耐氢氟酸材料的选择

耐 氢 氟 酸 材 料 的 选 择 宋延经,郭并宝,金四清,张晋霞,王 冬 (太原钢铁集团建设有限公司建材研究所,太原030003) 关键词:氢氟酸;腐蚀;耐蚀材料;检测方法;评定标准 中图分类号: TG174. 2 + 3 文献标识码: B 文章编号: 10052748X(2006)0220087203 太原钢铁公司是我国最大的不锈钢生产企业。 在不锈钢生产过程中,6 %氢氟酸、20 %硝酸的混酸 酸洗是一个非常重要的工序。氢氟酸有着自己独特 的腐蚀行为,石英石和花岗石在硫酸、 硝酸、 盐酸中, 皆具有优良的耐腐蚀能力,可是在氢氟酸面前就无 能为力。氢氟酸对石英石和花岗石的腐蚀一般按下 式进行: SiO2+ 4HFSiF4+ 2H2O CaSiO3+ 6HFSiF + CaF2+ 3H2O SiF4+ 4H2O2H2SiF3+ Si(OH)4 即使耐酸性能优良的环氧树脂和呋喃树脂,在 氢氟酸溶液中也会形成氟化物造成强度大幅度下 降,导致防护失败。因此选择耐氢氟酸材料一直是 不锈钢企业高度关注的一个课题。 1 耐氢氟酸材料的评定标准 耐氢氟酸材料的技术标准和试验方法,在我国尚 属空白。为了提高太钢不锈钢酸洗工序的腐蚀防护 水平,我们制定了一个企业标准,现将标准的要点介 绍如下: 1. 1 酸的浓度 国家几个标准的耐酸率试验均按GB/ T 8488 - 2001耐酸砖 标准,其介质为10 %硝酸、10 %硫 酸、10 %盐酸。结合不锈钢酸洗工艺实际要求,又结 合GB/ T 8488 - 2001耐酸砖 标准,这次将氢氟酸 浓度6 %改为10 % ,硝酸浓度为20 % ,既提高了操 作安全系数,又接近了标准要求。 1. 2 浸酸时间 浸酸时间愈长,试验结果愈准确,如GB/ T 8488 - 2001耐酸砖 规定为5h ,因为我们将试验温 度从90 降为80,因此将树脂类、 填料类、 塑料 类、 橡胶类的浸酸时间定为24h。 收稿日期:2005205209 1. 3 试验温度 常规耐酸率试验温度按GB/ T 8488 - 2001耐酸 砖 执行,但是聚四氟乙烯、 聚乙烯、 聚丙烯制品目前 没有锥形瓶和回流冷凝器制品,因此产生的酸雾无法 回流,结合实际情况将试验温度降至801。 1. 4 试验用器皿 选择了耐氢氟酸腐蚀的聚四氟乙烯、 聚乙烯、 聚 丙烯等器皿代替不耐氢氟酸腐蚀的玻璃器皿。 1. 5 技术标准 目前,耐腐蚀评定尚无统一标准,在这里引用了 几个在国内外普遍应用的腐蚀标准,一个是德国耐 腐蚀材料评定标准,一个是前苏联有机材料耐腐蚀 评定标准,见表1 ,表2。 表1 德国耐腐蚀材料评定标准 级别增重失重强度下降尺寸变化 一级(耐腐蚀) 3 % 0.5 % 3 % 30 % 3 % 表2 前苏联有机材料耐腐蚀评定标准 评定等级重量(为原重量的 %) 强度(为原强度的 %) 极耐蚀10010295100 耐蚀1021108595 尚耐蚀1101158085 不耐蚀115或 9080以下 根据表1 ,表2标准和试验数据,企业标准定 为:树脂类浸酸后强度降低率小于5 % ,塑料浸酸后 强度降低率小于5 % ,橡胶类浸酸后增重小于5 % , 填料类的耐酸率不小于95 %。 2 常用耐氢氟酸材料的选择 耐氢氟酸的材料有以下几类。 2. 1 重晶石砂 78 第27卷 第2期 2006年2月 腐蚀与防护 CORROSION 2) 树脂:乙烯基酯树脂、 不饱和聚酯树脂; 3) 增强材料:涤纶纤维、 涤纶表面毡; 4) 塑料:聚乙烯、 聚丙烯、 聚四氟乙烯、 聚三氟 氯乙烯; 5) 橡胶:丁基橡胶、 氟橡胶。 这些耐氢氟酸材料在不锈钢酸洗介质(6 %氢氟 酸+ 20 %硝酸)中取