氢离子腐蚀：
析氢反应：2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑（导致金属氢脆）
典型腐蚀速率：316L不锈钢在20% HCl中＞10mm/年
氧化性酸差异：
硝酸（氧化性）：促进钝化膜形成（适用不锈钢）
盐酸（非氧化性）：加速全面腐蚀（需用哈氏合金）
碱脆现象：
氢氧根侵蚀晶界（NaOH浓度＞30%时显著）
温度效应：每升高10℃，腐蚀速率增加2-3倍
材料溶解：
铝在pH＞9时生成可溶性AlO₂⁻
二氧化硅滤材在pH＞10.5溶解
| 材料 | 耐酸性（pH范围） | 耐碱性（pH范围） | 成本系数（以316L为1） |
|---|---|---|---|
| 316L不锈钢 | 3-11 | 1-9 | 1.0 |
| 哈氏合金C276 | 0-14 | 0-14 | 12.5 |
| 钛Gr.2 | 0-8 | 1-13 | 8.0 |
| PTFE | 0-14 | 0-14 | 3.0（仅限衬里） |
| 陶瓷（Al₂O₃） | 1-14 | 1-14 | 5.0 |
强酸工况（如30%硫酸）：
首选：PTFE覆膜哈氏合金滤芯
备选：碳化硅烧结滤芯（孔隙率40%）
强碱工况（如50%NaOH）：
首选：镍201整体烧结滤芯
备选：高纯氧化铝陶瓷滤芯
酸环境密封：
材料：Kalrez® 6375全氟醚橡胶（耐pH 0-14）
结构：双道密封+泄漏检测孔
碱环境密封：
材料：EPDM+PTFE包覆弹簧（耐温≤150℃）
辅助：碱液中和冲洗接口
复合结构：
基层：碳钢（20mm厚）
衬里：PTFE（3mm）+玻璃钢加强（2mm）
阴极保护：
牺牲阳极（镁合金，消耗速率0.5kg/年）
外加电流（DC 3V，电流密度10mA/m²）
| 介质 | 建议温度上限 | 最大工作压力 | 流速控制 | 清洗方案 |
|---|---|---|---|---|
| 浓盐酸(37%) | 40℃ | 0.6MPa | ＜0.3m/s | 每周硝酸钝化 |
| 浓硫酸(98%) | 80℃ | 1.0MPa | ＜0.5m/s | 每月PTFE渗透检测 |
| 液碱(50%) | 100℃ | 0.8MPa | ＜0.4m/s | 热水冲洗+醋酸中和 |
电化学噪声法：
检测点：滤芯进出口各1组三电极
预警值：噪声电阻＜10kΩ·cm²
超声波测厚：
网格密度：50×50mm
报警阈值：壁厚减薄＞10%
腐蚀挂片：
材料与设备同质
季度更换检测失重
微观分析：
SEM观察晶间腐蚀
EDS检测元素迁移
失效现象：
316L壳体6个月穿孔
PTFE衬里起泡剥离
改进方案：
换用哈氏合金C276壳体
采用石墨填充PTFE衬里
效果：
使用寿命从6个月延长至5年
维护成本降低70%
原问题：
镍200滤芯3个月脆裂
密封圈溶胀泄漏
解决方案：
改用氧化锆陶瓷滤芯
密封升级为全氟醚橡胶
结果：
连续运行18个月无故障
产品铁离子含量＜1ppm
| 方案 | 初始投资（万元） | 5年维护成本 | 总成本现值 |
|---|---|---|---|
| 316L+衬里 | 80 | 120 | 200 |
| 哈氏合金整体 | 250 | 30 | 280 |
| 陶瓷+钛复合 | 180 | 50 | 230 |
短期生产（＜3年）：选择衬里方案
长期运行：优先哈氏合金或陶瓷
极端工况：必须采用特种合金
纳米晶合金：
耐蚀性提升5-10倍
成本降低路径：粉末冶金工艺
自修复涂层：
微胶囊化缓蚀剂
pH触发释放机制
复合材料：
碳纤维增强PTFE
石墨烯改性陶瓷
对于均匀腐蚀：
CR：腐蚀速率（mm/年）
K：常数（8.76×10⁴）
W：失重量（g）
A：暴露面积（cm²）
T：时间（h）
D：材料密度（g/cm³）
