铀化工耐硝酸材料选取总结.doc

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1、铀化T耐硝酸材料选取总结摘要：在铀化工生产线过程中存在大量的硝酸反应容器、硝酸存储容器以及硝酸分离容器，各容器屮硝酸浓度以及温度都各不相同，因此在容器设计时就必须考虑耐硝酸材料的选取问题，根据具体工况耍求,经济条件，外观要求，腐蚀程度等方面去综合考虑选材。其中最关键的就是耐腐蚀因素，按照腐蚀形式以及腐蚀作用原理不同，腐蚀类型多种多样，本文仅针对铀化工生产线上硝酸湿腐蚀情况-F的设备材料选取问题，归纳总结各种浓度下的抗硝酸腐蚀的材料种类。关键词：铀化工；腐蚀；湿腐蚀腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属的腐蚀主要是由于化学腐蚀或电化学腐蚀，非金属腐蚀一般指化学或物理引起的氧化、溶解等

2、。腐蚀危害十分巨大，不仅造成经济上的损失（物料损耗），环境的污染，更严重时会引起安全事故。在铀化工生产线中，有大量的场合用到硝酸溶液，针对不同场合下的硝酸选用合适的材料,既可以减少损耗，降低成本同时消除安全隐患。硝酸材料选取的依据有很多，本文主要从腐蚀方面归类总结了在铀化工生产线上，不同的硝酸浓度下所选取的不同材料。对于稀硝酸，在铀化工生产线中最常用的是不锈钢，不锈钢对硝酸有良好的腐蚀性，用于硝酸的不锈钢含锯量应不低于15%,铁素体不锈钢如!Crl7,0Crl7以及奥氏体18-8类不锈钢都可用于硝酸溶液，但是铁素体不锈钢比较脆不如奥氏体不锈钢，因此在铀化工牛产线中都是奥氏体不锈钢，即使沸点

3、温度下的硝酸奥氏体不锈钢都有良好的耐辐射性，是铀化工中应用最广的，用量最大的材料。不同型号奥氏体不锈钢对稀硝酸的耐腐蚀程度也不尽相同,基本是硝酸浓度越低腐蚀程度越小，温度越低腐蚀程度越小，锈钢对80%浓度下的硝酸都有良好的抗腐蚀性。各种不锈钢在不同浓度下硝酸以及不同温度下的腐蚀程度可查看相关设计手册，在此不再赘述。但是奥氏体不锈钢在硝酸溶液中存在晶间腐蚀的危险。当奥氏体不锈钢在50(P900°C之间加热时，或是低温下长时间加热，晶粒边缘的铮与碳结合成碳化物，从固溶体中析出，造成晶界附近的贫辂区,容易遭受硝酸的腐蚀。奥氏体不锈钢设备的焊缝附近热影响去和其他经常受热的部件是容易产生晶间腐蚀的地

4、方，晶间腐蚀使设备失去强度和延性，可能导致事故。对于晶间腐蚀一般有四种方法：①采用含钛或規的铭镰不锈钢，因为钛或觇在受热后更容易和碳结合生产碳化物，不会造成固溶体中的銘析出，从而保持铭的含量而不会受到腐蚀。②采用低碳或超低碳不锈钢，减少不锈钢中碳的含量，减少碳化锯析出，也就减少銘的析出，从而保证不锈钢中銘含量降低腐蚀。③采用热处理的办法，对材料进行固溶化处理，将不锈钢加热到高温单相区保持恒温，使碳化铭充分溶解到固溶体中后快速冷却，使碳化锯来不及析出而形成饱和固溶体，从而不会降低品界中的鎔含量。④采用合理的加工工艺，不采用焊接等加热加工工艺，保证奥氏体不锈钢中的锯不与碳发生反应，这样也可以保

5、证材料中辂的均匀性不会出现贫锯除了采用金属材料，对于稀硝酸也可以采用非金属材料，如橡胶、塑料、陶瓷、玻璃。大多数的橡胶和塑料都不耐硝酸腐蚀，只有含氟的塑料和橡胶能耐硝酸，含氟橡胶可耐70%以下的硝酸，温度可达85摄氏度，所以含氟橡胶多用于垫圈密封圈等。含氟塑料中聚四氟乙烯可以耐一切浓度硝酸，温度可达260°C，铀化工生产线中最常用到,既用于密封垫圈，也可用于碳钢滚塑容器。聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等对于各种不同浓度的稀硝酸也有很好的耐腐蚀性，也常常用在铀化工线上。陶瓷和玻璃耐一切浓度的硝酸，但由于其强度问题在铀化工中应用极少。80%浓度以上的硝酸表现极强的氧化性，对一般的不锈钢表现出了一定的

6、腐蚀性，尤其对于温度高于50摄氏度的浓硝酸，一般不锈钢都不太适用。在铀化工屮常用的是纯铝或铝合金材料以及滚聚纯铝或铝合金在浓硝酸中会在金属表面形成致密的钝化氧化层，钝化后的氧化物会防止腐蚀进一步的发牛:。但是在稀硝酸中钝化层会很快溶解，因此纯铝及铝合金只能盛放浓硝酸，不能存放稀硝酸。如果纯铝因其他生产工艺要求不适用时，则一般采用碳钢滚衬的办法来盛放浓硝酸，滚衬聚四氟乙烯可以耐所有浓度的硝酸溶液，因此在铀化工生产线中也是常用的材料。聚四氟乙烯也因为其耐高温耐酸碱的特性广泛用于铀化工生产线中的各种密封垫片。以上是从材料腐蚀方面考虑，这也是在硝酸材料选取中最主要考虑的因素，其次是考虑其他方面的原

7、因来选取。对于任何浓度任何温度的硝酸都有多种耐腐蚀材料可供选择，如何在众多材料中选取合适的耐腐蚀材料，就要从经济方面，加工制造工艺等方面考虑。对于稀硝酸溶液在经济能力允许情况下一般都选用奥氏体不锈钢这种常规材料，否则可以考虑碳钢滚衬的方法来降低成本，当然如果设备结构复杂滚衬成本过高，依然建议釆用不锈钢材料。对于浓硝酸一般建议采用纯铝金属材料，但铝的焊接性能稍差，结构强度弱，可根据实际结构情况综合考虑，如果釆用纯铝结构增加