在磷酸介质中不锈钢的选择

出处：按学科分类—工业技术 中国科学技术出版社《不锈钢实用手册》第1041页（1031字）

在不含杂质的纯磷酸中，常用不锈钢均具有可用的耐蚀性，可根据酸的浓度和温度进行合理选择，见图3－6和表3－6。

图3－6 不锈钢在磷酸中的等腐蚀图

表3－6 图3－6中各区域不锈钢的选择

在磷肥生产中，广泛使用价格便宜的湿法磷酸，这种磷酸含有F^－、Cl^－、、Fe³⁺、Al³⁺、Mg2³⁺等，除Fe³⁺外均有加速不锈钢腐蚀的作用，其中Cl^－、F^－尤为强烈。大量的研究表明，在湿法磷酸环境中，高Cr、Mo的奥氏体不锈钢较为适用。在实际生产中，湿法磷酸中的F－约为0．5%，氯离子的含量却在较大范围内变动。因此湿法磷酸中的耐蚀材料选择主要受介质温度和Cl^－含量的控制。在90℃，含100ppmCl^－的湿法磷酸中，含2%～4%Mo的0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3的腐蚀率为0．15mm／a，属可用范围，见图3－7。随温度的提高和介质中Cl^－含量的增加，此类不锈钢已不具备足够耐蚀性。一些材料在湿法磷酸中选择与介质Cl^－含量的关系见表3－7。

图3－7 不同Cr含量的钢在湿法磷酸的耐蚀性

(介质：90℃，。图中数字为Cr－Ni－Mo或Cr－Ni－Mo－Cu的wt%)。

表3－7 在100℃，70%H₃PO₄－4%H₂SO₄－0．5%F^－－0．45%Fe³⁺中所选用合金与介质中Cl^－含量的关系

高Cr并含Mo的材料(00Cr27Ni31Mo4Cu、00Cr26Ni35Mo3Cu)已在湿法磷酸浓缩蒸发热交换器中获得成功应用，可取代早期使用的易损坏的石墨热交换设备。近期的研究结果表明，高Cr铁素体不锈钢和高Cr双相不锈钢具有潜在的应用价值。

湿法磷酸的腐蚀性随矿源不同而有较大区别，选材的主要依据应该是现场挂片的试验结果，因此对一些实际腐蚀试验应予以足够的重视，以使所选用的材料更适用、更经济合理。