m/s时,较好。 


2、304、316、310等普通奥氏体不锈钢:


在含量小于5%或大于93%H2SO4中,酸温小于50℃时,尚可。


在180±20℃、99~100%H2SO4中的腐蚀速率为0.04~0.1mm/a。


在含量小于20%发烟酸中的耐蚀性及抗高温烟气的氧化和硫化性能强于碳钢。