[00993456]湿法磷酸泵用材的筛选与评价

简要技术说明及主要技术性能指标：任务来源于“七五”国家重点科技项目(攻关)计划，并在“八五”国家重点科技项目(攻关)计划专题合同“磷复肥用耐腐蚀-磨蚀材料的综合评价”中得到部分经费支持。应用领域属于为磷复肥生产用设备的选材建立新的选材方法并对现有泵材评价其耐冲刷腐蚀(即腐蚀-磨蚀)性能好坏、划分档次，从而为中国新建和现有磷肥厂在设计选材和订购设备时提供科学依据，为设备国产化提供前提条件。现已园满完成合同规定的任务，取得如下4项成果：1.用再钝化动力学参数法和使用模拟试验装置进行的旋转失重法在用上蒜磷矿粉萃取的湿法磷酸料浆中对9种共18个炉号的泵材进行了多次评价试验，两种方法评价结果基本一致，对所试验的泵材划分档次如下：耐湿法磷酸冲刷腐蚀性能最好的材料是Cr30Mo2钢、A955(即CCA-2)合金和Km合金；较好的材料有Sanicro28合金、UB6合金、J-1合金、CD-4MCu双相钢，A725(即CCA-1)合金和F5合金；较差的材料是：昆明市水泵厂冶炼和热处理过的F5合金及大连工业泵厂的CD-4MCu试样。完成了泵材评价和划分档次的任务。这就为中国磷肥厂设备选材提供了科学依据。2.为研究快速的电化学方法以完成上述评价泵材任务，该专题组首创了用再钝化动力学参数i<,o>，β和Qp评价材料耐冲刷腐蚀性能的新方法。用此新方法对材料耐冲刷腐蚀性能排序结果同用传统的旋转失重数据排序结果基本一致，说明此新评价方法的可靠性。用此新方法可以快速地、大量地筛选泵材，评价结果可靠。此方法属国际首创，国际先进水平，国内外均未见将再钝化动力学参数用于评价材料耐冲刷腐蚀性能的其它报导。3.该专题组自行设计、创建了模拟湿法磷酸生产的冲刷腐蚀循环试验装置，用磷矿粉自行萃取磷酸料浆。可进行旋转失重法冲刷腐蚀长时间试验，试验时间可长达100h以上，试样旋转线速度可达25m/s，相当于磷酸料浆泵叶轮外缘的线速度，使试验条件更接近实际生产条件，使试验结果更可靠。也可进行喷射料浆的冲刷腐蚀失重试验，还可在喷射料浆条件下进行各种电化学测试，包括用线性极化法测瞬时腐蚀速度、测试极化曲线、进行阴极保护以及同交流阻抗装置联机测试电化学阻抗谱的变化等，研究探讨冲刷腐蚀机理。如此较为完善的冲刷腐蚀模拟试验装置尚属国内首创，国际先进水平。1981年9月召开的第8届国际腐蚀会议上发表的以色列作者M.Schorr等的文章所介绍的类似装置很小φ12×18cm)，功能单一，仅能测电位和用线性极化法测瞬时腐蚀速度，不能进行旋转失重测试，不能测交流阻抗等。国内类似装置或与以色列的小装置相似，或同课题组改造前的装置相同，功能比较简单，均无法与课题组现在的装置相比。4.在以14.5m/s速度喷射料浆的强冲刷条件下进行机理研究结果：电化学因素是湿法磷酸冲刷腐蚀的控制因素，材料的硬度与耐冲刷腐蚀性能之间没有对应关系；电化学阻抗谱研究表明：介质的冲刷作用没有改变腐蚀溶解机制。机理研究的这些结果为磷肥厂指出了设备选材方向：应选用耐蚀性好(再钝化能力强)的合金，而不应单纯追求材料的硬度。这一结论与国内强调材料硬度的传统观点不同。推广应用前景与措施：不仅对所评价的9种材料具体地划分了档次，而且创立的再钝化动力学参数评价法和模拟湿法磷酸生产的冲刷腐蚀试验装置可以推广为新建磷肥厂选材用，机理研究成果为选材指明了正确方向，这些都会产生巨大的经济效益。两种方法不仅可以用于评价泵材，也可用于其它设备材料的耐冲刷腐蚀性能评价。再钝化动力学参数法，根据其运作原理，不仅适用于评价耐冲刷腐蚀性能，也适用于评价耐全面腐蚀性能，例如耐硫酸性能。故具有更广阔的推广前景，可产生更大的经济、社会、环境效益。