不銹鋼泵耐腐蝕材料鈦、鎳及合金特點應用介紹
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)濟的快速發(fā)展尤其是化工行業(yè)的技術改造升級的加快，特種金屬材料在國內(nèi)的應用越來越廣泛，尤其是在石油、化工等相關行業(yè)，對生產(chǎn)設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)相關研究和加工企業(yè)對此的開發(fā)研究，以及相關設備制造廠家對于特種金屬材料設備制造技術裝備能力的提高。
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口。
鎳及鎳基合金種類（部分有國家材料標準）
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%硫酸和許多有機酸中，在室溫下相當穩(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中比鎳耐腐蝕，在氧化性介質中又較銅耐腐蝕，在磷酸、硫酸、鹽酸、鹽類溶液和有機酸中都比鎳和銅更為耐腐蝕。
任何濃度的氫氟酸中，在氧進入不多時蒙乃爾合金很耐蝕。但當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)生應力腐蝕開裂，在530－650℃退火消除應力后使用。
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，在無機酸中，特別是硝酸中會發(fā)生嚴重的腐蝕。但對于濃度<70％的氫氟酸，在無氧及低于沸點的情況下是耐蝕的。在有機酸中白銅腐蝕不大，在堿性溶液和有機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
鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬，在空氣中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一層穩(wěn)定的氧化性保護膜，即使因為某些原因膜遭破壞，也能迅速自動恢復。因此鈦在氧化性、中性介質中具有優(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。使用鐵件支撐鈦設備時，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。當沾污表面的鈦氧化膜發(fā)生機械損壞時，氫就滲入金屬，根據(jù)溫度、壓力等條件，氫發(fā)生相應的擴散，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備的密封面材料，以解決設備密封面縫隙腐蝕問題。
2、鈦材的應用
由于鈦材的優(yōu)良耐腐蝕性能，鈦材廣泛應用于石油、化工、制鹽、制 藥、冶金、電子、航空、航天、海洋等相關領域。
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。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)民用鈦材應用領域。
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中也穩(wěn)定，所以鈦材是硫酸法鈦白粉生產(chǎn)關鍵設備的首選材料。
由于鈦材在碳氫化合物中的耐蝕性很好，甚至在含有酸及氯化物類雜質時也很好。因此鈦材在有機化工中也廣泛應用，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，因此鈦材也廣泛應用于海洋石油鉆井平臺、海水淡化等海洋領域。
