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      氢氟酸腐蚀特性

      2017-6-6 15:31:18      点击:
      氢氟酸是氟化氢气体的水溶液为无色透明至淡黄色冒烟液体,有刺激性气味,分子式 HF-H2O。相对密度1.15~1.18,沸点112.2℃(按重量百分比计为38.2%),市售通常浓度:约47%,是弱酸。侵入途径 可经皮肤吸收,氢氟酸酸雾经呼吸道吸入。

      图(1)氢氟酸中氟化氢分子模型

      毒理学简介对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性,氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一,皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织, 溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制。估计人摄入1.5g氢氟酸可致立即死亡。吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿。氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。
        图(2)氢氟酸容器需要采用塑料材质,不准采用金属
      氢氟酸腐蚀
        氢氟酸是一种剧毒和强腐蚀性的物质。其本身易挥发并且能与水完全互溶而引起强烈腐蚀。
       一、氢氟酸腐蚀
       (一)均匀腐蚀   氢氟酸对金属材料的腐蚀是电化学腐蚀。其腐蚀是按电化学过程进行,即阳极产生金属溶解(均匀腐蚀),阴极析出氢(导致氢鼓泡和氢脆)。 
       (二)氢鼓泡和氢脆   氢氟酸介质与碳钢接触生成氟化铁和氢原子:Fe十2HF→FeF2十2H 氟化铁是一种致密的锈蚀物,附在金属表面形成一种;つ,使氟化氢的扩散速度降低。对设备起到;ぷ饔。但当介质温度超过65℃时,该层锈蚀物的;つぞ徒,使金属继续被腐蚀。腐蚀反应产生的氢原子对钢材有很强的渗透能力。这种渗透能力与温度有关,温度越高,渗透越强。
      (三)应力腐蚀   应力腐蚀是材料在应力和特定介质共同作用下所引起的材料开裂。在氢氟酸中碳钢和蒙乃尔合金均可能产生应力腐蚀开裂。这种应力腐蚀是随温度的增加而加剧。
       (四)缝隙腐在设备焊接处存在有间隙;
      焊缝裂纹;垫片与密封面之间的间隙;螺母接触面间隙。在这些间隙和缝隙之间聚存着一部分静止的酸液,而且这里的酸液不断积聚浓缩使已形成的;つけ桓吲ǘ鹊那庋衾胱悠苹,而使腐蚀加剧,造成严重的局部腐蚀。
       (五)防护措施:
        1、施焊时严格遵守技术规定,按规定程序进行焊接。尤其是蒙乃尔合金的焊接,要求密封焊、连续焊和焊透。
        2、管径小于DN25的氢氟酸系统的工艺管线,采用丝扣锻钢法兰连接,用聚四氟乙烯密封带密封,绝对不允许加密封焊。

      图(3)氢氟酸是氟化工重要原材料
       二、常用材料的耐氢氟酸腐蚀特性
       1、碳钢在一定范围内能耐氢氟酸腐蚀。在无水氢氟酸中(酸浓度85~100%,酸中含水≯3%)碳钢使用温度不高于71℃。但也有资料报道“在60℃以下,浓度大于75%以上的氢氟酸可以选用碳钢!泵赡硕辖鹗悄壳翱骨夥岣唇虾玫慕鹗舨牧现。 Ni+2HF→NiF2+H2  
      2、高铬钢和铬镍不锈钢在氢氟酸浓度高于50%的介质中有严重的点腐蚀。12Cr和1Crl8Ni9Ti等不锈钢在氢氟酸中生成的;つぶ旅苄圆,即使在常温下也能为氢氟酸所破坏。一般不选用。
      3、铸铁本身性脆,机械性能差,碳、硫、磷、硅含量较高。不耐氢氟酸腐蚀。
      4、铜虽然在低温、稀酸中耐氢氟酸腐蚀,但不耐冲蚀。对流速较大的流动介质不能选用铜。在浓的氢氟酸中铜可耐66℃氢氟酸腐蚀。
      5、铝不耐氢氟酸腐蚀。
      6、金、银、铂等贵重金属抗氢氟酸能力比蒙乃尔合金还要好,但由于价格昂贵,一般不选用。
      7、非金属材料中聚四氟乙烯、橡胶对氢氟酸有较好的耐腐蚀性能,可用作密封材料

      图(4)氟化工储罐内衬KN17氢氟酸防腐材料
       三、影响氢氟酸腐蚀的主要因素
       (一)氢氟酸浓度的影响   浓的氢氟酸腐蚀性能极其微弱,而稀的氢氟酸则具有很强的腐蚀性,并且腐蚀性是随氢氟酸浓度的降低而加剧。原因:浓度降低,导电度增加,离子的迁移和扩散容易进行,影响腐蚀电流也较大。当降低到某个浓度时,腐蚀性最强。再降低浓度,腐蚀率将随之降低。
       (二)温度对腐蚀的影响    对化学反应来说.温度是一个关键的条件,温度升高,使反应加速,也能使腐蚀加剧。对于碳钢材料,当使用温度高于65℃时,因氟化铁(FeF2);つなプ饔,腐蚀急速加剧,建议选用蒙乃尔合金。
      (三)介质流速对腐蚀的影响    介质的流速对生成的;つび幸欢ǖ挠跋,介质流速过高.;つな艿浇橹食逅⒓淄崖,使金属的腐蚀速度加剧。
      (四)酸中含氧(空气带入)对腐蚀的影响    酸中带进的氧促使金属氧化,使金属的腐蚀明显加快,蒙乃尔合金受氧化而被腐蚀则更明显。蒙乃尔400在饱和氧的氢氟酸中,腐蚀率为23.7mm/a,在无氧氢氟酸中仅为0.246mm/a,相差95倍之多。

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