固體氫氧化鉀生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕的因素及防腐措施

吳正偉 靳磊（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816099）

固體氫氧化鉀生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕的因素及防腐措施

吳正偉 靳磊（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816099）

在生產(chǎn)固體氫氧化鉀的過程中，使用的生產(chǎn)設(shè)備常常會(huì)遭到一定程度的腐蝕。而設(shè)備的腐蝕不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，還將導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)受到一定的影響，以至于給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，需要對(duì)固體氫氧化鉀生產(chǎn)中的設(shè)備腐蝕因素展開分析，并采取相關(guān)防腐措施加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的保護(hù)，以便在確保設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

固體氫氧化鉀；生產(chǎn)設(shè)備；腐蝕因素；防腐措施

就目前來看，化工企業(yè)在生產(chǎn)固體氫氧化鉀時(shí)通常使用的是國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，由耐堿腐蝕的低碳鎳制造而成。但該設(shè)備的使用為企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，也存在著嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕問題，繼而使企業(yè)的生產(chǎn)受到了影響。

1 固體氫氧化鉀生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕的因素分析

在生產(chǎn)固體氫氧化鉀的過程中，鎳設(shè)備將受到設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)力、氧氣、熱應(yīng)力和化學(xué)物質(zhì)等多種因素影響，繼而產(chǎn)生一定的設(shè)備腐蝕現(xiàn)象。首先，低碳鎳材表面凹凸不平，與氧化劑有較大的接觸面積，本身容易受到腐蝕。而受到材料本身結(jié)構(gòu)和安裝操作不當(dāng)?shù)挠绊懀O(shè)備將出現(xiàn)許多應(yīng)力集中點(diǎn)，并導(dǎo)致局部腐蝕加速的現(xiàn)象，繼而產(chǎn)生管壁穿透問題。其次，在設(shè)備停車期間，如果設(shè)備內(nèi)進(jìn)入空氣，鎳材就容易與氧氣反應(yīng)，并在表面形成氧化鎳的保護(hù)層。而開車后，這一保護(hù)層將被高溫堿液溶解，并導(dǎo)致下層鎳材受到堿液腐蝕。同時(shí)，如果管道中存有空氣，氧氣也會(huì)在高溫狀態(tài)下與鎳材持續(xù)反應(yīng)。再者，開車過程中，因升溫和進(jìn)料將產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，繼而使鎳設(shè)備的應(yīng)力腐蝕增加。而進(jìn)料太少或堿液中含有大量氣泡問題的存在，將導(dǎo)致局部干壁和局部熱應(yīng)力，繼而導(dǎo)致設(shè)備腐蝕加劇。此外，在設(shè)備與堿液接觸的過程中，堿液中存在的氯酸鹽將250℃以上分解會(huì)釋放出氧氣，氧氣將會(huì)與鎳材發(fā)生反應(yīng)。而隨著溫度的變高，堿液濃度將越高，繼而使腐蝕速度逐漸加快。同時(shí)，生產(chǎn)中加糖過量將導(dǎo)致大量二氧化碳的產(chǎn)生。而氣泡的附著將造成設(shè)備局部干壁，并因氣泡生長(zhǎng)、潰滅而產(chǎn)生空蝕。

2 防止固體氫氧化鉀生產(chǎn)設(shè)備腐蝕的措施探討

2.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕的控制措施

為控制因結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生的腐蝕，需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備裝配過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的控制。一方面，在設(shè)備設(shè)計(jì)的過程中，需要保證零部件的外形簡(jiǎn)單，并且采用雙面對(duì)焊的方式進(jìn)行材料的焊接。同時(shí)，需要盡量減少設(shè)備的溝槽和縫隙，并利用先脹后接的方法消除管板與管子的連接縫隙，從而進(jìn)行縫隙腐蝕的預(yù)防。另一方面，在設(shè)備加工和安裝的過程中，需要使有應(yīng)力腐蝕傾向的容器經(jīng)應(yīng)力消除后再進(jìn)行熱處理，并且選用合適的焊條進(jìn)行焊接，從而防止電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生［1］。此外，在焊接設(shè)備的過程，需要保證工件表面的清潔度，并且確保焊接溫度不低于15℃。而為了防止熱裂紋，則要使用小線能量焊接。

2.2 氧氣腐蝕的控制措施

為了預(yù)防氧氣腐蝕的產(chǎn)生，首先需要在設(shè)備停車期間保持系統(tǒng)得到低壓蒸汽的連續(xù)吹掃。而通過吹掃保護(hù)管道、蒸發(fā)器和濃縮器，就可以避免設(shè)備進(jìn)入空氣，繼而避免鎳材與氧氣反應(yīng)［2］。其次，在設(shè)備開車后，需要利用氮?dú)膺M(jìn)行設(shè)備密封，并且使通入的氮?dú)馐冀K處在微正壓狀態(tài)，以防止空氣的進(jìn)入。而一般的情況下，可以在設(shè)備盛高濃度堿液的密封罐處通入氮?dú)狻?/p>

2.3 熱應(yīng)力腐蝕的控制措施

為了防止鎳設(shè)備受到熱應(yīng)力的腐蝕，需要采取綜合措施防止熱應(yīng)力產(chǎn)生。在開車前，需要給降膜濃縮器的濃縮管加熱，而熔鹽溫度與濃縮管溫度溫差不宜超過30℃。所以，為了防止熱震，并確保低碳鎳設(shè)備得到初期的護(hù)理，需要將熔鹽的升溫速度控制在30℃/h以下。而在進(jìn)行大循環(huán)加熱之前，需要利用蒸汽預(yù)熱。同時(shí)，如果設(shè)備在長(zhǎng)期停車后初次啟動(dòng)，則需要在投料前利用蒸汽進(jìn)行系統(tǒng)的吹掃，以便達(dá)成減小投料和升溫對(duì)鎳材造成的熱應(yīng)力的目的。此外，需要控制好設(shè)備的進(jìn)料量，以便防止液膜太薄造成的設(shè)備干壁，繼而避免設(shè)備管承受過多的熱應(yīng)力。

2.4 化學(xué)腐蝕的控制措施

為了防止氯酸鹽對(duì)鎳材進(jìn)行氧化腐蝕，可以通過在堿液中加入蔗糖水溶液的方法除去堿液中的氧化性氯酸鹽。而在實(shí)際生產(chǎn)中，只要將蔗糖量控制在理論量的6到8倍，就可以避免因蔗糖量過多而導(dǎo)致鎳設(shè)備空蝕。一般的情況下，48%的氫氧化鉀溶液中將含有0.0015%到0.0020%的氯酸根離子，可利用計(jì)量泵在堿液中加入5%（或10%）的蔗糖水溶液，就可以在堿液進(jìn)入蒸發(fā)濃縮器前除掉堿液中氯酸鹽，繼而對(duì)后續(xù)設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)［3］。此外，在停車時(shí)，需要完成蔗糖液罐和蔗糖液管線的清洗，以便使設(shè)備內(nèi)殘存的發(fā)酵物得以去除。而設(shè)備如果需要長(zhǎng)期停車，則需要利用純水進(jìn)行整個(gè)已經(jīng)冷卻的生產(chǎn)系統(tǒng)的沖洗，以便使裝置內(nèi)的殘存堿液得到清洗，繼而減輕設(shè)備的腐蝕。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，研究固體氫氧化鉀生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕因素，并針對(duì)設(shè)備腐蝕原因采取相應(yīng)的防腐措施，對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和保證設(shè)備長(zhǎng)期高效運(yùn)行有著重要的意義。同時(shí)，較好的設(shè)備防腐措施的采取也可以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)安全，繼而使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提高。因此，相關(guān)化工企業(yè)有必要做好相應(yīng)的研究工作，以便為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供更多的保障。

［1］黃濤.淺析化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施［J］.化工管理，2015，24：137.

［2］孔小康.化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施［J］.新疆化工，2014，02：20-22.

［3］蔣春生，滕雪松.淺析化工設(shè)備的腐蝕與防腐措施［J］.黑龍江科技信息，2013，35：126.