渗铝钢及其在硫酸装置中的应用

    2．4耐腐蚀性能
    在工业化生产中，金属的腐蚀现象是十分普遍的，因腐蚀而造成的损失非常惊人。渗铝钢的抗腐蚀性能实际上就是利用铝的电化学特性，把金属同能引起腐蚀的介质隔离开，从而达到防腐蚀的目的。
    2．4．1耐高温硫化物的腐蚀
    渗铝钢对高温硫化物有很好的抗腐蚀性，试验表明，在480℃温度、硫化氢含量为6%时，低碳钢渗铝后的耐腐蚀性能比不渗铝的提高了29倍，含钼钢则提高了53倍。在温度为650℃、硫化氢含量为100%的工作环境中，低碳钢渗铝后的耐腐蚀性能比不渗铝的提高了290倍，合金钢、0Cr18 Ni9则提高了360倍。
    2．4．2耐大气腐蚀
    耐大气腐蚀的原理与耐高温硫化物腐蚀的原理是一样的，渗层的铝--铁合金能隔开潮湿空气在钢材表面形成的水膜，使钢材的电化学腐蚀无法产生。
    根据国外的报道，美国的阿姆特公司曾在俄洲进行过19年的暴露试验，结果表明：镀锌的试样7年后镀层损坏，12年后30%发生铁锈，但渗铝的试样19年后仍未发生变化。
    2．5工艺性能
    2．5．1切削性能
    渗铝层膜、脆，切削较困难，因此在使用渗铝钢的场合应先把工件加工好后再渗铝，避免渗铝工件的加工成型，否则不但加工困难，而且也破坏了渗层表面的致密层，使其防腐抗氧化性能下降。
    2．5．2可塑性
    钢材经渗铝后可塑性极差，φ25x2.5的渗铝钢管冷弯试验时，当R=20弯至60度时受拉面发现裂纹；当R=30弯至90度时受拉面发现穿过渗铝层裂纹；大于180度时裂纹延伸至基体内。不出现裂纹的弯曲半径最少要在5倍管径以上。
    2．5．3可焊性
    渗铝钢焊接时若在氧化铝表层用普通不锈钢条直接打弧，焊接接头中会出现一些蜂窝状气孔或夹渣，这是因为在焊接过程中，铝极易氧化成氧化铝，氧化铝组织致密，熔点高，它覆盖在金属基体表面阻碍金属熔和，且氧化铝比重大，在焊缝中易形成夹渣，一般应在焊接前将焊接部件表面的氧化铝层去除，只保留铝--铁合金层再进行焊接或采用专用的渗铝钢焊条A312SL（奥312渗铝）。
    A312SL是钛钙型药皮的不锈钢型焊条，经过多个工程的使用证明，其焊缝金属与母材过渡平稳，能有效地保护渗铝层，全位置焊接。焊接时交直流两用（AC）65V），焊缝金属具有与渗铝钢相匹配的耐腐蚀性和抗高温氧化性。

具体数值见表5、表6、表7

表5 焊缝金属主要成份（%）

表6 焊缝金属机械性能

表7 焊接参考电流

    在使用该焊条焊接前，焊条需经300℃左右烘焙1小时，随烘随用，尽可能采用直流电源，因用交流焊接时，熔深较浅。但电流不宜过大，以免焊条发红。
    3 渗铝钢在硫酸装置中的应用
    硫酸生产装置的特点是高温、腐蚀性强，因此在不同的工段应根据介质的特点选取不同的材料以求得到最好的应用效果。多年的实践表明，渗铝钢在硫酸行业的应用取得良好的效果并有着广阔的应用前景。
    3．1换热器
    以前，换热器的换热管一般都使用低碳钢，当换热器的温度较高时易产生高温氧化，温度低时又会出现露点腐蚀。因此，虽然设计时经常在换热器的气体进口处设置了保护近，但换热管的使用寿命仍不长，特别是在系统不稳定的情况下，换热管的损坏更快。后来，随着渗铝钢应用的日益普及，我们在设计新换热器时逐步把换热管材料改换成低碳钢渗铝，实践证明，采取这种措施能延长使用寿命一倍以上。 在硫酸装置中，换热器的换热管与管板连接大都采用涨接或先涨后焊，效果不错。但当换热管改为渗铝管后，由于渗铝层硬、脆且可塑性差，因此涨接较困难，有时涨接时不得不磨去钢管两端的渗铝层，工作量很大。且涨接时容易破坏渗层外致密的保护层，考虑到硫酸中的换热器都是常压设备（若是压力容器则另当考虑），根据笔者的经验，换热管与管板的连接采用渗铝钢焊条焊接较好。这种结构的换热器已有十年的使用业绩。
    3．2不锈钢转化器
    不锈钢转化器具有可靠性较高、使用寿命较长、不掉氧化皮及维修费用较低等优点，在国外应用较普遍。但国内只有部分大型装置才采用不锈钢转化器，影响不锈钢转化器的国内的进一步推广使用的主要因素是国内不锈钢价格的居高不下。据了解，国外不锈钢与碳钢的价格比为1：3，而国内则高达5以上。
针对我国的国情，利用低碳钢渗铝后良好的抗高瀑氧化性能，我们开发了不锈钢--渗铝钢转化器，把转化器内原由不锈钢制作的部分内件等改由渗铝钢制作，经测算，不锈钢--渗铝钢转化器既保持了不锈钢转化器的优点，又可使整台设备的造价降低10-20%。

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