硫酸是用途廣闊的基本化工原料,廣泛應用于國民經濟各部門,無論是硫酸生產還是使用硫酸作為工藝介質,只要與其接觸,就會遇到腐蝕問題。
硫酸的腐蝕行為與酸的濃度相關,稀的和中等濃度的硫酸的氧化性較弱,屬還原性酸;高濃度硫酸則具有強烈的氧化性,屬氧化性酸。鑒于硫酸的這種特性,在不同濃度和不同溫度的硫酸中,使用不銹鋼的牌號各異。
高濃硫酸生產中,多選用鑄鐵、磚等,因為不銹鋼耐蝕性不佳。近年來,由于對環境污染的嚴格控制以及為改善生產環境,在硫酸生產中的鑄鐵冷卻排管有被板式換熱器取代的趨勢。在高濃度(93%~98%)硫酸中多選用高硅含鉬奧氏體不銹鋼,如SS-920。在大于130℃,93%~98% 硫酸中,SS-920的腐蝕率小于0.1mm/a,但此類鋼不耐稀硫酸和中等硫酸的腐蝕,在使用時應予以特別注意。在80℃以下的濃硫酸中,耐酸泵多半使用高硅鎳基合金,如IlliumG,高于此溫度時可使用1N504合金(80Ni-9.5Si-3Mo-2.5Cu-3Ti)。
在中等濃度硫酸中,一般的不銹鋼不具備令人滿意的耐蝕性,在80℃以下,常常使用鉬、銅復合的高性能奧氏體不銹鋼,如00Cr20Ni29Mo3Cu4Nb 和00Cr20Ni25Mo4.5Cu等。部分不銹鋼牌號在硫酸中的使用范圍見表2-1。
在硫酸中,當含有足夠氧和氧化劑時,可擴大不銹鋼的使用范圍,如:在濃度低于65%的硫酸中,一般不能選用18-8型Cr-Ni不銹鋼,當含有≥5%HNO3時,則可使用。在硫銨生產時,通常使用316不銹鋼制作結晶罐,當存在鉻鹽時,儲罐和泵亦可使用304不銹鋼。