氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究

马占武

摘  要：氯碱工业中存在着大量的腐蚀性介质，很直接的影响就是造成了大量的设备不能正常使用，导致企业不得不花费大量的人力物力进行修缮、维护，甚至弃用原设备、购置新设备，进而形成大量的额外成本。基于此，本文对氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究展开了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：氯碱工业;设备腐蚀;设备防护

引言：

氯碱工业中存在较为重要的特点就是，腐蚀介质多、腐蚀介质分布广，那么怎样才能采用有效的措施避免建筑物腐蚀现象的产生，或减轻腐蚀造成的影响，是每一个工程技术人员所面对的一大难题。因此，有必要对氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究问题展开分析，以便使氯碱工业腐蚀防护工作得到更好的开展。

一、氯碱工业中设备腐蚀问题

伴随着人们环保意识的提高，以氯碱为基础的化工生产过程对设备腐蚀的影响日益受到重视。在氯碱工业的生产过程中，氯气、烧碱、盐酸等具有很强的腐蚀性，对生产设备有一定的腐蚀作用。

为优化产业结构，氯碱企业进行了小整顿，淘汰落后产能。目前，国家对烧碱新项目的管理更加严格，一是烧碱生产能力要严格控制，在总量达到国家规定的标准后，不得再新建烧碱项目;二是烧碱装置要达到30万吨/年以上，避免出现小规模氯碱厂丛生。该政策对当前烧碱产能过剩的状况起到了很好的抑制作用，及时政策在变化，时代在更迭，但对于氯碱工业来说，缝隙腐蚀还是不可避免的，它的存在感强大到针对不同的金属会产生不同的影响作用力，它们含的有活性阴离子，对于这些金属而言是致命的，裂缝腐蚀主要是由于裂缝的存在造成介质电化学不均匀所致，并不局限于不锈钢，许多合金系列如钛、铝、铜和镍基合金都有裂缝。现阶段，人们仍面临着如何有效保护氯碱行业设备腐蚀的问题。化工行业是国民经济的重要支柱产业之一，化工生产中腐蚀危害最大，腐蚀损失也最大，但如果充分运用现有的防腐蚀技术和科学知识，必定可以降低氯碱工业中设备腐蚀问题的发生几率，所以需要提高对这个问题的重视程度。

要重视这个问题，就要分析出问题的难点，其难点在于氯碱工业生产过程中，易产生腐蚀介质和腐蚀现象，进而对设备、管道的使用耐久性与性能稳定性产生负面影响。氯氢合成工艺、盐水精制工艺酸性废水、转化法高温高湿 HCl气体和氯乙烯水洗工艺酸性废水中均存在该问题。对此，形成了高强度的化学腐蚀，设备腐蚀也就难以避免。由于在相同条件下，缝隙腐蚀具有较大的腐蚀电位差，或有较强的腐蚀电流密度，所以缝隙腐蚀比点蚀更有害。气孔、垫圈接触面、搭接缝内、沉积物下面、铆钉、螺栓、垫圈、阀座、紧固件缝内等部位都是易产生缝隙腐蚀的部位。

二、氯碱工业中设备腐蚀有效防护

（一）从根源上杜绝腐蚀现象发生

从根源上杜绝腐蚀现象的发生，就要在耐腐蚀性材料上寻找突破口，好在在科技发展的今天，不断推出的新产品可以快速地帮助人们解决这个问题。以往人们的固有思想中耐腐蚀材料的主要成分为金属以及高分子、无机非金属等。在社会发展的今天，耐腐蚀非金属材料在国内外化工生产中应用十分广泛。非金属材料具有优异的耐腐蚀性，而力学性能则可通过增强等手段加以弥补，在某些领域代替钢铁的趋势已经形成。耐腐蚀塑料分为两种：热塑性和热固性。聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯在热塑性塑料中的应用是主流;氟塑料、氯化聚醚、聚苯硫醚等工程塑料的耐蚀性和应用性越来越好，特别是氟树脂的应用最为广泛，增长速度最快。近些年来，国际上工程陶瓷发展迅速，化工设备上常用的精细陶瓷材料是一种利用高纯度的人工原料，通过控制原料的组成和细小的组织结构，制成的烧结体。它是一种化学稳定性极好的陶瓷材料，除对氢氟酸和高浓度碱外，对几乎所有化学品都有极好的耐蚀性。这一切都不失为一种来源于腐蚀现象发生的优选[1]。

（二）根据设备不同针对性做出调整

一些其它的影响因素也会使设备在使用过程中产生很高的局部应力，从而也会造成更严重的机械或化学损伤，在此过程中可能会发生磨损或电视等情况，这些腐蚀类型大体上可分为局部腐蚀和部件在工作过程中处于不同的温度和湿度条件下会出现一些裂纹，在此过程中，许多碳、氢、氧、氮等多种元素一旦进入金属部件内，就会产生硫化作用，从而产生残余应力。当应力和腐蚀环境发生双重作用时，设备极易发生腐蚀或完全损坏，必须对此给予高度重视。就拿湿氯来说吧，它的腐蚀实际上是盐酸和次氯酸的腐蚀。湿氯对绝大多数金属和非金属材料都有腐蚀作用，在输送、干燥、液化过程中，都需要采取特殊的措施和相应的材料，湿氯的腐蚀控制是氯碱工业防腐工作的重点。在湿氯气设备选材方面，树脂防腐蚀根据温度范围可分为以下几类：在低温（40℃左右）湿氯气环境下，可直接使用 PVC材质的管道、设备、衬里;在温度低于80℃时，可用双酚 A型乙烯基酯树脂玻璃钢内衬或整体玻璃钢;在温度接近100℃甚至100℃时，短时间（一般在30 min以下）湿氯气可达到120℃时，则需用酚醛型乙烯基酯树脂玻璃钢内衬或整体玻璃钢;在温度接近150℃时，需用耐强氧化性介质的高交联度高的乙烯基酯树脂为原料，选择适宜耐温的纤维和填料，制成玻璃钢衬里或整体玻璃钢。

（三）表面防蚀技术应用

目前，表面耐腐蚀涂层和金属表面处理技术已经成为大势所趋，对此可以这样理解这项技术，腐蚀是不可避免，但可以在将要受到腐蚀的设备上穿上一层保护膜，这样的操作可以降低成本还能有效的避免腐蚀。采用正确的表面防蚀技术是延长设备使用寿命，降低维护费用，提高设备管理水平的必要措施。抗腐蚀涂料的发展一直是人们所关注的研究领域，其发展方向，研制新型耐油耐溶剂涂料;研制耐高温涂料;研制耐腐蚀涂料;研制持久性、厚膜性、对恶劣腐蚀环境适应能力强、溶剂含量低、固分高、施工简单等。富锌漆、重防腐漆、耐高溫漆、陶瓷漆、铁锈漆、氟树脂漆等都是很有发展前途的防腐涂料[3]。

（四）氯碱工业设备选材方面进行调整

如不能避免氯碱工业的缝隙腐蚀，可以选择耐缝隙腐蚀材料，大力降低钝化电流，提高材料活化电势，如采用高钼铬镍不锈钢，为几种镍基合金和不锈钢在10%的 FeCls·6HО溶液中的抗缝隙腐蚀试验结果对比，需要注意的是相同标准牌号（代号）的材料，不同厂家的材料试验数据可能会存在很大的不同，故选材时宜指定材料的生产厂家和商品名称。无缝隙腐蚀的材料有Ti和Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co等;其他耐缝隙腐蚀的材料有18Cr-12Ni-3MoTi、18Cr-19Ni-3MoTi等。一般Cr、Mo含量高的合金，其抗缝隙腐蚀性也较好。Cu-Ni、Cu-Sn、Cu-Zn等铜基合金也有较好的抗缝隙腐蚀性能。在螺丝接头结构中可使用低硫橡胶垫片，非吸水性垫片.在接头面可使用环氧、聚氨酯或硅橡胶密封膏，以保护接头.或涂以防腐蚀剂涂层，如对钢可用 PbCrO：涂覆，对铝可用 ZnCrO：涂覆。

氯碱腐蚀性随处可见，随处可见。但是消除腐蚀并非不能实现。氯碱工业中减少甚至避免腐蚀对建筑物造成的不利影响，完全有可能，只要深入了解腐蚀的成因和腐蚀的机理，有针对性地进行防腐蚀设计，并通过施工、生产、管理各个环节加以预防和控制，就完全可以做到[2]。

结论：

总而言之，氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究，还要考虑到新型防护材料的运用，以便选择更为适合的方式进行设备防护。在此基础上才能更好的为氯碱工业中不可避免的设备腐蚀降到最低，继而更好地达成优化工业体系、保障生产效益的目的。

参考文献：

[1]柏庆辉.化工防腐施工环保技术措施之研究[J].全面腐蚀控制，2021，35（02）：122-123.

[2]曹金龙.化工设备腐蚀的因素及防护[J].化工管理，2021（01）：129-130.

[3]张成玉.氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J].化工管理，2020（02）：141-142.