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1、10%20% 稀硫酸，250度用什么材料？讨论国内石墨材质的设备使用温度一般达不到这么高， 因此硫酸输送泵的材质一般选择：不锈钢 (SUS316 、 SUS316L) ：温度 40 以下，浓度 20% 左右；904L钢： 适于温度 4060 、浓度 2075% ；温度 80 、浓度 60% 以 下；高硅铸铁 (STSi15R) ： 室温至 90 之间各种浓度；纯铅、硬铅： 室温的各种温度；S-05 钢 (0Cr13Ni7Si4) 90 以下的浓硫酸，高温浓硫酸（ 120150 ）；普通碳钢 室温 70% 以上的浓硫酸；铸铁： 温度为室温的浓硫酸；蒙乃尔、金属镍、因可耐尔： 中温中等浓度的硫酸钛
2、钼合金 (Ti-32Mo )： 沸点以下、60% 的硫酸 和 50 以下、98% 的硫酸；哈氏合金B 、D ： 100 以下、75% 的硫酸；哈氏合金 C ： 100 左右的各种温度镍铸铁 (STNiCr202) ：室温 6090% 的硫酸。用钽材或者是铌材都可以的。就我个人认为也应该选用内称复合材料，比如楼上所说内称玻璃钢、石墨等，毕竟酸度高、温度高一般金属材质是经不起长期使用的，而且投资也高，现在复合材料制作工艺好应该没有问题。但是四氟的可能不行。是的,钽和铌是可以的,但造价不是一般的昂贵.钛、锆、铌、钽金属在硫酸中的应用Randy Scheel，P.E.WahChang摘要根据硫酸浓度和
3、温度的变化，总结了活性金属钛、锆，难熔金属铌、钽在不同浓度和不同温度硫酸中的耐蚀性。钛仅被用于低浓度硫酸中，铌可用于低于沸点的大部分浓度范围的硫酸中，钽可用于所有浓度范围且温度高于沸点的硫酸中，钽40铌合金可用于所有浓度范围的硫酸中，但使用温度低于钽，高于铌。锆可用于浓度低于70%的硫酸中，使用温度至沸点或沸点以上。用于硫酸的最佳金属材料的选择应考虑操作条件，寿命周期中的维修成本及停车损失。设计者还须考虑温度、浓度，杂质等可能造成不利于金属材料耐蚀性的变化，综合分析后方可作出最后选择使用的是那种金属材料。前言硫酸的化学性质随其浓度和温度的变化而变化，因而硫酸在工业应用中对设计者和应用者均为一挑
4、战。通常，低浓度硫酸具有还原性，高浓度硫酸具有氧化性。和大多数酸一样，硫酸温度升至沸点或沸点以上时，很多金属材料在硫酸中的腐蚀率发生了惊人的增加。当常规的金属材料由于腐蚀率太高不能应用时，必须选用耐蚀性更好，但更贵的金属材料，这就要求工厂的管理者和设计者必须懂得在整个工艺周期寿命中的运行成本。当采用高腐蚀率的较便宜的材料时，装置的费用可能较低，但维修费及装置的更换费用将增加。采用耐蚀性能更好的材料制造的装置初期投资较高，但具有较少的维修及较长的使用寿命的优点。综上所述，为使整个运行成本降低，装置的周期寿命应超过20年或30年。当工厂管理者企图提高产量时，典型的做法是提高操作温度和压力。此外，还
5、可改变原料和工艺过程，这可能增加工艺流程中的杂质。当现有设备已被用至其耐蚀性的极限时，管理者需考虑评估各种材料的耐蚀性，选择更贵的，耐蚀性更好的材料解决他们的腐蚀问题，甚至需要采用活性金属钛，锆或难熔金属铌、钽。当较便宜的材料不能胜任时，可能需要采用这些材料，这也是减少突发性破坏事故，增加安全，降低运行成本的有效解决方法。通常钛、锆、铌、钽应用在浓度低于100%的高温硫酸中，但这些金属不能用于发烟硫酸中，每种金属均有其适用的硫酸浓度与温度范围，且这些适用范围均受杂质浓度的影响。为什么活性金属可用于硫酸中初看起来，活性金属是不能用于硫酸介质中的，因为活性金属意味着有高的反应速度。和其他活性金属如
6、不锈钢一样，钝化膜保护了膜下的金属。为了阻止腐蚀，这种钝化膜被除去后又能在金属表面生成；同时，在化学介质中膜被破坏后能再修复。整个金属表面必须被连续的保护膜覆盖，任何没有保护膜的地方将发生腐蚀。没有被氧化性保护膜完整覆盖的地方可以发生局部腐蚀。这些膜非常薄，厚度约0.005mm。膜的化学惰性越大，则金属的腐蚀率越低；热力学越稳定的膜，则金属的腐蚀率越低。热力学越稳定的膜，膜的生成能力及自我修复能力越好。钛、锆、铌、钽均能生成耐蚀性很好的膜，但这些膜的耐蚀性能并不相同，表1显示了这四种金属氧化膜的差异。表1活性金属上的氧化膜金属名称 保护性氧化物 最稳定且耐蚀性最好的氧化膜 耐蚀性最好的氧化膜生
7、成的优先条件 最耐蚀氧化物膜的电学行为锆（Zr） ZrO2 ZrO2 锆即使在还原性非常强的介质中，表面上生成的是ZrO2，因此锆的氧化膜非常可靠。 电绝缘体钛（Ti） TiOTi2O3TiO2Ti3O5（极少） TiO2 钛的氧化膜通常是这些氧化物的混合物。根据介质氧化性强度的不同，各种氧化物量不同。随着介质还原性的增加，保护性TiO2的量减少，因此钛的氧化膜是有条件的。 N型半导体铌（Nb） NbONbO2Nb2O5 Nb2O5 铌的氧化膜与钛相似，在还原性条件下将生成较低等级的氧化膜，因此铌的氧化膜是有条件的。 半导体钽（Ta） Ta2O5 Ta2O5 钽即使在强还原性介质中仍生成Ta2
8、O5氧化膜，因此钽的氧化膜是非常可靠的。 电绝缘体具有完整氧化膜的活性金属通常以腐蚀率小于0.13mm/年作为其耐蚀性的评定指标。在本文中，所有的等腐蚀图均以此指标为依据。在某些工业应用中，活性金属的腐蚀率为0.5mm/年。当氧化膜不能保护金属时，这时非常容易发生剥离腐蚀。当腐蚀率高于5mm/年时，氧化膜已不能完整地覆盖在金属上。当温度、浓度、杂质水平超过一个很小的范围时，活性金属可以从0.5mm/年的腐蚀率变成5mm/年。活性金属应避免使用的条件氟离子氟离子将腐蚀所有活性金属。25ppm的氟离子可以使腐蚀率急剧增加，氟离子破坏氧化膜使得介质腐蚀膜下金属。应对使用活性金属的工艺过程监测原料中的
9、氟离子以避免腐蚀。工艺过程中即使只有低水平的氟离子，由于蒸发浓缩，也可以产生很多问题。当改变原料供给和水源时，推荐重新确定原材料和工艺水中的氟离子水平。已发现再生的Teflon垫片在法兰之间可以产生氟离子而导致法兰面腐蚀。未用过的Teflon不会出现这种问题。而当重新处理Teflon碎片，并将它们用粘接剂粘合后，在某些介质中，粘接剂或短纤维可能断开而释放出氟离子。因此，建议使用未用过的Teflon垫片，除非供货商对重新处理的Teflon垫片进行过检测。在某些工艺过程中，添加缓蚀剂以维持金属表面的钝化。但对这几种活性金属来说，没有一种缓蚀剂可以使它们免受氟离子的侵蚀。可能的方法是用高表积的锆粉与
10、原料混合使锆和氟离子化合，使溶液中的氟离子生成氟化锆的沉淀或化合物，以避免工艺装置的腐蚀。在大多数情况下，这不是一个可行的方法，但在某些情况下，也可能是有效的。氢所有的活性金属在高温下都易于吸氢。在较低温度下，氧化膜能有效地阻挡氢。氢在金属晶格中的扩散非常容易，当氢的浓度超过溶解度极限时，氢在金属晶格中生成脆性的氢化物相。脆性的氢化物将影响金属的延展性，造成金属机械破裂。表2在所选择的温度下，氢在活性金属中的溶解度（ppm）Zr Ti Nb Ta25 5 42 61 280088 1300 171 3450 200 17 360 300 70 600 高于865的锆和高于883的钛都非常容易吸
11、收氢。了解这一点是非常重要的，这将可避免在这些温度附近进行热处理时的氢开裂。控制氢的吸收可避免冷却和相返回相晶格结构时氢化物的生成。锆的氧化膜较其余三种活性金属的氧化膜阻挡氢的吸收更为有效，因此，在低浓度硫酸中，锆比钽的使用温度更高，钽的极限使用温度低260，根据化学环境和氢的有效性，钽在高于某些温度时将生成氢化物。在高于260的化学环境中使用钽时，应先做试验。当有电偶腐蚀产生时，常有氢析出而导致氢脆。试验期间，应避免异种金属接触。同时，活性金属与其他金属连接时，必须考虑电偶腐蚀倾向。钛在硫酸中世界上共开发了36种钛合金，用于化学工业中的主要钛合金列于表3。表3常用于化学工业中的钛合金钛级别
12、合金成份 说明2 无 纯钛12 镍和钼 7 钯 抗氯化物应力腐蚀开裂26 钌 较7级钛便宜钛在还原性介质中不能形成和再生氧化膜，在还原性酸中，例如硫酸中必须有氧化物存在以生成保护性氧化膜。例如，二级钛在100，无空气的3%硫酸中的腐蚀率为21.1mm/年（充氮），但充空气时，腐蚀率降为0.013mm/年。在硫酸中应用钛时，氧的存在是非常重要的。图1显示了钛在充气硫酸中的等腐蚀图。硫酸浓度（重量%）图1 钛在自然充气的硫酸溶液中的腐蚀，等腐蚀线0.13mm/年。氧化性离子例如Fe+3 可以显著降低钛的腐蚀率。例如，二级钛在100，20%硫酸溶液中的腐蚀率超过61mm/年，但添加16g/l Fe+
13、3 后，腐蚀率降至0.13mm/年。如图2所示，氧化性离子的存在将使钛可用于更高浓度的硫酸中。硫酸浓度（重量%）图2氧化性离子对钛腐蚀率的影响。由于钛的腐蚀率强烈地依赖于温度和氧化物的存在，因此用腐蚀试验证实其腐蚀率是非常重要的。这可以在实验室进行模拟试验，如果可能，应用试件在实际工艺环境中进行证实。采用钛时，需要工艺操作者保持工艺条件如温度、浓度在规定范围内，同时维持所需的氧化性环境。铌在硫酸中如图3所示，铌在沸点以下几乎所有浓度的硫酸中均可使用。在室温的98%硫酸中，由于氢的侵入，铌将脆化，因而图3没有显示铌在高浓度硫酸中的数据。硫酸浓度（重量%）图3 铌和钽40铌在硫酸中的腐蚀，等腐蚀线0.13mm/年。铌与钛相似，其氧化膜具有条件性，且需要氧化物的存在。但与钛相比，铌对氧化物量的需求大大低于钛。表4中的数据表明，铌需要小量的氧化物，而更多的氧化物并不能进一步降低腐蚀率。表4氧化性离子对铌耐蚀性的影响%H2SO4 杂质 温度 腐蚀率mm/年40 无 沸腾 0.540 0.02 PPm FeCl3 沸腾 0.2550 0.2 PPmHNO3 沸腾 0.2560 无 沸腾 1.2560 0.01 PPm FeCl3 沸腾 0.565 无 153 2.570
