A kénsav erős korrozív hatása miatt a kénsavat előállító és kénsavat használó berendezések komoly korróziót okoztak. Az ilyen típusú korrózió megelőzése vagy enyhítése, valamint a gyártás zökkenőmentes lebonyolítása érdekében a különböző kénsav berendezések anyagait helyesen kell kiválasztani és ésszerűen használni a kénsav korróziós jellemzőinek és a különböző anyagok korrózióállóságának megfelelően.
1. A kénsav korróziós jellemzői:
A kénsavat főként kontakt módszerrel és ólomkamrás módszerrel állítják elő. A ként vagy a szulfid, például a réz-szulfid érc elégetve kén-dioxid keletkezik. Oxigén és katalizátor hatására a kén-dioxid kén-trioxiddá válik, és a kén-trioxid vízben oldva kénsavat kap. Ha a kénsav koncentrációja nagyobb, mint 100%, és szabad kén-trioxid gázt tartalmaz, óleumnak nevezzük. Például a 20% szabad kén-trioxid gázt tartalmazó savat 20% óleumnak vagy 104,5% kénsavnak nevezik.
A hígított kénsav nem oxidáló sav. A koncentráció növekedésével a kénsav oxidáló savvá válik, amely kén-dioxiddá redukálható. Ezért a tömény kénsav passziválhatja az acélt és a vasat, így a közönséges acél tömény kénsavban korrózióállóvá válik. A kénsav azonban felszívja a levegő nedvességét. Ha a kénsavat 68% alá hígítják, a szénacél és öntöttvas berendezések erősen korrodálódnak. A nem oxidáló híg kénsavban az acél és a vas nem passziválható úgy, hogy oxidfilmet képez a felületén. Az oxigén és más oxidálószerek jelenléte megváltoztatja a hígított kénsav korrozív tulajdonságait. De a tömény kénsavban, mivel maga a tömény kénsav oxidálószer, az oxigén és az oxidálószer nem változtatja meg a tömény kénsav fémekké történő korróziós jellemzőit, ahogy a rozsdamentes acélt sem befolyásolja oxigén, vagy nincs oxigén a salétromsavban.
Másodszor, a szénacél kénsavas korrózióállósága:
A szénacélt széles körben használják kénsav-berendezésként, amelynek koncentrációja szobahőmérsékleten meghaladja a 70%-ot, például tárolótartályokban, csővezetékekben, tartálykocsikban és hajó raktárakban. Általában 78%, 93%, 98% kénsavat és óleumot tartalmaznak. Az 1. ábra a kénsavkoncentráció és a hőmérséklet hatását mutatja be a szénacél korróziós sebességére koncentrált kénsavban. Az izokorróziós görbe azt mutatja, hogy amikor a kénsav koncentrációja 101% körül van, a görbe nyilvánvalóan homorú, ami azt jelzi, hogy a korrózió itt gyorsan növekszik, és a szénacél kiválasztásakor különös figyelmet kell fordítani. 85%-os kénsavkoncentráció körül a görbe is enyhén homorú, ami itt a korrózió enyhe növekedését jelzi. A görbe szaggatott része azt jelzi, hogy nincs elegendő adat, és a görbe helyzete némileg spekulatív. Az 1. ábra azt is mutatja, hogy a szénacél semmilyen hőmérsékleten nem használható 65%-nál kevesebb kénsavban. Ha a hőmérséklet 65 fok felett van, függetlenül attól, hogy milyen magas a kénsav koncentrációja, a szénacél általában nem használható.
A nagyobb áramlási sebesség növeli a szénacél kénsav általi korrózióját, mivel a szénacélból készült szivattyúk élettartama rövid, de úgy tűnik, hogy a másodpercenkénti néhány láb áramlási sebesség nem változtatja meg a korrozív tulajdonságait. A lebegő szilárd anyagok a szénacél kopását és korrózióját okozhatják.
A levegős töltés kevés hatással van a szénacél tömény kénsavban történő korróziójára, mivel a tömény kénsav maga oxidálódik. Megállapították azonban, hogy a "légbuborékok" pusztító hatást gyakorolnak a tömény kénsavon áthaladó csővezetékekre. Például egy szénacél csővezetéknél, amely 93%-os kénsavon halad át, egy bizonyos használat után azt találták, hogy a cső belső falának tetején hornyok jelentek meg, a hornyok mélyek és élesek, és szinte nem volt korrózió a cső többi belső felületén. Ezt nyilván a cső belső fala felett lebegő "légbuborékok" okozzák. A levegő a szivattyú tömítésén keresztül szívódik be, és az áramló kénsavval együtt belép a rendszerbe. Ennek a "légbuboréknak" a pusztító hatása leküzdhető a levegő kiszellőztetésével vagy a levegő bejutásának megakadályozásával a szivattyúkból, szelepekből stb.
A szénacélt tömény kénsavban használják. A hegesztés és egyéb okok miatti hevítés után egyes területeken "psoriasis" korrózió jelenik meg. Ezt a perlit szerkezetének melegítés utáni szferoidizálódása okozza. A szénacél körülbelül 850 fokon normalizálódik. Végül megakadályozhatja a "psoriasis" korrózió előfordulását.
3. Az gyengén ötvözött acél kénsavas korrózióállósági jellemzői:
A gyengén ötvözött acél kénsavas korrózióállósága általában hasonló a szénacéléhoz, de néhány, rezet vagy molibdént tartalmazó gyengén ötvözött acél korrózióállósága szobahőmérsékleten javult híg kénsavban. Például a 09CuWSn acél sokkal jobb korrózióállósággal rendelkezik, mint a normál szénacél híg kénsavban szobahőmérsékleten, és tömény kénsavban a korrózióállósága hasonló a közönséges szénacéléhoz.
Negyedszer, az öntöttvas kénsavas korrózióállósága:
A kénsavban lévő közönséges öntöttvas korrózióállósága hasonló a közönséges szénacéléhoz. A szürkeöntvény azonban megreped a tömény kénsavban. Ennek az az oka, hogy a sav a folytonos pelyhes grafitszerkezet mentén behatolhat az öntöttvas belsejébe, korróziót okozva az öntöttvas belsejében (nyilvános: szivattyú steward). A korróziós termékek mennyiségének növekedése miatt nagy helyi feszültség keletkezik. A korróziós termékek növekedésével a helyi belső feszültség tovább növekszik, ami végül az öntöttvas repedéséhez és károsodásához vezet. Ezért a közönséges szürkeöntvény általában nem alkalmas kénsavban való felhasználásra. Ha a folytonos pelyhes grafitszerkezetet hőkezeléssel nem folytonos gömbszerkezetre változtatjuk, a kénsav nem hatol be az öntöttvasba, így megakadályozza az öntöttvas kénsavban történő megrepedését. Ezért az úgynevezett temperöntvény, a gömbgrafitos öntöttvas vagy a gömbgrafitos öntöttvas jobb kénsavban teljesít.
Galvanikus korrózió léphet fel, ha öntöttvasat és szénacélt együtt használnak körülbelül 100%-os kénsavban. Az öntöttvas ridegsége és a biztonság stb. megfontolása miatt lehetőség szerint öntöttvas helyett szénacélt kell használni.
5. A magas szilíciumtartalmú öntöttvas kénsavas korrózióállósági jellemzői:
A magas szilíciumtartalmú vas jellemző összetétele 0,95% szén, 14,5% szilícium, a többi vas. Összetételi szempontból az acélhoz tartozónak tűnik, szerkezeti és teljesítményi szempontból pedig az öntöttvashoz, ezért általában magas szilíciumtartalmú öntöttvasnak nevezik. Nem tartalmaz értékes ötvözőelemeket, például krómot és nikkelt, és jó korrózióállósággal rendelkezik. Kénsavban 0-tól 100%-os koncentrációig jobb a korrózióállósága, mint az összes többi műszaki ötvözet, ezért széles körben használják kénsav közegben. A magas szilíciumtartalmú öntöttvas azonban kemény és törékeny, nehezen feldolgozható, és csak önthető. Használat közbeni hőmérséklet-változásokra nagyon érzékeny, erős hűtés és hő hatására megreped, megsérül. Mechanikai vibrációnak vagy ütésnek kitéve is könnyen repedhet, ezért a gyártásnál, beszerelésnél és használatnál különös gondot kell fordítani. Azonban, mivel kemény, nagyon kopásálló, különösen alkalmas szilárd-függesztett
Kénsavban használják anyagokkal vagy szilárd szennyeződésekkel.