耐硫酸管材的选用.pdf

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1、张艺宾王云(兰州寰球工程公司，甘肃兰州730060)摘要：不同浓度，不同温度下的硫酸，对管道材质的选材有着不同的要求，管道壁厚也存在着一定的差异。在实际的化工设计选材过程中，应综合多方面考虑，做出最优选择。合理、综合的管道选材，可以节约投资成本，增加运行周期，也是最好的防腐蚀方法：关键词：硫酸；耐腐蚀·tg-；选材；合理1概述硫酸作为重要的工业原料，用途非常的广泛，广泛应用于石油化工行业的许多方面。但是，同时它也是腐蚀性最强烈酸介质之一。硫酸在石油化工业上主要应用的有稀硫酸、浓硫酸和发烟硫酸。由于硫酸具有强腐蚀性，对生产

2、和使用硫酸的设备造成严重腐蚀。为了防止和减轻这种腐蚀，保证装置的正常平稳运行，并节约设备管材投资，需根据硫酸的工况做合理材质的选择。2几种常用、典型耐硫酸材质的简介2．1普通碳钢和铸铁浓硫酸具有氧化性，碳钢在其中会被钝化，因此碳钢可以输送浓硫酸，一般的氧化剂也不会对其的腐蚀性造成影响，如暴漏在空气的的浓硫酸依然不会对钢铁造成腐蚀。一旦硫酸的浓度低于68％，其不再具有氧化性，碳钢在稀硫酸环境下因表面不能生成氧化膜而被严重腐蚀。因此，这种较为便宜的材料大量使用于80％一100％(wt)浓度的硫酸，温度也可达到60℃。但是在6

3、5％一80％(wt)浓度的硫酸中，腐蚀率则会迅速上升。所以，在65％-80％(wt)浓度的硫酸中，需要考虑其他耐腐蚀的材质。另外温度对介质的腐蚀性有很大影响，在65。C以上的硫酸环境中，一般不再使用碳钢来存储和输送各种浓度硫酸。2．2高硅铁高硅铁主要的成分为含碳和含硅的铁合金，它不和铬和镍等贵重金属，并具有很好的奶腐蚀性，这类材质对一切浓度和温度(至沸点)的硫酸都有优良的耐蚀性，用途相对广泛，主要用于高温和轮番接触稀、浓硫酸的操作。缺点是抗热震动能力差，机械性能不好，不易加工和焊接，且若硫酸中若含有氟、氟化物、亚硫酸等时

4、，腐蚀严重加剧。07乙奠离／，5：，／，／。，．／，s～＼1pl多‘5＼fi?，一，．，＼一一一一一、7．／邀／。虞，一，j名．I．iPO．B；．∥一1)．，＼＼口13·o．S辑醴f％)图1浓度、温度对碳钢的耐硫酸腐蚀性的影响曲线妒矗?加■今／日-fj一吐S一—7。．／追鼻■城＼、．o．,3-o,s多，，D-n扫一D．，，一佩■r％)图2．浓度．温度对高硅铁的耐硫酸腐蚀性的影响曲线2．3不锈钢(主要指铬18镍9不锈钢)可以使用干常温下5％(wt)浓度以下的稀硫酸和90％(wt)浓度以上的浓硫酸，铬镍钢的耐蚀性和机械性能都

5、超过单纯铬钢。含钼的铬镍钢耐蚀性则相对更好，但使用温度也不宜超过50-70。C。同时它也不适合中等浓度的硫酸和发烟硫酸，且不适合应用于一切浓度的不充气的硫酸。同时，也要处理好与普通碳钢接触时的晶间腐蚀问题。2．4高合金钢不锈钢(20号合金)这类合金钢因铬、镍含量较高(均至20％)，所以耐蚀性比普通不锈钢更高。对常温下任何浓度的硫酸和发烟酸都具有良好的耐蚀性。但是随着温度的升高，腐蚀率升高很快。但是在高温下操作，需要小心维护。20号合金的耐蚀性虽不及高硅铁，且价格昂贵，但是强度高，加工性良好，故实际应用也相对比较广泛。2．

6、5铅和铅合金对室温、96％(wt)以下浓度的硫酸都有较好的耐蚀性，对80％以下的稀酸，适用温度也可达210。C。但是不耐浓硫酸，因为硫酸铅会在浓酸中溶解。且铅比较软，实际工业中主要应用于铅室制硫酸。但是它软而强度低，易于磨损，因此高速酸或含有固体杂质的介质往往会破坏其表面的硫酸铅保护膜，使铅加速腐蚀，所以铅不宜制作泵，也很少用作阀。2．6铜和铜合金铜及铜合金在还原性的稀硫酸中是十分稳定的，因为它们具有较氢高得多的电极电位，在稀硫酸中就不易发生折氢腐蚀反应，这就使得铜及铜合金在稀硫酸中具有较其他工程合金好得多的耐蚀性。但是

7、铜及铜合金对氧化性杂质比较敏感，当稀硫酸中含有氧、硝酸、铬酸氯气次氯酸盐、氯化亚铜氯化铁硫化铁以及氨盐时都会加速铜及铜合金的腐蚀。在具有氧化性的浓硫酸中铜及铜合金也不耐蚀。2．7非金属材料很多非金属材料对硫酸的具有较好的耐腐蚀性，但是其强度不及金属材料好、如塑料不仅容易老化，而且在稍高温度时即易产生蠕变破坏。玻璃、陶瓷则很脆。另外也要注意，一些非金属材料，如塑料和合成橡胶等的耐蚀性也和金属材料一样受它们的成份、增塑剂和填料等的影响而变化。因此不同牌号132I化工虿群2015年9月的非金属材料的耐蚀性能应该在给定的腐蚀条件

8、下试验确定。3耐硫酸管道材质及壁厚的确定以山东某炼厂烷基化项目为例，浓硫酸作为烷基化反应的催化剂是重要的操作介质，所用的硫酸质量分数需／>98％。其主要性能参数要达到如下指标：游离的三灰分铁的砷的质汞的铅的透明色度／品质氧化质量量分质量度／ml毛要硫的分数％数％三分数％11111111至参数质量分数％优等品0．020