Was sind die Auswirkungen von Schwefelsäure auf Stahl?
Schwefelsäure ist eine starke Säure, die auf viele verschiedene Arten reagieren kann, und die Reaktion von Schwefelsäure auf Stahl kann manchmal widersprüchlich sein. Bei bestimmten Konzentrationen bildet Schwefelsäure auf Stahl eine Schutzschicht und der Stahl ist fein. Andere Konzentrationen führen zu Korrosion und der Stahl verschlechtert sich langsam. Schwefelsäure bildet bei korrodierendem Stahl häufig Wasserstoffgas, das die Korrosion fördert. Niedrige Wasserstoffgehalte können dazu führen, dass der Stahl Rillen bildet oder sich verzieht.
Die beste Reaktion von Schwefelsäure auf Stahl besteht darin, dass die Säure eine Eisensulfatschicht bildet, die den Stahl vor der Säure schützt und keine Korrosion und wenig Metallverlust verursacht. Dies tritt nur auf, wenn die Schwefelsäurekonzentration zwischen 70% und 99,5% liegt. Bei einer Konzentration in diesem Bereich kann es in einem nicht schützenden und nicht ausgekleideten Stahlgehäuse aufbewahrt werden.
Wie bei den meisten Stoffen ist die häufigere Reaktion von Schwefelsäure auf Stahl Korrosion. Unabhängig davon, ob die Konzentration niedriger oder höher als der sichere Konzentrationsbereich ist, beginnt Schwefelsäure, den Stahl zu korrodieren. Die Korrosion ist in der Regel langsam, aber sehr hohe Konzentrationen können sich schnell im Stahl ansammeln. Um die Schwefelsäure in den sichereren Konzentrationen zu halten, sollte ein mit Eisensulfat ausgekleidetes Stahlgehäuse verwendet und die Auskleidung nach Bedarf nachgefüllt werden, sofern dies möglich ist.
Wenn Schwefelsäure auf Stahl reagiert, kommt es nicht nur zu Metallverlusten. Ein Nebenprodukt dieser Korrosion ist Wasserstoffgas, das die Eisensulfat-Schutzschicht entfernt. Dies geschieht, weil der Wasserstoff in der Schwefelsäure Platz für das Eisen in Stahl schafft, wodurch der Wasserstoff zu Gas wird. Dadurch beschleunigt sich die Korrosion des Stahls und wenn sie nicht behoben wird, ist weitere Korrosion unvermeidlich. Aus diesem Grund sollte das Stahlgehäuse überprüft und die Schutzschicht häufig aufgefüllt werden.
Eine geringe Menge an Wasserstoffgas kann das Metall nicht vollständig zersetzen, sondern kann stattdessen die Form des Stahls verändern. Wenn das Wasserstoffgas schwach ist, ergibt die Reaktion zwischen Schwefelsäure und Stahl zu dem Zeitpunkt, an dem es Eisensulfat entfernt, automatisch weiteres Eisensulfat. Dieses konstante Auf und Ab von Korrosion, Schutz und Wasserstoffgas bedeutet, dass der Stahl typischerweise in zufällige Richtungen rillt oder sich verzieht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stahl häufig unbrauchbar, insbesondere wenn er als Pumpe zum Bewegen der Schwefelsäure diente.