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在硝酸介质中不锈钢的选择

在硝酸介质中不锈钢的选择

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硝酸是一种被广泛应用的化工原料,在生产硝酸或使用硝酸时均会遇到材料的腐蚀问题。硝酸是一种强氧化性酸,即便是稀硝酸也具有使不锈钢产生钝化的能力,各类不锈钢均具有良好的耐蚀性,当硝酸浓度在共沸浓度68.4%以上时,一般的18-8型奥氏体不锈钢已不能提供满意的耐蚀性,当浓度小于或等于85%时,可使用0Cr25Ni20(Nb),当浓度高于85%时,由于硝酸的过氧化作用和单纯含铬的不锈钢过钝化,18-8型和Cr25Ni20型不锈钢将遭到严重腐蚀,需改用高硅不锈钢。

为改善常规不锈钢在硝酸应用中的非敏化态晶间腐蚀问题,于20世纪70年代发展了极低碳、硅、磷的硝酸级奥氏体不锈钢,如硝酸级00Cr19Ni11(≤0.015%,≤0.10%Si,≤0.02%P,≤10ppmB)和00Cr25Ni20(≤0.02%C,≤0.20%Si,≤0.02%P,≤020%Mo)。在沸腾65%HNO3中,固溶态的腐蚀率0.06~0.14mm/a,敏化态为0.30mm/a。

当硝酸中含有Cr+6时,将加速不锈钢的腐蚀,在这种条件下可选用低Si硝酸级不锈钢和高Si耐铱硝酸腐蚀不锈钢。在不同浓度和温度的硝酸中,不锈钢的选择可参考图1和表1。

硝酸浓度,%

腐蚀率≤0.1mm/a

图 1 不锈钢在硝酸中的等腐蚀图

表 1 图1中各区域可选用的不锈钢牌号


区域

选用不锈钢牌号

0Cr13,1Cr13

0Cr13Si4NbRe

1Cr17Ti,00Cr17Ti,1Cr17

0Cr17Ni7Al

1Cr18Ni9Ti,0Cr19Ni9,0Cr18Ni11Ti,00Cr18Ni10

1Cr25Ni20Nb,不含有Mo的Cr-Ni双相不锈钢

0Cr13Ni4NbRe(≤80℃)

0Cr17Ti,00Cr17Ti,1Cr17

0Cr17Ni7Al,0Cr17Ni4Cu4Nb

1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni11Ti,00Cr19Ni10,0Cr19Ni9

1Cr18Mn8Ni5N

00Cr25Ni20Nb,不含Mo的Cr-Ni双相不锈钢

1Cr18Ni11Si4AlTi

0Cr13S14NbRe(≤80℃)

1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni11Ti,0Cr19Ni9,00Cr19Ni10

1Cr25Ti

1Cr18Ni11Si1AlTi,00Cr17Ni14Si4Ti,含Si≥5%~6%的不锈钢

00Cr250Ni20Nb,不含Mo的Cr-Ni双相不锈钢

0Cr13SiNbRe(≤50℃)

1Cr18Ni11Si4AlTi(≤50℃),00Cr17Ni14Si4Ti(Nb),

含Si≥5%~6%的Cr-Ni不锈钢

00Cr25Ni20Nb(≤80%)

0Cr13Si4NbRe(≤50℃)

1Cr18Ni11Si4AlTi(≤50℃),00Cr17Ni14Si4Ti(Nb),

含Si≥5%~6%的Cr-Ni不锈钢


在纯硝酸中,原则上不选用含Mo不锈钢,但是,当介质含等杂质时,为防止点蚀,常常选用含有Mo的不锈钢,浓度愈高,所选用的不锈钢的Cr、Mo含量变愈高。

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