विभिन्न सल्फ्यूरिक एसिड संक्षारण प्रतिरोध विशेषताओं और सामग्री चयन

सल्फ्यूरिक एसिड की मजबूत संक्षारण क्षमता के कारण, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन और सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करने वाले उपकरणों में गंभीर क्षरण हुआ है। इस प्रकार के क्षरण को रोकने या कम करने और उत्पादन की सुचारू प्रगति सुनिश्चित करने के लिए, विभिन्न सल्फ्यूरिक एसिड उपकरणों की सामग्रियों को सही ढंग से चुना जाना चाहिए और सल्फ्यूरिक एसिड की संक्षारण विशेषताओं और विभिन्न सामग्रियों के संक्षारण प्रतिरोध के अनुसार उचित रूप से उपयोग किया जाना चाहिए।

1. सल्फ्यूरिक एसिड की संक्षारण विशेषताएँ:

सल्फ्यूरिक एसिड मुख्य रूप से संपर्क विधि और सीसा कक्ष विधि द्वारा उत्पादित किया जाता है। सल्फर या सल्फाइड, जैसे कॉपर सल्फाइड अयस्क, को सल्फर डाइऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए जलाया जाता है। ऑक्सीजन और उत्प्रेरक की क्रिया के तहत, सल्फर डाइऑक्साइड सल्फर ट्राइऑक्साइड बन जाता है, और सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए सल्फर ट्राइऑक्साइड पानी में घुल जाता है। जब सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता 100% से अधिक होती है और इसमें मुक्त सल्फर ट्राइऑक्साइड गैस होती है, तो इसे ओलियम कहा जाता है। उदाहरण के लिए 20% मुक्त सल्फर ट्राइऑक्साइड गैस युक्त एसिड को 20% ओलियम या 104.5% सल्फ्यूरिक एसिड कहा जाता है।

तनु सल्फ्यूरिक अम्ल एक गैर-ऑक्सीकरणकारी अम्ल है। जैसे-जैसे सांद्रता बढ़ती है, सल्फ्यूरिक एसिड एक ऑक्सीकरण एसिड बन जाएगा, जिसे सल्फर डाइऑक्साइड में कम किया जा सकता है। इसलिए, सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड स्टील और लोहे को निष्क्रिय कर सकता है, जिससे साधारण स्टील सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण प्रतिरोधी बन जाता है। हालाँकि, सल्फ्यूरिक एसिड हवा में नमी को अवशोषित कर लेगा। एक बार जब सल्फ्यूरिक एसिड 68% से कम सांद्रता तक पतला हो जाता है, तो कार्बन स्टील और कच्चा लोहा उपकरण गंभीर रूप से संक्षारित हो जाएंगे। गैर-ऑक्सीकरणकारी तनु सल्फ्यूरिक एसिड में, सतह पर ऑक्साइड फिल्म बनाकर स्टील और लोहे को निष्क्रिय नहीं किया जा सकता है। ऑक्सीजन और अन्य ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति तनु सल्फ्यूरिक एसिड के संक्षारक गुणों को बदल देती है। लेकिन सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में, चूंकि सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड स्वयं एक ऑक्सीडेंट है, ऑक्सीजन और ऑक्सीडेंट सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड की संक्षारण विशेषताओं को धातुओं में नहीं बदलेगा, जैसे स्टेनलेस स्टील ऑक्सीजन से प्रभावित नहीं होता है या नाइट्रिक एसिड में कोई ऑक्सीजन नहीं होता है।

दूसरा, कार्बन स्टील का सल्फ्यूरिक एसिड संक्षारण प्रतिरोध:

कार्बन स्टील का व्यापक रूप से कमरे के तापमान पर 70% से अधिक सांद्रता वाले सल्फ्यूरिक एसिड उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे भंडारण टैंक, पाइपलाइन, टैंक कार और जहाज गोदाम। आमतौर पर 78%, 93%, 98% सल्फ्यूरिक एसिड और ओलियम होते हैं। चित्र 1 सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में कार्बन स्टील की संक्षारण दर पर सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता और तापमान के प्रभाव को दर्शाता है। आइसोकोर्सियन वक्र से पता चलता है कि जब सल्फ्यूरिक एसिड एकाग्रता लगभग 101% होती है, तो वक्र स्पष्ट रूप से अवतल होता है, जो दर्शाता है कि यहां संक्षारण तेजी से बढ़ता है, और कार्बन स्टील का चयन करते समय विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। लगभग 85% सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता, वक्र भी थोड़ा अवतल है, जो यहां संक्षारण में मामूली वृद्धि का संकेत देता है। वक्र का धराशायी भाग अपर्याप्त डेटा को इंगित करता है और वक्र की स्थिति कुछ हद तक काल्पनिक है। चित्र 1 यह भी दर्शाता है कि कार्बन स्टील का उपयोग किसी भी तापमान पर 65% से कम सल्फ्यूरिक एसिड में नहीं किया जा सकता है। जब तापमान 65 डिग्री से ऊपर हो, तो सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता कितनी भी अधिक क्यों न हो, कार्बन स्टील का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जा सकता है।

उच्च प्रवाह वेग सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा कार्बन स्टील के क्षरण को बढ़ाते हैं, क्योंकि कार्बन स्टील से बने पंपों का सेवा जीवन कम होता है, लेकिन कुछ फीट प्रति सेकंड के प्रवाह वेग से इसके संक्षारक गुणों में कोई बदलाव नहीं होता है। निलंबित ठोस पदार्थ कार्बन स्टील के घिसाव और क्षरण का कारण बन सकते हैं।

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में हवा भरने से कार्बन स्टील के क्षरण पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, क्योंकि सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड स्वयं ऑक्सीकरण कर रहा है। हालाँकि, यह पाया गया कि "हवा के बुलबुले" का उन पाइपलाइनों पर विनाशकारी प्रभाव पड़ता है जो केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड से गुजरती हैं। उदाहरण के लिए, 93% सल्फ्यूरिक एसिड से गुजरने वाली एक कार्बन स्टील पाइपलाइन, उपयोग की अवधि के बाद, यह पाया गया कि पाइप की भीतरी दीवार के शीर्ष पर खांचे दिखाई देते हैं, खांचे गहरे और तेज थे, और लगभग कोई संक्षारण नहीं था पाइप की अन्य आंतरिक सतहों पर। यह स्पष्ट रूप से ट्यूब की भीतरी दीवार के ऊपर तैरते "हवा के बुलबुले" के कारण होता है। हवा को पंप के गैस्केट के माध्यम से चूसा जाता है और बहते हुए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सिस्टम में प्रवेश करता है। इस "हवा के बुलबुले" के विनाशकारी प्रभाव को हवा को बाहर निकालकर या पंप, वाल्व आदि से हवा को पाइपलाइन में प्रवेश करने से रोककर दूर किया जा सकता है।

कार्बन स्टील का उपयोग सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में किया जाता है। वेल्डिंग और अन्य कारणों से गर्म होने के बाद, कुछ क्षेत्रों में "सोरायसिस" जंग दिखाई देगी। यह गर्म करने के बाद पर्लाइट संरचना के गोलाकारीकरण के कारण होता है। कार्बन स्टील को लगभग 850 डिग्री पर सामान्यीकृत किया जाता है, अंत में, यह "सोरायसिस" जंग की घटना को रोक सकता है।

3. कम मिश्र धातु इस्पात की सल्फ्यूरिक एसिड संक्षारण प्रतिरोध विशेषताएं:

सल्फ्यूरिक एसिड में कम मिश्र धातु इस्पात का संक्षारण प्रतिरोध आम तौर पर कार्बन स्टील के समान होता है, लेकिन कमरे के तापमान पर तनु सल्फ्यूरिक एसिड में तांबा या मोलिब्डेनम युक्त कुछ कम मिश्र धातु इस्पात के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, 09CuWSn स्टील में कमरे के तापमान पर पतला सल्फ्यूरिक एसिड में साधारण कार्बन स्टील की तुलना में बहुत बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है, और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में इसका संक्षारण प्रतिरोध साधारण कार्बन स्टील के समान होता है।

चौथा, कच्चा लोहा का सल्फ्यूरिक एसिड संक्षारण प्रतिरोध:

सल्फ्यूरिक एसिड में साधारण कच्चा लोहा का संक्षारण प्रतिरोध साधारण कार्बन स्टील के समान होता है। हालाँकि, ग्रे कास्ट आयरन सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में टूट जाएगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि एसिड निरंतर परतदार ग्रेफाइट संरचना के साथ कच्चा लोहा के अंदरूनी हिस्से में प्रवेश कर सकता है, जिससे कच्चा लोहा के अंदर जंग लग सकता है (सार्वजनिक खाता: पंप स्टीवर्ड)। संक्षारण उत्पादों की मात्रा में वृद्धि के कारण उच्च स्थानीय तनाव उत्पन्न होता है। संक्षारण उत्पादों की वृद्धि के साथ, स्थानीय आंतरिक तनाव बढ़ता जा रहा है, जो अंततः कच्चे लोहे में दरार और क्षति का कारण बनता है। इसलिए, साधारण ग्रे कास्ट आयरन आमतौर पर सल्फ्यूरिक एसिड में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं होता है। यदि निरंतर परत वाली ग्रेफाइट संरचना को गर्मी उपचार के माध्यम से असंतुलित गोलाकार संरचना में बदल दिया जाता है, तो सल्फ्यूरिक एसिड कच्चा लोहा में प्रवेश नहीं करेगा, इस प्रकार कच्चा लोहा सल्फ्यूरिक एसिड में टूटने से बच जाएगा। इसलिए, तथाकथित निंदनीय कच्चा लोहा, गांठदार कच्चा लोहा या तन्य कच्चा लोहा का सल्फ्यूरिक एसिड में बेहतर प्रदर्शन होता है।

गैल्वेनिक संक्षारण तब हो सकता है जब कच्चा लोहा और कार्बन स्टील को लगभग 100% सल्फ्यूरिक एसिड में एक साथ उपयोग किया जाता है। कच्चे लोहे की भंगुरता और सुरक्षा आदि के विचार के कारण जब भी संभव हो कच्चे लोहे के स्थान पर कार्बन स्टील का उपयोग करना चाहिए।

5. उच्च सिलिकॉन कच्चा लोहा की सल्फ्यूरिक एसिड संक्षारण प्रतिरोध विशेषताएं:

उच्च-सिलिकॉन लोहे की विशिष्ट संरचना 0 है। 95% कार्बन, 14.5% सिलिकॉन, और बाकी लोहा है। संरचना के दृष्टिकोण से, यह स्टील से संबंधित लगता है, और संरचना और प्रदर्शन के दृष्टिकोण से, यह कच्चा लोहा के समान है, इसलिए इसे आमतौर पर उच्च-सिलिकॉन कच्चा लोहा कहा जाता है। इसमें क्रोमियम और निकल जैसे कीमती मिश्र धातु तत्व नहीं होते हैं, और इसमें अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है। सल्फ्यूरिक एसिड में, 0 से 100% सांद्रता तक, इसमें अन्य सभी इंजीनियरिंग मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है, इसलिए सल्फ्यूरिक एसिड माध्यम में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, उच्च-सिलिकॉन कच्चा लोहा कठोर और भंगुर होता है, इसे संसाधित करना कठिन होता है, और इसे केवल ढाला जा सकता है। यह उपयोग के दौरान तापमान परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील है, और अत्यधिक ठंडक और गर्मी से यह टूट जाएगा और क्षतिग्रस्त हो जाएगा। यांत्रिक कंपन या प्रभाव के अधीन होने पर इसे तोड़ना भी आसान होता है, इसलिए निर्माण, स्थापना और उपयोग में विशेष सावधानी बरतनी चाहिए। हालाँकि, क्योंकि यह कठोर है, यह बहुत पहनने के लिए प्रतिरोधी है, विशेष रूप से ठोस-निलंबित के लिए उपयुक्त है

इसका उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड में पदार्थों या ठोस अशुद्धियों के साथ किया जाता है।