در زمینه تولید مواد شیمیایی اصطلاحی وجود دارد که مهندسان ارشد را در شب بیدار نگه می دارد: خوردگی. اسیدهای قوی، قلیاهای قوی، دماهای بالا، فشارهای بالا، و ذرات ساینده جاری-این "هیولاهای شیمیایی" بی وقفه دیواره های داخلی راکتورها، اتصالات خط لوله و سطوح آب بندی دریچه ها را فرسایش می دهند. یک نشت ناگهانی مربوط به خوردگی-میتواند منجر به خسارات جزئی مانند توقف تولید و هزینههای تعمیر به میلیونها میلیون یا پیامدهای شدید مانند آتشسوزی، انفجار یا انتشار گازهای سمی شود. برای مبارزه با خوردگی، مهندسان راه حل هایی از جمله پوشش های شیشه ای، پوشش های پلاستیکی و حتی آلیاژهای گران قیمت تیتانیوم را توسعه داده اند. با این حال، حتی تیتانیوم زمانی که در معرض اسیدهای مخلوط بسیار خورنده قرار می گیرد آسیب پذیر است. این با معرفی زیرکونیوم تغییر کرد. در صنایع شیمیایی، زیرکونیوم از یک نام مستعار- برخوردار است: "فلز تخریب ناپذیر." راز در سد محافظ آن نهفته است. زیرکونیوم خود بی اثر نیست. به اندازه آلومینیوم واکنش پذیر است. با این حال، توانایی آن برای مقاوم ماندن در برابر خوردگی در محیطهای خشن کاملاً از ظرفیت ذاتی آن برای خود{12}}منفعل شدن آنی ناشی میشود.
هنگامی که یک سطح زیرکونیوم تازه در معرض هوا یا یک محیط اکسیداتیو قرار می گیرد، حتی برای یک ثانیه، به سرعت با اکسیژن واکنش می دهد و لایه ای متراکم، مستحکم و عایق از فیلم دی اکسید زیرکونیوم را تشکیل می دهد. این پوشش اکسید فوق العاده بادوام است. مانند زره سرامیکی به سطح فلزی زیرین محکم میچسبد و مانند زنگزدگی جدا نمیشود.
در عین حال، تقریباً کامل است: این فیلم دارای حجم بیشتری نسبت به فلز اکسید شده است و می تواند تمام منافذ میکروسکوپی روی سطح زیرکونیوم را کاملاً مسدود کند و به طور مؤثر هر مسیری را برای عوامل خورنده (مانند یون های کلرید و یون های هیدروژن) برای نفوذ به داخل قطع کند. همچنین دارای قابلیتهای خود درمانی-است. حتی در صورت خراشیده شدن یا آسیب جزئی، زیرکونیوم تازه در معرض فوراً یک لایه محافظ جدید در هوا یا آب تشکیل میدهد و فرصتی برای محلولهای خورنده برای استفاده از شکاف باقی نمیگذارد.
در اسید کلریدریک غلیظ در دماهای بالاتر از 200 درجه، اکثریت قریب به اتفاق فلزات مهندسی-از جمله فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مبتنی بر نیکل{2}}به سرعت حل میشوند مانند حل شدن شکر در آب داغ، شکنندگی هیدروژنی یا حتی سوراخ شدن را نشان میدهند. حتی تیتانیوم که اغلب به عنوان "فلز دریایی" نامیده می شود، در محلول های حاوی فلوراید-یا اسید سولفوریک رقیق شده با دمای بالا دچار خوردگی شدید شکافی می شود. با این حال، زیرکونیوم برجسته است: در شرایط جوی استاندارد و در نقاط جوش یا کمتر، نرخ خوردگی آن در اسید کلریدریک ناچیز است (زیر 0.025 میلی متر در سال). هنگامی که غلظت آن زیر 70 درصد باشد و دما زیر نقطه جوش باقی بماند، پایداری استثنایی در اسید سولفوریک نشان می دهد. در برابر قلیاهای قوی، به ویژه در محلولهای{12}هیدروکسید سدیم با غلظت بالا در دماهای بالا، در حالی که بسیاری از فلزات دچار ترک خوردگی تنشی میشوند، زیرکونیوم در مقایسه با آلیاژهای مبتنی بر نیکل، مقاومت قلیایی بالاتری از خود نشان میدهد. این تطبیق پذیری فوقالعاده، زیرکونیوم را به محلول نهایی برای مدیریت اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید نیتریک، اسیدهای آلی و انواع محیطهای مخلوط بسیار خورنده تبدیل میکند.
البته زیرکونیوم ارزان نیست. یک مخزن واکنش ساخته شده به طور کامل از زیرکونیوم می تواند ده ها برابر بیشتر از یک مخزن ساخته شده از فولاد ضد زنگ معمولی قیمت داشته باشد. پس چرا کارخانههای شیمیایی{2}}هزینهای هنوز آن را انتخاب میکنند؟ پاسخ در کل هزینه چرخه عمر-ش نهفته است. در طول تولید اسیدهای آلی مانند اسید استیک، اسید اکریلیک و اسید فرمیک، انحلال یون های فلزی کمیاب می تواند مستقیماً کاتالیزورها را مسموم کند و باعث تغییر رنگ محصول شود. بدون زیرکونیوم، تجهیزات هر چند ماه یکبار برای تعویض نیاز به خاموش شدن دارند، که منجر به تلفات زمان تولید و هزینه های کاتالیزور چندین برابر بیشتر از موارد مرتبط با خود تجهیزات می شود. در مقابل، تجهیزاتی که از مواد زیرکونیوم استفاده می کنند، عمر طراحی 20 تا 30 سال دارند و عملاً نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند.
یکی دیگر از کاربردهای کلاسیک مبدل های حرارتی است. در تولید اوره یا پالایش اسید فسفریک در فرآیند مرطوب، بازده انتقال حرارت به محض ایجاد پوسته پوسته شدن یا خوردگی روی دیوارههای لوله خنککننده به شدت کاهش مییابد. رسانایی حرارتی بالای زیرکونیوم، همراه با مقاومت در برابر خوردگی استثنایی آن، کارایی بالای پایدار در مبدل های حرارتی را تضمین می کند و مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.















