引言

    由于溴的劇毒及劇烈腐蝕性，國外法規規定，集裝箱運輸液體溴的容器只能是玻璃瓶、石頭或陶器罐或者襯鉛金屬。到目前為止沒有一種人滿意的比較小型的盛裝容器。如果用瓶子之類的盛裝就需要仔細加以防護。防止打碎或泄露。鉛容器由于其笨重及昂貴性，并且不容易檢查泄露情況。鑒于以上溴儲存運輸的不利條件，因此需要對新舊材料的可行性進行評估。本文通過實驗證明，鎳或蒙乃爾合金在抗干溴腐蝕方面較鉛有很大優勢。并且成本，重量，檢查等都易于控制。

    1 測量和分析方法

    腐蝕速率大小的計算用被測試材料的化學侵蝕和每年用英寸表示。對于小金屬試樣來說，它的腐蝕是由試樣機械去除腐蝕物的重量決定。塑料有時候會發生溶脹，重量的增加也是判斷腐蝕的標準。對于一些大型容器，準確地測量其重量方法不可行，所以最好的辦法就是測量其化學腐蝕品。采用等體積蒸餾水測量的方法測定溴金屬污染。讓金屬成分在水溶液中，然后用常規方法分析水溶液中的金屬離子。鉛的提取主要采用從二苯硫卡巴腙溶劑內提取的方式。 二苯硫卡巴腙溶液中紅鉛的顏色在510毫米貝克曼杜分光光度計測定，用二苯硫卡巴腙試劑作為參比液。這種方法可以測定檢測1μg/100ml的鉛含量。當采用10mm 光路長度，鎳合金主要取決于與其反應的二硫醇鉀并且用帶Wratten H-45過濾器的光度計觀察。采用40mm光路單元吸收法，該方法將檢測3微克每100毫升的鎳。銅從鎳中分離方法，按照之前的方法是將他們溶解在二苯硫卡巴腙溶劑中，然后再提取。用沸騰高氯酸萃取破壞雙硫腙，銅與二乙基二硫代氨基甲酸鈉反應。該方法主要利用了鎳的靈敏性。

    只有讓溴通過濾紙過濾，樣品中的溴與鉛接觸才不會發生腐蝕。過濾后對鉛的分析表明懸浮的鉛很容易從溴中濾走。隨后對這一因素進行了分析，溴中溶解的鉛和鎳各自的溶解度大約為1ppm。并且金屬物可以通過過濾很容易降到該水平。為了確定濾紙對溴腐蝕性的影響，將三個等級的濾紙放在溴中浸泡17天。在此時間結束時，所有的紙張都喪失了其抗拉強度并變得非常脆，表明濾紙在這種服務中的壽命有限。然而，在試驗期間溴似乎不受影響，溴的非揮發性殘留物保持不變。溴反復通過濾紙過濾不會對性能產生任何影響。將1升液體樣品緩慢通過，平衡垂直的25mm直徑的管子填充75mm無水高氯酸鎂來測定溴中的水。殘留的溴蒸汽用干燥潔凈的空氣以十升每分鐘的速度吹40分鐘。最后很少量的溴最好在110℃情況下干燥30分鐘。增加的重量是吸收的水和再補充的水，表明這種方法是定量的方法。溴通過96%的濃硫酸分析含有0.003%的水，用上述程序干燥后的溴飽和水含量為0.029%。

    2 各種腐蝕試驗

    大量文獻表明，除了金屬鉭，目前沒有別的推薦的金屬可以用在濕溴中。化學鉛不建議作為用在溴反應中，但是有文獻認為鉛可以抵抗溴和溴水溶液。預計商業溴會含有水，在水的存在下將加速金屬的腐蝕，因此對溴的幾種干燥劑進行了研究。

    經過與硫酸鈣初步比對后，活性硅膠、活性氧化鋁、氯化鈣、和96%硫酸最后選定為進一步干燥溴的物質。用濃硫酸干燥后的溴比未干燥之前腐蝕速率降低了一半。實驗需要用相同量的硫酸試劑邊干燥邊搖動兩次，除另有說明外。

    表1顯示了腐蝕實驗結果，試樣在室溫下的玻璃容器下進行。除了聚四氟乙烯是漂浮在溴上，其余的都是浸在溴中。最后實驗的試樣都經過干燥清潔、稱重，按照損失的重量計算腐蝕速率。鉛表現出很小的腐蝕。聚四氟乙烯幾乎無腐蝕。哈氏合金A,B,C由于它們是被廣泛認為是耐腐蝕材料，因此也做了實驗。哈氏合金A表現出5倍的腐蝕性跟鉛相比。但是哈氏合金B和C僅僅是鉛腐蝕的一半，這說明這兩種金屬應該繼續進行下一步實驗。

    表1 金屬材料耐腐蝕性能表

    為了使反應更充分，腐蝕試驗設計在一個可以進行35r.p.m旋轉的瓶中進行。金屬試樣完全浸在溴溶液中，金屬表面比表面積可達10ml/cm2。準備了另一組試樣，一組在30天后檢查，另一組在69天后檢查。同樣標本被清洗，稱重腐蝕速率取決于腐蝕量。溴的未干燥樣品大致飽和水。干燥的試樣采用之前介紹的硫酸脫水法。

    表2 溴素腐蝕試驗—旋轉并且完全浸蝕室溫條件下

    腐蝕數據詳見表2。從數據中可以看車哈氏合金C的耐溴腐蝕性能優于哈氏合金B。并且這兩種金屬干燥后腐蝕率比未干燥的輕。高碳鋼腐蝕尤其嚴重，并且干燥前后腐蝕都很嚴重。蒙乃爾合金在未干燥的溴中表現的耐蝕性要優于哈氏合金B和C。在干燥的溴溶液中，兩塊蒙乃爾試樣的表現差距8倍多，因此真實數據無法確定。在干溴中兩塊溴試樣的數據也像蒙乃爾合金一樣發生了偏差。順便測試了一個司太立合金19-P用于溴泵的使用中。經過14天的實驗，合金沒有重量損失，而且也沒有可見的腐蝕。聚乙烯發生了溶脹并且增重很大重量。聚四氟乙烯重量略有增長，但是外觀無損失。

    3 結論

    1）  金屬在干燥溴中的耐腐蝕性明顯好于濕溴。

    2）  鉛的耐溴蝕性明顯優于哈氏合金。

    3）  蒙乃爾合金在干燥溴液中耐蝕性優于哈氏合金。

    4）  聚乙烯耐溴腐蝕能力很差，聚四氟乙烯耐溴腐蝕性良好。

    參考文獻

    [1] Anon., Chem. & Met. Eng., 51, 94-134 （1944）。

    [2]  Woldman, N. E., and Metzler, R. J., “Engineering Alloys,” Cleveland, Ohio, American Society for Metals, 1945.

    [3]   American Society for Testing Materials, “A.S.T.M. Manual on Presentation of Data,” supplement A, 1940.

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責任編輯：劉洋

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