典型化工酸的腐（fǔ）蝕與選材

一、氯化氫和鹽酸幹燥氯化氫在200℃以下對碳鋼實際上並不腐蝕，它（tā）的腐蝕速率不大（dà）於（yú）0.1mm/a，在（zài）250℃時上升為（wéi）0.5 mm/a。含水（shuǐ）氯化氫氣（qì）體的腐蝕，實（shí）際上就（jiù）是鹽酸的腐蝕，隻（zhī）要（yào）溫度高於氯化氫的最高露點（80~200℃，隨HCL含量及（jí）壓力條件而不同）以上，最好在250~300℃，碳（tàn）鋼的腐蝕速率仍保（bǎo）持可容（róng）忍的範圍內；鹽（yán）酸是典型的非氧化（huà）性（xìng）酸，鐵在稀鹽酸（suān）中生成氯化亞鐵，在濃酸中（zhōng）生成三氯化鐵，三氯化鐵溶於水。31%的工業（yè）鹽（yán）酸由（yóu）於含有三價鐵的氯（lǜ）化物，呈深黃色，且腐蝕明顯強於化學純的發煙鹽酸（濃度37~38%）；在鹽酸中，鑄鐵的腐（fǔ）蝕（shí）比碳鋼嚴重；普通不鏽（xiù）鋼即使在1%的鹽酸中，也會發生孔蝕；在鹽酸介質中，隻有含鉬不鏽鋼、鈦（含量300ppM，溫（wēn）度90℃以下）、銀、哈氏合金、鋯和鉭可供選擇，特別是鉭（tǎn），這種金屬即使在三（sān）氯化鐵和氯（lǜ）的存在下（xià），在任何濃度和溫度（dù）（直至沸騰）的（de）鹽酸中，也不會腐蝕；在鹽酸生產中，采用了大量的非金屬材料，硬PVC的耐鹽酸性能優於PP，可（kě）以在任何（hé）濃度範圍（wéi）內使用，隻要不（bú）超過它的允許使用溫（wēn）度。在稀酸場合，PP可在（zài）110℃以下長期使用。PE在80℃以下具有優良的耐酸性。乙烯基酯樹脂的耐酸性（xìng）能優於雙酚A聚酯和環氧樹脂，但比酚醛樹脂的耐溫性地20~30℃。PTFE具有優（yōu）良的（de）耐酸性，使用溫度在250℃以下。天然橡膠在80℃以下的鹽酸中具（jù）有優（yōu）良（liáng）的耐酸性能。不透性浸漬石（shí）墨（mò）具有優良的（de）耐腐蝕（shí）性能，在鹽酸生產中得到（dào）廣泛的應用。

二、硫酸硫酸是一種含氧酸，稀硫酸的氧化性很弱，屬於非氧化性酸類，主（zhǔ）要產生氫去極化腐蝕。氫去極化腐蝕是指（zhǐ）以作為去極（jí）化劑的腐蝕過程，反應的（de）結果是金屬不斷地溶解、減薄。濃硫（liú）酸具有很強的氧化性，屬於氧化類酸，可使部分金屬有自鈍（dùn）化的能（néng）力，在金（jīn）屬表麵生（shēng）成致密的鈍化膜，這種膜不（bú）溶於濃硫酸（suān），從而阻礙腐蝕繼續發生。在硫酸生產中，常（cháng）用的金（jīn）屬材料有：鉛、碳鋼、鑄鐵、不鏽鋼、哈氏合金、鋯和鉭等。鉛與稀硫酸反應在（zài）鉛的表麵生成一層穩定的難溶解的PbSO4保（bǎo）護膜，但若碰到濃硫酸這（zhè）層膜又會溶解。所（suǒ）以當硫酸濃度低於60%，溫度在100℃以下時，可以使用鉛。當硫酸濃度高於75%時，不推薦使用（yòng）。由於鉛（qiān）的機械強度低，一般做襯（chèn）裏材料使用（yòng）；碳鋼在60%以下的（de）硫酸中強烈腐蝕（shí），但當硫酸濃度增大到（dào）75%以上時（shí），在金屬的表麵將生成氧（yǎng）化鐵的保護（hù）膜，從而大大（dà）提高耐腐蝕性能；鑄鐵在濃硫酸中比碳鋼更容易鈍化（huà），尤其是高矽（guī）鑄（zhù）鐵（矽含量（liàng）在14%~17%之間）。但鑄鐵中的Si會與滲入鑄鐵中的遊離的SO3作用生成SiO2，其（qí）體積增大會造成鑄件開裂，因此（cǐ）不能用於發煙（yān）硫酸中（zhōng）；不鏽鋼不耐稀硫酸的腐蝕；哈氏合金具（jù）有比一般奧氏體不鏽鋼高得多的耐（nài）蝕能力，除硫酸外，可在多種腐蝕（shí）性介質中應用，如：硝酸（suān）（濃（nóng）度低（dī）於50%）、鹽酸、磷（lín）酸（suān）、醋酸和各種有機（jī）酸（suān）；鋯有良好的延展性和焊接性（xìng）。鋯在（zài）10%～40%的硫酸中，在沸騰的溫度下腐蝕速率為0.0036～0.0063 mm/a，在75%硫酸中溫度100℃時腐蝕速率為0.55 mm/a。鉭是（shì）具有（yǒu）高（gāo）度化學穩定性的純金屬，除氫氟酸（suān）外在許（xǔ）多（duō）介質中具有極強的耐腐蝕性，如：無機酸、王水和（hé）有機酸等，但鉭不耐發（fā）煙（yān）硫（liú）酸；在硫酸生產中，采（cǎi）用了大（dà）量的非金屬材料，硬PVC 一般使用（yòng）溫度低（dī）於60℃，PP、PE、PTFE、天然橡膠、不透性浸漬石墨等也（yě）得到廣泛的應用。

三、磷酸磷酸屬於三元中強酸，化學（xué）性質（zhì）穩定（dìng），無強氧化性和還原性。磷酸生產中，反應料漿中含雜質離子和35~45%的固（gù）體顆粒，其中雜質酸的腐蝕（shí）性具有決定性的影響，固體顆（kē）粒會產生磨蝕，、、等會破壞不鏽鋼的鈍化膜，甚至發生孔蝕。在（zài）生產中常用的金（jīn）屬材料有：鉛（qiān）、K合金（）、哈氏合金（jīn）、20號鋼（gāng）、316L、UB6、雙相不鏽鋼22-5和（）等；非金屬材料有：石墨（mò）、橡膠（jiāo）、玻璃鋼、塑料等（děng）。

四、硝酸硝（xiāo）酸屬於強氧（yǎng）化性酸，硝酸（suān）對金屬（shǔ）的（de）腐蝕隨濃度的增加（jiā）而（ér）逐漸嚴重。硝酸腐蝕中常采用的耐腐蝕金屬（shǔ）材料有：碳鋼、鋁、不鏽鋼等。硝酸對碳鋼的腐蝕（shí）特性是，當溫度在25℃左右且硝酸濃度在30%以下時，隨著濃度的增加，腐蝕速度加大，當硝酸濃度30%時，腐蝕速率（lǜ）達到最大值，為22.5g/m2﹒h。當硝酸濃度超過50%時（shí），碳鋼鈍化。當硝酸濃度70～80%時，腐蝕速率為0.5～0.1mm/a（腐蝕深度）。當濃度（dù）達90%以上時，腐蝕速率加大（dà）。溫度升高時，碳鋼的鈍化膜易被破壞，同時還（hái）有晶間腐蝕；硝酸（suān）濃度在95%以上時，鋁是很穩定的（de）；硝酸是強氧化性酸，能使不鏽鋼中的鉻氧化成致密的，不鏽（xiù）鋼中的鉻含量越高，耐腐蝕性越強；耐硝（xiāo）酸腐蝕的非金屬材料有：搪玻（bō）璃、聚四氟乙烯、陶瓷和玻璃（lí）等材料。

五、溴和溴化物溴（xiù）具（jù）有強烈的氧化性，溴及溴化物有毒。幹燥的溴（xiù）氣體腐（fǔ）蝕屬於溴的氣（qì）相腐蝕，為單一的化學腐蝕，突出（chū）表現為溴對材料的氧化。許多金屬材料都耐幹燥溴氣的腐蝕，如（rú）：鑄鐵、高矽鑄鐵、鋁、銅、鎳、蒙乃（nǎi）爾合金、哈氏合金、鉭等（děng）。非金屬材料有：玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳（tàn）化矽、聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等；溴（xiù）和水作用後生成次溴酸和氫溴酸，次溴酸和氫溴酸都是不穩定的化合物。在溴水中，除了溴水外（wài）還有次溴酸和氫溴酸的腐蝕，耐液溴腐蝕的（de）金屬很少，有（yǒu）鎳、銀、哈氏合（hé）金（jīn）B，C和鉭。耐液溴的非金屬材料：玻璃（lí）、搪玻璃、陶（táo）瓷、碳化矽、聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

六、氫氟（fú）酸氫氟酸是無色澄清的（de）發煙（yān）液體，為中等（děng）強度（dù）的酸，腐（fǔ）蝕性極強，極易揮發，置於空氣中即（jí）冒白煙。與金屬鹽、氧化物、氫氧化物作用生成（chéng）氟化物。遇金（jīn）屬能放出氫氣，遇火星易引起爆炸或燃燒。氫氟酸具有很強的腐蝕性和毒性。根據（jù）氫氟酸的腐蝕特（tè）性，可將其分成（chéng）無水（shuǐ）（即液（yè）態氟化氫）、高濃度（dù）和低濃度的氫氟酸三類。由於氫氟酸是電解質溶液，所以氫氟（fú）酸腐蝕是典型的電化學腐蝕。在有氫氟酸（suān）腐蝕的場合，碳鋼和低合金鋼當（dāng）在濃度高於75％～80％、溫度低於65℃的（de）條件下耐腐蝕性能良好。鎂對氫氟酸是理想的耐蝕材料，一般隻做容器。鈦（tài）適用於濃度為 60~100% （室溫狀態）。銀（yín）可用於沸騰的氫氟酸。蒙乃（nǎi）爾合金是重要（yào）的耐氫氟酸腐蝕的材料；耐氫氟（fú）酸腐蝕（shí）的非金（jīn）屬材料主要有（yǒu）：PTFE塑（sù）料和不透性浸漬石墨材料（liào）。

七、氯氣的腐蝕氯氣微溶（róng）於水，生成鹽酸和次氯（lǜ）酸，次氯酸具（jù）有強氧化性。氯水的腐蝕（shí）與濕氯相似，但隨含水增多而減輕。當氯氣中（zhōng）含水小於150ppM時，碳（tàn）鋼的腐蝕速率小於0.04 mm/a，即幹燥氯氣對（duì）碳鋼基本不腐蝕。當氯中含水量高時，金屬在濕（shī）氯中很快被（bèi）腐蝕。不鏽鋼在含量高（gāo）於150ppM時，會破（pò）壞不鏽鋼表（biǎo）麵的（de）鈍化膜而產生孔蝕或應（yīng）力腐蝕破裂。鈦具有優良的耐濕氯性能（含（hán）水1.5%以上）。同時耐幹濕氯氣的金屬材料隻有（yǒu）鉭、銀、鉑和部分（fèn）合金；氯氣會滲透且（qiě）與絕大多數高分子材料起反應，表麵會生成（chéng）一層黃色的油糊狀產物——氯奶油。在（zài）氯氣氣氛中PP腐蝕速率大於PE，而PE又（yòu）遜於硬PVC。聚四氟乙烯的抗氯滲透（tòu）性能不及聚（jù）偏二氟乙烯，盡（jìn）管氟塑料具備優良的耐腐蝕性能和較高的耐溫性，在氯的介質中並（bìng）不推薦使用。

八、次氯酸（suān）鹽腐蝕次氯酸鹽，如次氯酸鈉和次氯酸鈣在（zài）中性（xìng）或弱酸性時是不穩定的，其腐蝕性非（fēi）常強，在高溫時更甚。次氯酸（suān）鈉溶（róng）液在微堿性條（tiáo）件下（xià）有較好的穩定性，接（jiē）近中性（xìng）時，即（jí）易（yì）分解，在酸性條件下則更加速分（fèn）解並釋放出氯氣。次（cì）氯酸鈉（nà）在儲藏時，會逐（zhú）漸分解，釋放出氧，原子氧具有強烈的氧化作用。因（yīn）此，在次氯酸（suān）鈉中，腐蝕性介（jiè）質（zhì）有，HCL、CL2、O、NaOH和NaCL等，其中O和NaCL都是強滲透性介質，因此除了考慮（lǜ）材料（liào）的耐（nài）酸、耐堿和強氧化性腐蝕（shí）外，還要考慮（lǜ）材（cái）料的抗滲透性。次（cì）氯酸（suān）鈣的腐蝕與次氯酸鈉類似，隻是腐蝕程度稍低。金屬鈦在次氯酸鈉溶液中有優良的耐腐（fǔ）蝕性，用鈦製作的設（shè）備不會存在氧的滲透或（huò）縫隙腐蝕等問題；天然橡膠由於氧（yǎng）的（de）滲透，很快會導致橡膠溶漲起泡，一般使用壽命隻有2年。軟PVC塑料雖然有良好的抗氧化性能，但（dàn）軟板內的增塑劑會被氫氧化鈉逐（zhú）漸萃取而老化破裂，它的使用壽命也隻有2～3年。丁基膠板（bǎn）襯裏、PE和氟（fú）塑料等應（yīng）用效果比較理想。

九、酰化工藝（yì）的防腐（fǔ）蝕酰化廣義上是指（zhǐ）有（yǒu）機化合物分子中的氫被酰基所取代的過程。工業上常（cháng）用的酰（xiān）化劑有甲酸（HCOOH）、乙酸、草酸、苯（běn）甲酸、光氣（COCL2）、醋酸酐等。這些酰化劑的酸和（hé）酸（suān）酐都是氧（yǎng）化性的，不鏽鋼在氧化性的有機酸中是耐蝕（shí）的（de）。