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1、第14卷第1期化學清洗Vo1.14No.11998年2月CHEMICALCLEANINGFeb.1998磷酸的腐蝕特性及緩蝕劑(Ⅰ)黃魁元(陜西省石油化工研究設(shè)計院,西安710000)摘要介紹了碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、鈦等金屬及其合金在不同濃度的磷酸溶液中及不同的溫度條件下的腐蝕特性和各種緩蝕劑的緩蝕效果.并簡要地敘述了磷酸緩蝕劑的發(fā)展趨勢.關(guān)鍵詞磷酸緩蝕劑緩蝕效率--磷酸在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,是化工、輕化及紡織工組分(Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2、F、Cl、業(yè)的重要基礎(chǔ)原料.在金屬加工、化學工業(yè)生產(chǎn)及H2SO4等).其中的氟化物、氯化
2、物及硫酸等雜質(zhì)均能源工業(yè)中,磷酸又常被作為金屬材質(zhì)表面處理劑能促進磷酸溶液對金屬設(shè)備的腐蝕.現(xiàn)就磷酸對一(電鍍、陽極氧化、電拋光……)及生產(chǎn)設(shè)備清洗的化般金屬的腐蝕特征,分別介紹如下.學清洗劑.1.1碳鋼的腐蝕磷酸屬于中等強度的無機酸,對金屬材質(zhì)具有磷酸溶液對碳鋼具有一定的腐蝕作用,隨溫度不同程度的腐蝕作用.為防止磷酸溶液對金屬設(shè)備升高,腐蝕速率劇增(表2、表3).基體的腐蝕,工業(yè)上常采用向系統(tǒng)中添加少量緩蝕#表220碳鋼在不同濃度的磷酸溶液中劑的方法以抑制磷酸對金屬的腐蝕.本文僅就磷酸的腐蝕情況〔(25±2)℃〕的腐蝕特性及磷酸用緩蝕劑的開發(fā)歷程作
3、簡要敘w(H3PO4)腐蝕速率w(H3PO4)腐蝕速率述,供讀者參考.22/%/g/(m·h)/%/g/(m·h)1磷酸的腐蝕特性35.5712021.20056.1322524.580金屬在磷酸溶液中的腐蝕過程頗為復雜,其腐1011.0943030.350蝕程度深受磷酸的純度(雜質(zhì)的種類及含量)、濃度1518.2503534.880及系統(tǒng)的溫度等的影響.高純度的稀磷酸溶液在常#溫條件下,對大多數(shù)金屬的腐蝕程度極其輕微.但表320碳鋼在質(zhì)量分數(shù)為15%磷酸溶液中在不同溫度下的腐蝕情況在高溫高濃度的工業(yè)磷酸溶液中,大部分金屬均受到劇烈的腐蝕(表1).溫
4、度腐蝕速率溫度腐蝕速率22/℃/g/(m·h)/℃/g/(m·h)表1幾種金屬及合金在高溫高濃度的2518.5204548.960磷酸溶液中的腐蝕情況3021.3205073.670AISI-3173526.7505596.400金屬名稱銀鈦銅鎳鉬鉛不銹鋼4034.38060150.900腐蝕速率0.1780.5081.47030.4829.21142.24109.22/mm·a-11.2不銹鋼及合金的腐蝕注:H3PO485%(質(zhì)量分數(shù)),溫度250℃,試驗時間24h在高純度磷酸溶液中,在常溫條件下,不銹鋼具有較穩(wěn)定的耐腐蝕性能.但在高溫高濃度的磷酸
5、溶磷酸一般系指正磷酸(Orthophosphoricacid)而言.工業(yè)級磷酸中常含有一定量的雜質(zhì),主要來自液中,不銹鋼及其它合金會受到劇烈的腐蝕(見表原料磷礦石及濕法磷酸生產(chǎn)工藝過程,遺留的少量4、表5,圖1、圖2).收稿日期:1997-08-29第1期黃魁元磷酸的腐蝕特性及緩蝕劑(Ⅰ)·29·表4AISI-304,AISI-316不銹鋼在85%磷酸溶液1.3鋁的腐蝕中的腐蝕速率與溫度的關(guān)系磷酸溶液對鋁產(chǎn)生劇烈的腐蝕,故工業(yè)磷酸生-2-1產(chǎn)中,均不采用鋁制設(shè)備及管線.有關(guān)鋁在磷酸溶腐蝕速率/g·m·h溫度/℃AISI-304AISI-316液中的腐
6、蝕情況參閱表6及圖3.800.012500.0083表6鋁在不同濃度的磷酸溶液中的腐蝕速率1000.07920.220811310.83330.8542w(H3PO4)/%2040608513041.66677.7083-16.4813.4622.3547.75鋁的腐蝕速率/mm·a表5不銹鋼及合金在沸騰的85%磷酸溶液中的腐蝕情況(試驗時間:3d)不銹鋼型號腐蝕速率不銹鋼型號或成分腐蝕速率(AISI)/mm/a(AISI)/mm/a405198.044611.8329146.0316(含Cu0.3%)11.3316L42.024Cr-13NiNb1
7、2.044336.124Cr-13Ni3.9631723.620Cr-24Ni3.2743018.420Cr-19Ni1.37圖3鋁在酸及堿溶液中的腐蝕速率1.4銅及銅合金的腐蝕磷酸溶液對銅及銅合金具有腐蝕作用.向系統(tǒng)中通入空氣時,腐蝕加劇(表1,表7).表725%磷酸溶液中銅及銅合金的腐蝕情況(通空氣)銅及銅合金銅合金成分腐蝕速率/mm·a-1純銅/8.13圖1溫度對磷酸溶液中不銹鋼腐蝕速率的影響87Cu-7.8Al-3.1Fe7.87鋁青銅89Cu-8Al-2.8Fe23.1186Cu-10Al-4Fe1.2787.5Cu-10.5Zn0.566
8、6Cu-32.5Zn0.69黃銅60Cu-39Zn-1Sn1.8668Cu-23Zn-3Mn-2Fe0.76