不銹鋼泵耐腐蝕材料鈦、鎳及合金特點(diǎn)應(yīng)用介紹
作者：不銹鋼泵 來源：不銹鋼泵 發(fā)布時間：2020-02-26
防腐介質(zhì)輸送中，不銹鋼材料的泵使用也比較多，不銹鋼泵常見的有304,316L等，對于鈦、鎳及合金材料因成本較高，除工況要求使用外，防腐蝕性能全的有氟塑料材料泵，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展尤其是化工行業(yè)的技術(shù)改造升級的加快，特種金屬材料在國內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在石油、化工等相關(guān)行業(yè)，對生產(chǎn)設(shè)備的材料也提出了越來越高的防腐要求，從而帶動了國內(nèi)相關(guān)研究和加工企業(yè)對此的開發(fā)研究，以及相關(guān)設(shè)備制造廠家對于特種金屬材料設(shè)備制造技術(shù)裝備能力的提高。
一、鎳及鎳基合金
1、鎳及鎳基合金的國內(nèi)生產(chǎn)狀況
國內(nèi)工業(yè)用純鎳完全可以自行生產(chǎn)，但一些鎳基合金則主要依賴進(jìn)口。
鎳及鎳基合金種類（部分有國家材料標(biāo)準(zhǔn)）
常用的鎳及鎳基合金型號有：純鎳 N6；Monel 400; Hastelloy B、Hastelloy B-2; Hastelloy C-276等。
2、鎳及鎳基合金的耐腐蝕性能
鎳具有較大的轉(zhuǎn)入鈍態(tài)的傾向。在一般溫度下鎳的表面覆蓋一層氧化膜，這層氧化膜使它在水及許多鹽類水溶液中具有耐蝕性。
鎳在非氧化性稀酸中，如<15％鹽酸、<17%硫酸和許多有機(jī)酸中，在室溫下相當(dāng)穩(wěn)定。但在增加氧化劑（FeCl2、CuCl2、HgCl2、AgNO3和次氯亞酸鹽）和通氣時，鎳的腐蝕速度顯著增加。
鎳在所有堿類溶液中，不論是高溫的還是熔融的堿都完全穩(wěn)定，這是鎳的突出特性。
蒙乃爾合金在還原性介質(zhì)中比鎳耐腐蝕，在氧化性介質(zhì)中又較銅耐腐蝕，在磷酸、硫酸、鹽酸、鹽類溶液和有機(jī)酸中都比鎳和銅更為耐腐蝕。
任何濃度的氫氟酸中，在氧進(jìn)入不多時蒙乃爾合金很耐蝕。但當(dāng)溶液中有充氣和有氧化劑時，或者溶液中存在鐵鹽、銅鹽等有害雜質(zhì)時，它耐氫氟酸性能下降。在金屬材料中除鉑、銀外，它是耐氫 氟酸腐蝕的材料之一。
在苛性堿溶液中它很耐蝕，但當(dāng)氫氧化鈉濃度很高時，蒙乃爾合金的耐腐蝕性雖比鎳差一些，但仍比其他金屬材料耐堿。
蒙乃爾合金容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，在530－650℃退火消除應(yīng)力后使用。
白銅（B10、B30）
白銅是銅鎳合金，白銅國內(nèi)可以滿足生產(chǎn)，主要由洛銅生產(chǎn)。
白銅的耐蝕性能基本與純銅相似，在無機(jī)酸中，特別是硝酸中會發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。但對于濃度<70％的氫氟酸，在無氧及低于沸點(diǎn)的情況下是耐蝕的。在有機(jī)酸中白銅腐蝕不大，在堿性溶液和有機(jī)化合物中腐蝕率很小。
在苛化法燒堿中，或在隔膜電解燒堿中，可以采用B30（70－30銅鎳合金來代替純鎳制造膜式蒸發(fā)器設(shè)備，特別是降膜部分，它不僅可以提高使用壽命，而且可以節(jié)約70％的鎳。B10（91－9銅鎳合金）也可以代替純鎳來制造升膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)管、蒸發(fā)室等設(shè)備。
白銅在海水中具有較高的耐蝕性，因此用海水冷卻的換熱器經(jīng)常采用B10、B30的白銅。
二、鈦及鈦合金
1、鈦材的耐腐蝕特點(diǎn)
鈦是具有強(qiáng)烈鈍化傾向的金屬，在空氣中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一層穩(wěn)定的氧化性保護(hù)膜，即使因為某些原因膜遭破壞，也能迅速自動恢復(fù)。因此鈦在氧化性、中性介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐腐蝕性。
由于鈦的巨大鈍化性能，在許多情況下與異種金屬接觸時，并不加快腐蝕，而可能加快異種金屬的腐蝕。如在低濃度非氧化性的酸中，若將Pb、Sn、Cu或蒙乃爾合金與鈦接觸形成電偶時，這些材料腐蝕加快，而鈦不受影響。而在鹽酸中，鈦與低碳鋼接觸時，由于鈦表面產(chǎn)生新生氫，破壞了鈦的氧化膜，不僅引起鈦的氫脆，而且加快鈦的腐蝕，這可能是由于鈦對氫有高度的活性所致。
鈦中的含鐵量對某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能有影響，鐵增多的原因除原材料的原因外，常常是焊接時沾污的鐵滲入焊道，使焊道中局部含鐵量增高，這時腐蝕具有不均勻的性質(zhì)。使用鐵件支撐鈦設(shè)備時，鐵鈦接觸面上的鐵沾污幾乎是不可避免的在鐵沾污區(qū)腐蝕加速，特別是在有氫存在的情況下。當(dāng)沾污表面的鈦氧化膜發(fā)生機(jī)械損壞時，氫就滲入金屬，根據(jù)溫度、壓力等條件，氫發(fā)生相應(yīng)的擴(kuò)散，這使鈦產(chǎn)生不同程度的氫脆。因此鈦在中等溫度和中等壓力和含氫系統(tǒng)中使用要避免表面鐵污染。
在一般情況下，鈦不會發(fā)生孔蝕。
鈦還具有抗腐蝕疲勞穩(wěn)定性。
鈦耐縫隙腐蝕性能較好，尤其是Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金，因此Ti-0.3Mo-0.8Ni及Ti-0.2Pd合金廣泛用于容器設(shè)備的密封面材料，以解決設(shè)備密封面縫隙腐蝕問題。
2、鈦材的應(yīng)用
由于鈦材的優(yōu)良耐腐蝕性能，鈦材廣泛應(yīng)用于石油、化工、制鹽、制 藥、冶金、電子、航空、航天、海洋等相關(guān)領(lǐng)域。
鈦對大多數(shù)鹽溶液來說具有優(yōu)異的耐蝕性，如鈦在氯化物溶液中比高鉻鎳鋼耐蝕，并無孔蝕現(xiàn)象。但在三氯化鋁中腐蝕率較高，這與三氯化鋁水解后產(chǎn)生濃鹽酸有關(guān)。鈦對熱的亞氯酸鈉和各種濃度的次氯酸鹽也有良好的穩(wěn)定性。因此鈦材廣泛用于真空制鹽和漂粉精行業(yè)。
鈦對大多數(shù)的堿溶液具有良好的耐蝕性。鈦在濃度小于50％的氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液中較為穩(wěn)定。如果堿溶液中含有氯離子或氯化物，則其耐蝕性甚至超過鎳和鋯。但在溫度和濃度增大的情況下，腐蝕會增大。現(xiàn)在氯堿行業(yè)是國內(nèi)民用鈦材應(yīng)用領(lǐng)域。
鈦在干燥的氯氣中不耐蝕，同時有著火的危險，但在潮濕的氯氣中具有很高的穩(wěn)定性，超過鋯、哈氏合金C及蒙乃爾合金，甚至在飽和氯氣的硫酸、鹽酸和氯化物等介質(zhì)中也穩(wěn)定，所以鈦材是硫酸法鈦白粉生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的首選材料。
由于鈦材在碳?xì)浠衔镏械哪臀g性很好，甚至在含有酸及氯化物類雜質(zhì)時也很好。因此鈦材在有機(jī)化工中也廣泛應(yīng)用，如PTA（精對苯二甲酸），PVA（維尼綸）等。
鈦材在海水中具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，因此鈦材也廣泛應(yīng)用于海洋石油鉆井平臺、海水淡化等海洋領(lǐng)域。
