史上分析最透彻的腐蚀破坏事故(7-8)

史上分析最透彻的腐蚀破坏事故（7-8）事例7

某厂生产氯化锌的方法是，将镀锌厂回收的锌和其它来源的锌用盐酸溶解，然后用化学药剂处理，再在浓缩槽中加热蒸发。浓缩槽中使用的镍加热管发生孔蚀，寿命很短。于是用锆制加热管在浓缩槽中进行了一个月试验，没有发现腐蚀问题，但锆制加热管仅使用了6个月就发生腐蚀破坏。

经过调查找出了原因：有的镀锌厂镀锌工艺配方中使用了氟化物，因此回收的锌中含氟化物。

评述

锆是一种难熔金属，虽然锆的标准点位很负，化学性质活泼，但由于表面易生成致密的保护性氧化膜，所以具有优良的耐蚀性。锆对碱和许多酸（包括氢碘酸和氢溴酸）耐蚀性很好，但锆不耐王水和氢氟酸的腐蚀，因为它们能使锆生成；络离子而溶解。尽管锆对浓度低于35%、温度低于100℃的盐酸是耐蚀的，在本事例中耐蚀性应无问题，但由于回收锌中夹带氟化物，因而很快发生腐蚀破坏。

以上三个事例的共同点是：实际生产环境中含有某种杂质，对设备材料造成了严重的腐蚀问题。而作为选材依据的腐蚀数据资料、使用经验、实验结果并没有包含这种环境细节。相同的生产过程，相同的设备材质，往往腐蚀情况出现较大差异，一个重要原因就是杂质。这方面的事例还有很多，如：

1、有的硫酸生产厂为用户提供废酸处理设备，因为用户难以使用不影响环境的方法处理废酸。处理工艺是：将被有机物污染的废酸焚烧，热气体通过废热锅炉回收热量。有一个这样的厂一次发现废热锅炉钢管寿命突然很短。检查结果表明，腐蚀是由于含磷酸盐和铅量很高的熔渣造成的，原来一个用户的废酸中含有这些组分。

2、某厂一台蒙乃尔合金制的石油化工装置萃取设备用于处理50%~65%硫酸和乙醇（温度29~38℃），热交换器管子预期寿命5年，但在5周就出乎预料发生破坏，更换的管子不到3周又发生破坏；腐蚀部位主要是焊缝。溶液中所含的铜离子很高，难以用合金的简单溶解来解释。

1、调查表明，生产用料含有百万分之几的铜离子，正是这个污染物引发了蒙乃尔合金的腐蚀过程。因为二价铜离子也是一种氧化剂，含铜离子超过0.5*10-6的硫酸能使蒙乃尔合金发生具有自催化特性的

腐蚀破坏。

2、某厂汽油空气冷却器的冷却管为1Cr18Ni8Ti不锈钢无缝管，管径25mm，长6m。油蒸汽进口温度<145℃，工作压力<15MPa，均低于设计参数。投产仅40天就发现1根管子泄露，继续使用一个半月，又有10多根管子泄露。经分析，破坏是由于不锈钢管发生应力腐蚀破裂，裂纹从蚀坑开始。原来该厂油水中含硫量高，还含有少量氯化物。在这种介质中1Cr18Ni8Ti不锈钢易产生孔蚀，进而引发应力腐蚀破裂，所以是不适宜的。

总之，环境中杂质对材料腐蚀的影响十分普遍而重要，这是选材中需要十分重视的。有些杂质可能对生产过程并无不良影响，但却可以造成设备材料迅速的腐蚀破坏，就像以上例子中那样。在确认设备将服役的环境条件时不仅要看生产工艺的说明，了解主要的介质种类及其浓度，还应搞清设备的具体使用情况，了解原料分析资料，特别应注意环境中可能有的杂质及其对设备腐蚀的影响。

事例8

一个老资格的研究人员需要纯净的乙烯乙二醇。他设计了一个塔来蒸馏原料。塔中使用一个旋转的铝制链条作为填料，这样可以使分离效率高而压降小。随着蒸馏进行乙烯乙二醇脱水，铝链条开始消失。

评述

这个事例与前面的事例正好相反。环境中的杂质不仅不会加速金属的腐蚀，而且能对金属起缓蚀剂作用。

本事例中，乙烯乙二醇中含有微量水对铝的耐蚀性是必要的。这是因为铝的耐蚀性是来自表面上生成的保护性氧化物膜。没有水，这种保护膜不能形成。在其他一些有机化合物中也有类似特征。图1-5表示铝在沸腾的醋酸中的腐蚀率随醋酸浓度的变化。当醋酸含水0.5%左右，铝的腐蚀率很小；而当醋酸浓度接近100%，铝的腐蚀率急剧增大。铝在醇类溶剂中的腐蚀率变化与图1-5类似。在这里，微量水对铝表现为缓蚀剂。

如果选材工作是按照含有这种缓蚀剂杂质的环境条件进行，而实际使用环境中没有这种这种杂质，所选材料制造的设备也不可能达到预期的耐蚀性要求。

当生产原料改变，也可能带来类似的问题。比如某厂湿法磷酸生产中原来所用原料（磷灰土）含硅土，设备腐蚀比预期的小。这是因为原料中的氟化物与硫酸反应生成的强腐蚀性氢氟酸，在硅土作用下转变为腐蚀性小得多的氟硅酸。以后原料改变，不再含硅土，设备的腐蚀就大大增加了。