SUS３１６/SUS3０4の耐食と、塩素の濡れの…

質問

SUS３１６/SUS3０4の耐食と、塩素の濡れの割合の関係

高圧ガス保安協会の塩素のビデオで、
?乾いた塩素を、チタン管に通すと激しく反応するが、ステンレスは平気。
?濡れた塩素は、ステンレスは反応するがチタンは保つ。
というのを見ました。

現在、塩素を使う実験プラントを設計しています。
安価な粗製の塩素を400～600℃位で使うのですが、高純度ガスと比較し、明らかに水分が多く不安です。

例えば、SUS316やSUS304なら、500℃で何％の水分の塩素にどの位耐えられるのでしょうか？

回答No.3

noname#230359

耐食性が極めて高いＴｉが乾燥塩素ガスには弱いことは初めて聞きました。驚きです。一方、「ステンレスが平気」というのも同じく驚きですが、出典が明確なので、実験室的にはきっとその通りなのでしょう。
ステンレス鋼は「湿塩素ガス」に弱いということは、言い直すと、「塩素イオン」に対しては弱いことを示しており、これはよく知られたことです。
つまり「塩素ガス（Ｃｌ２）」と「塩素イオン（Ｃｌマイナス）」を区別して考えることが必要ということになります。つまり液体の水が存在して初めて「塩素イオン」ができるわけですから、使用条件下で水が気体なのか液体なのかを確認する必要があります。
水の存在形態と圧力と温度の関係は下記ＵＲＬにありました。ご質問の５００℃では、湿度が何％であろうが、水は必ず気体ですから「塩素イオン」は生成しないことになります。
ですから、「安心してステンレス鋼をお使い下さい」と言いたいところですが、ご使用になる条件は常に５００℃なのでしょうか。もし、時たまでも温度が下がり１００℃以下になることがあれば、途端に結露（水が液体になる）して「塩素イオン」ができますので、腐食が始まります。特に温度が下がる過程では高温高濃度塩酸になるわけですから、316でもひとたまりもないでしょう。可能ならば超合金を使用されることをお薦めします。

参考URL：

http://www.chem.utsunomiya-u.ac.jp/Jpn_Dept_HP/maku/explanation_scw.htm

回答No.2

noname#230359

『ステンレス』、『チタン』、『耐薬品性』で検索しますと、
簡単な評価表や書籍の案内が出てきます。
『ステンレス』＆『耐薬品性』、『チタン』＆『耐薬品性』
に『塩素』加える/加えないにて。『書籍』等も

簡単なサイト検索内容は、以下に示します。
http://www.uex-ltd.co.jp/titan_1.html
http://homepage1.nifty.com/shincoo/m191zairyou-suten-1.html

http://www.e-nedzi.com/product/needs_01.html

あまり役に立てず、御免なさい。

お礼

ありがとうございます。

自分は、化学機械材料として、

「化学工学便覧」
「化学便覧-基礎編]5章　化学実験用材

等を参考にしていますが、情報が不足しています。

チタンのメーカーなどは、反応器を、そのたびに溶接していると聞きます。
（シール材がないから？）

チタンのほうからも調べて見ます。

回答No.1

noname#230359

『ステンレス』と『塩素』、『腐食』でサイト検索しますと、

※ ステンレスの局部腐食は一部の例外を除いては、環境中の塩素イオンの存在が
　 極めて有害であることがわかります。
　 これは塩素イオンにはステンレスの不動態皮膜を破壊する強い作用があるためで、
　 ステンレスを使用する場合には常に塩素イオンの存在 ...

※ ステンレスは塩素イオンなどの影響で応力腐食割れが発生する場合がある。
　 対策として、応力除去焼鈍や表面処理などがある

※ ステンレスの腐食形態にはどんなものがありますか ... クロム系ステンレスには
　 殆ど起こらず、オーストナイト系に特有な腐食で、引張応力と腐食環境との相互
　 作用によって発生するが、その何れかが欠けても発生しない。
　 又、塩素イオンの他に硫化アルカリ ...

を含むサイトがあります。個別に、詳細確認して、判断材料にして下さい。

お礼

ありがとうございます。

サイト内で調べてみたのですが、温度が高温でなくで、かつ、水分の記述があれば、もう少しイメージがわくのですが、塩素の表記に水分がないのです。

なにか、調べる文献等ご存知ありませんか？