W branży chemicznej, czy rurociągi ze stali węglowej może wytrzymać korozję kwasu i alkalii zależy od specyficznych typów kwasu i alkalicznego, stężeń, temperatur oraz miar obróbki powierzchni i ochrony rurociągów. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza:
Podstawowa odporność na korozję rurociągów ze stali węglowej
Ograniczenia stali węglowej
Sama stal węglowa ma ograniczoną tolerancję na chemikalia, takie jak kwasy i alkalis, szczególnie w warunkach wysokiego stężenia lub wysokiej temperatury, i jest podatna na korozję.
W kwaśnym środowisku stal węglowa ulegnie reakcjom chemicznym w celu wytworzenia rozpuszczalnych soli żelaza, powodując stopniowe korodowane materiał.
W środowisku alkalicznym stal węglowa może przejść kruchość alkaliczną (pękanie korozji naprężeń alkalicznych), szczególnie w roztworach alkalicznych o wysokiej temperaturze i wysokim stężeniu.
Czynniki wpływające na korozję
Rodzaje kwasów i alkalia: stopień korozji stali węglowej przez różne kwasy i alkalia różni się znacznie. Na przykład:
Kwas chlorowodorowy i kwas siarkowy są wysoce żrące dla stali węglowej.
Rozcieńczony kwas azotowy może tworzyć warstwę pasywacyjną, aby spowolnić korozję.
Wodorotlenek sodu (NaOH) może powodować kruchość alkaliczną w wysokich temperaturach.
Stężenie i temperatura: Im wyższe stężenie kwasu i zasadowości oraz tym wyższa temperatura, tym szybsza szybkość korozji.
Szybkość przepływu: roztwory kwasowe i alkaliczne płynące z dużą prędkością przyspieszą korozję, szczególnie na obszarach turbulentnych.
Metody poprawy odporności na korozję rurociągów ze stali węglowej
W celu zwiększenia tolerancji rurociągów ze stali węglowej w środowiskach kwasowych i alkalicznych można podjąć następujące środki:
Powłoka powierzchniowa
Wewnętrzna powłoka ścienna: Stosując powłokę przeciwkorozyjną (taką jak żywica epoksydowa, poliuretan lub żywica fenolowa) na wewnętrznej ścianie rurociągu ze stali węglowej, kontakt między kwasem a alkaliami a podłożem stali węglowej może być skutecznie izolowany.
Zewnętrzna powłoka ścienna: stosowana do zakopanych rurociągów w celu zapobiegania kwaśnym substancjom lub wilgociom w glebie z korozji rurociągu.
Technologia podszewki
Podszewka gumowa: Guma naturalna lub gumka syntetyczna jest wyłożona w rurociągu, która jest odpowiednia do przenoszenia roztworów kwasu i alkalicznego o niskim stężeniu.
Podszewka z tworzywa sztucznego: Materiały z tworzywa sztucznego, takie jak politetrafluoroetylen (PTFE), polipropylen (PP) lub fluorek winylidenowy (PVDF), są stosowane jako podszewki, które mogą wytrzymać silne kwasy, mocne alkalis i wysokie temperatury.
Podszewka z włókna szklanego: zapewnia wyższą odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczną poprzez podszewkę z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP).
Stop
W niektórych przypadkach można wybrać rurociągi ze stali o niskiej stopie z dodanymi pierwiastkami, takimi jak chrom, nikiel i molibden, aby poprawić ich odporność na korozję. Na przykład:
Stal węglowa zawierająca chrom ma lepszą tolerancję na utlenianie kwasów (takich jak kwas azotowy).
Stal węglowa zawierająca molibden ma silniejszą odporność na korozję wżery i szczeliny spowodowaną przez chlorki.
Ochrona katodowa
W przypadku zakopanych rurociągów można zastosować techniki ochrony katodowej (takie jak metoda anody ofiarnej lub metoda prądu wrażenia) w celu zmniejszenia korozji rurociągów ze stali węglowej przez kwaśną glebę.
Regularna konserwacja
Regularnie sprawdzaj stan powierzchni i powlekania rurociągu i napraw uszkodzone części w czasie.
Użyj inhibitorów korozji, aby zmniejszyć szybkość korozji kwasu i alkalii na stali węglowej.
Obowiązująca analiza scenariusza
Słabe kwas i słabe środowisko alkaliczne
Rurociągi ze stali węglowej można stosować do transportu kwasów rozcieńczających (takie jak rozcieńczony kwas siarkowy, rozcieńczony kwas solny) lub roztwory alkaliczne o niskim stężeniu (takie jak roztwór wodorotlenku sodu) po odpowiednim obróbce powierzchniowej.
Na przykład w niektórych procesach oczyszczania wody lub przetwarzania żywności rurociągi ze stali węglowej mogą zaspokoić potrzeby.
Silne kwasowe i silne środowisko alkaliczne
W silnym kwasie (takim jak stężony kwas siarkowy, stężony kwas azotowy) lub silne alkaliczne (takie jak roztwór wodorotlenku sodu o wysokiej temperaturze), należy zwykle stosować zwykłe rurociągi ze stali węglowej, a materiały o wyższym odporności na korozję (takie jak stal nierdzewna, pośpiesznica lub stłumia tytanowa).
Jeśli należy zastosować rurociągi ze stali węglowej, należy połączyć technologię podszewki lub powlekania w celu ochrony.
Środowisko wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia
Należy wybrać roztwory kwasowe i alkaliczne w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia są znacznie bardziej korozyjne dla rurociągów ze stali węglowej, więc specjalnie zaprojektowane rurociągi (takie jak dupleksowe rurociągi ze stali nierdzewnej lub wyłożone).
Poprzez projektowanie naukowe i ścisłe utrzymanie rurociągi ze stali węglowej mogą odgrywać ważną rolę w wielu zastosowaniach chemicznych, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo i ekonomię.
