磷酸介質(zhì)中材料的選用
磷酸作為重要的化工產(chǎn)品，主要用于制造高效磷復(fù)肥及工業(yè)磷酸鹽。在生產(chǎn)和使用磷酸過程中均可遇到磷酸的腐蝕。一般說來，在不含雜質(zhì)的純磷酸中常用的不銹鋼基本上可以解決它的腐蝕問題。例如，18-8型Cr-Ni奧氏體鋼可選用于儲(chǔ)存濃度達(dá)85%的冷磷酸并可在工藝設(shè)備中用于處理濃度在5%以下的磷酸；含Mo2~3%的不銹鋼耐蝕性更佳，且隨鋼中Mo量增加，耐磷酸的性能提高。下圖和下表為純磷酸中材料的選擇情況。
（磷酸介質(zhì)）表--01 各區(qū)不銹鋼選擇表
區(qū)域 | 選 用 不 銹 鋼 牌 號(hào) |
1 | 1Cr13 |
2 | 1Cr18Ni9Ti |
3 | 1Cr13 |
4 | 0Cr18Ni12Mo2Ti,00Cr17Ni14Mo2 |
5 | 不能選用不銹鋼 |
但是，在濕法磷酸生產(chǎn)過程中，所遇到的磷酸多含有各種雜質(zhì)，例如Fˉ，Clˉ，SO42ˉ，F(xiàn)e3+，Al3+，Mg2+等。其中，除Fe3+外，均加速不銹鋼的腐蝕，特別是Fˉ，Clˉ，更為強(qiáng)烈。
為了提高不銹鋼在含各種雜質(zhì)的磷酸中的耐蝕性，提高鋼中Cr,Mo元素的含量最為有效且Cr的作用更為明顯；而Mo的作用僅當(dāng)鋼中Cr量較低時(shí)（例如20~21%）時(shí)才有效；當(dāng)Cr,Mo量高時(shí)，鋼中Ni的作用不顯著。
在含F(xiàn)ˉ,Clˉ等雜質(zhì)的H3PO4中，除大量選用含Mo2~4%的0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2，0Cr19Ni13Mo3，00Cr19Ni13Mo3外，含Cr量>=22%的含Mo雙相不銹鋼，例如0Cr26Ni6Mo2Cu3(CD-4MCu)，00Cr22Ni6Mo2N，00Cr25Ni7Mo3N，高M(jìn)o的Cr-Ni奧氏體不銹鋼00Cr20Ni25Mo4.5Cu(N)(UB6，2RK65)也均獲得廣泛應(yīng)用。不含Ni或僅含少量Ni的高鉻鐵素體不銹鋼，例如0Cr26Mo1，00Cr30Mo2，00Cr29Ni2Mo4，00Cr29Ni4Mo2等，由于它們耐含雜質(zhì)磷酸的優(yōu)異性能，也是具有廣闊前景的耐蝕材料。
鐵素體+奧氏體雙相不銹鋼不僅本質(zhì)耐蝕性好且強(qiáng)度高，因而常常作為耐磨蝕材料應(yīng)用于含雜質(zhì)磷酸中而受到重視。研究與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明，含Cr量高達(dá)~27%且含Mo的高合金奧氏體不銹鋼00Cr27Ni31Mo3Cu（Sanicro28）和00Cr26Ni35Mo3Cu（新2號(hào)A[14]）是耐含F(xiàn)ˉ,Clˉ等雜質(zhì)的H3PO4腐蝕性最佳且綜合性能最好的高牌號(hào)不銹鋼，可用于制造磷酸濃縮熱交換器以代替易損壞的石墨制熱交換器，國(guó)外已取得了滿意的結(jié)果。
磷酸介質(zhì)表--02常用不銹鋼和合金在含雜質(zhì)磷酸中的耐蝕性（70%磷酸，4%硫酸，0.5%Fˉ，60ppm Clˉ，0.06%Fe3+）
合金 | 腐蝕率，mm/a |
00Cr20Ni25Mo4.5Cu（UB-6,2RK65） | 0.36 0.80 2.10 |
00Cr17Ni14Mo2（316L） | >20 >20 >20 |
00Cr20Ni40Mo3Cu2 | 5.5 6.7 7.3 |
00Cr20Ni35Mo2Cu3Nb（Carpenter 20cd） | 5.1 6.2 6.8 |
00Cr27Ni31Mo3Cu（Sanicro-28） | 0.07 0.12 0.21 |
表--03 國(guó)外磷酸生產(chǎn)常用不銹鋼及其化學(xué)成分（%）[17](2001.10.27)
牌號(hào) | C | Cr | Ni | Mo | Cu | Ti |
316L | <0.03 | 16~18 | 10~14 | 2~3 | -- | -- |
317L | <0.03 | 18~20 | 11~15 | 3~4 | -- | -- |
Ferralium | <0.06 | 25 | 5 | 2 | 3 | -- |
UB6 | <0.02 | 20 | 25 | 4~5 | 1.5 |
表--04 ZS-28不銹鋼在濕法磷酸中的腐蝕速度[18](2001.10.27)
試驗(yàn)材料 | 腐蝕速度 | 試驗(yàn)條件 |
ZS-28 | 0.0026 | 磷酸組成：P2O5 33.71% |
表--05 Km合金在濕法磷酸中的腐蝕速度[17](2001.10.27)
試驗(yàn)材料 | 腐蝕速度 | 試驗(yàn)條件 |
Km合金 | 0.01278 | 磷酸組成：P2O5 33.71% |
表--06 我國(guó)使用和試驗(yàn)過的磷酸用不銹鋼和合金的化學(xué)成分（%）[17](2001.10.27)
鋼種 | Cmax | Cr | Ni | Mo | Cu | 其它 |
普通奧氏體不銹鋼 | 0.88 | 16~19 | 11~14 | 1.8~2.5 | Ti5*C%~0.7 | |
特殊奧氏體不銹鋼 | 0.02 | 20 | 25 | 3 | 3 | 微量元素 |
雙相鋼 | 0.03 | 23~27 | 5~7 | 1~2.5 | -- | |
鎳基合金 | 0.1 | 36~40 | 余量 | 4~6 | -- | Fe<=5.0 |
注：（1）----GB1220--75,Mo2Ti,相當(dāng)于316Ti;
（2）----GB2110-80,ZG1Cr24Ni20Mo2Cu3。
| 上一篇：鎳元素對(duì)不銹鋼的影響 | 下一篇：法蘭的類型和連接方式 |
