一、硫酸的性質
硫酸或其溶液是SO3的水合物,濃酸為無色油狀液體。當n(SO3)/n(H2O)≤1時,通稱為硫酸。當n(SO3)/n(H2O)≥1時,SO3溶解于H2SO4中,稱為發煙硫酸。
硫酸含量在工業上一般采用質量分數w表示。發煙硫酸含量通常以游離SO3質量分數w表示,有時也以硫酸質量分數表示,兩種表示方法可通過下式換算:
w(H2SO4)=1+9/40 w(游離SO3)
二、硫酸的腐蝕特點
硫酸溶液中含有大量的H+,對金屬材料是有效的陰極去極化劑,多數工業金屬或合金在硫酸中的電極電位低于氫電極電位,發生電化學腐蝕,表面迅速均勻地溶解。稀酸、濃酸或發煙酸對材料的腐蝕機理變化很大:
稀酸一般只有酸性;
而濃酸或發煙酸不僅具有酸性,對金屬材料具有氫去極化作用,而且具有強氧化性,對金屬材料還具有氧去極化作用,電化學腐蝕行為更為復雜;
中等濃度硫酸的酸性最大,因而對金屬材料的腐蝕性最強。
而極稀酸和極濃酸由于酸性較小,故對鈍性金屬的腐蝕性要弱得多,極濃酸的含量每升高1%,腐蝕速率可降低約10倍。
三、碳鋼、不銹鋼在硫酸中的腐蝕曲線
金屬材料在硫酸中的耐蝕性主要基于表面能否形成和維持完整的保護膜,而硫酸濃度和溫度對不同金屬耐蝕性的影響千差萬別,通常采用等腐蝕速率曲線表示。我們從文獻中摘了幾個圖:
碳鋼在硫酸、發煙酸的腐蝕曲線見下面兩個圖。
常用不銹鋼在硫酸中的腐蝕曲線見下面的兩個圖。
四、碳鋼、不銹鋼在硫酸中的適用范圍
1、Q235B、16MnR(老牌號)、20G(老牌號)等碳鋼:
在450℃以下的SO2和SO3煙氣中,和含量大于93%的常溫濃酸中,尚可。
在150℃以下,含量大于20%的發煙酸中,當流速小于0.5m/s時,較好。
2、304、316、310等普通奧氏體不銹鋼:
在含量小于5%或大于93%H2SO4中,酸溫小于50℃時,尚可。
在180±20℃、99~100%H2SO4中的腐蝕速率為0.04~0.1mm/a。
在含量小于20%發煙酸中的耐蝕性及抗高溫煙氣的氧化和硫化性能強于碳鋼。
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