硝酸介质中不锈钢的使用

硝酸是重要的化工原料，它广泛应用于国民经济的许多部门。无论是生产硝酸还是使用硝酸，都会遇到硝酸的腐蚀问题。硝酸是强氧化剂，即使是稀硝酸也具有很强的氧化性。不锈钢由于在稀硝酸中极易钝化，因而具有良好的耐蚀性。可以说几乎所有的不锈钢在稀硝酸中均具有相当好的耐蚀能力。由于18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，0Cr18Ni11Ti（或1Cr18Ni9Ti）等既具有优异的耐稀硝酸性能，又有良好的力学，加工成型，焊接等综合性能，因而在<=65%的稀硝酸中，它们是用量最大，应用范围最广的不锈钢。同时不含Mo的双相不锈钢，如00Cr25Ni6Ti，00Cr25Ni6N等也取得很好的使用效果。本世纪70年代以来出现的硝酸级不锈钢，主要指含C<=0.015%，Si<=0.10%，B<=10ppm，P<=0.02%，Mo<=0.2%的00Cr19Ni11和C<=0.02%，Si<=0.20%，P<=0.020%，Mo<=0.2%的00Cr25Ni20钢。在<=65%的稀硝酸中，它们不仅耐敏化态晶间腐蚀的性能显著提高，而且耐一般腐蚀的性能也有显著改善。例如，在沸腾的65%硝酸中，硝酸级18-8钢固溶态腐蚀率仅0.06--0.14mm/a，敏化态也仅0.30mm/a。

随硝酸浓度的增加，特别是当浓度在共沸浓度68.4%以上时，一般18-8型钢已不能满足要求。当浓度<=85%时，通常可选用Cr25Ni20型不锈钢。当浓度再高，由于硝酸的过氧化作用和仅含Cr的不锈钢本身的过钝化，18-8钢和Cr25Ni20钢均会受到严重腐蚀。因此，高Si的Cr-Ni不锈钢，例如含Si~4%的0Cr13Si4NbRe，1Cr17Ni11Si4AlTi，00Cr14Ni14Si4(Ti)，00Cr20Ni24Si4Ti等常常用于温度<=80ºC下的浓硝酸和发烟硝酸中。温度再高，则需要选用含Si量达~6%的不锈钢，例如00Cr17Ni17Si6。

研究已表明，当硝酸中含有Cr+6时，18-8型不锈钢的腐蚀速度急剧提高，此时高Si（~4%和~6%）不锈钢是最佳选择。

在不同浓度，温度的硝酸中，各种不锈钢的选用见下表。

               

硝酸介质表--01各种不锈钢的选择表

含Mo不锈钢一般不用于耐硝酸腐蚀，但是，当硝酸中有Cl¯时，为了防止点蚀，则常常选用含Mo的不锈钢。具体牌号，即钢中Cr,Mo含量，则随硝酸浓度，Cl¯含量和介质温度而定。