氯堿化工設(shè)備的腐蝕問題與防護(hù)對(duì)策的分析

谷棟梁

摘 要：作為我國十分重要的化工基礎(chǔ)行業(yè)，氯堿化工產(chǎn)業(yè)能夠?yàn)槲覈ぶ圃鞓I(yè)提供生產(chǎn)必需的、充足的氯氣、熟石灰還有氫氣等生產(chǎn)材料。氯堿化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況對(duì)我國整體化學(xué)產(chǎn)業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很重要的影響。氯堿化工設(shè)備的腐蝕問題嚴(yán)重影響著氯堿化工產(chǎn)業(yè)的正常生產(chǎn)，設(shè)備腐蝕加劇了我國氯堿化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展壓力。為避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)安全事故，造成不必要的資源浪費(fèi)，開展氯堿化工生產(chǎn)的公司必須要積極開展對(duì)氯堿化工設(shè)備腐蝕問題的防護(hù)工作，只有盡可能抑制設(shè)備發(fā)生腐蝕的頻率，才能提高企業(yè)生產(chǎn)效益，才能保證設(shè)備生產(chǎn)出的氯堿化工產(chǎn)品具有良好質(zhì)量。為開展全面、詳細(xì)的針對(duì)性防護(hù)策略，需要明確造成氯堿化工設(shè)備發(fā)生腐蝕問題的原因。

關(guān)鍵詞：氯堿化工設(shè)備;腐蝕問題;防護(hù)對(duì)策;分析

0 引言

在生產(chǎn)氯堿化工產(chǎn)品的過程中，由于接觸各類化學(xué)反應(yīng)和腐蝕程度高的化學(xué)物質(zhì)，氯堿化工設(shè)備都或多或少出現(xiàn)了腐蝕情況。氯堿化工產(chǎn)業(yè)若是忽略腐蝕問題造成的氯堿化工設(shè)備損耗，便會(huì)大大降低生產(chǎn)效益與氯堿化工產(chǎn)品質(zhì)量，甚至還可能造成安全事故，影響生產(chǎn)安全[1]。若是氯堿化工企業(yè)的氯堿化工設(shè)備未滿足國家對(duì)氯堿化工設(shè)備防腐蝕性能的要求，在氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中氯堿化工設(shè)備便會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。為保證氯堿化工設(shè)備正常開展工作，提高氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益，需明確造成氯堿化工設(shè)備發(fā)生問題的原因，并制定科學(xué)的防護(hù)對(duì)策。

1 氯堿化工設(shè)備的腐蝕原因

1.1 氯氣

氯堿化工生產(chǎn)的主要產(chǎn)物之一便是氯氣，這也是造成氯堿化工設(shè)備發(fā)生腐蝕的主要因素之一。氯氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，腐蝕性很強(qiáng)，在溫度發(fā)生變化后，化學(xué)性質(zhì)也會(huì)出現(xiàn)一些變化。正常溫度下，氯氣并不會(huì)對(duì)氯堿化工設(shè)備造成腐蝕，但是如果生產(chǎn)環(huán)境溫度過高，氯氣的腐蝕性就會(huì)有明顯變化。若是生產(chǎn)環(huán)境中水分含量過高，與氯氣混合后便會(huì)產(chǎn)生新的化學(xué)物質(zhì)，這時(shí)就會(huì)對(duì)氯堿化工設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。能夠抵抗氯氣強(qiáng)腐蝕性的金屬與非金屬物質(zhì)寥寥無幾。

1.2 燒堿

氯氣是生產(chǎn)氯堿化工產(chǎn)品時(shí)同時(shí)產(chǎn)生的物質(zhì)，燒堿與其形成過程不同，并不是在生產(chǎn)過程中直接形成，但它也屬于氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間的主要產(chǎn)物之一。在氯堿化工企業(yè)生產(chǎn)氯堿化工產(chǎn)品的全過程中都會(huì)出現(xiàn)燒堿的聲音。燒堿自身就具有很強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)對(duì)氯堿化工設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害。尤其是很多生產(chǎn)企業(yè)所使用的設(shè)備型號(hào)都比較普通，更是難以抵御燒堿的腐蝕，在燒堿腐蝕后，設(shè)備生產(chǎn)安全性大大降低。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，完全稀釋的燒堿溶液因?yàn)樯a(chǎn)需要會(huì)被濃縮成一定濃度，濃度改變后的燒堿溶液會(huì)對(duì)設(shè)備造成更加嚴(yán)重的傷害[2]。燒堿物質(zhì)在氯堿化工設(shè)備金屬物質(zhì)上產(chǎn)生的腐蝕更為明顯，若是監(jiān)管不當(dāng)，生產(chǎn)的氯堿化工產(chǎn)品甚至可能會(huì)發(fā)生泄漏，加劇了安全事故的發(fā)生頻率。為保證氯堿化工設(shè)備正常完成工作，延長設(shè)備使用壽命常常會(huì)對(duì)要與燒堿進(jìn)行直接接觸的部位添加強(qiáng)腐蝕性裝置。

1.3 稀鹽酸

與氯氣和燒堿一樣，稀鹽酸同樣是生產(chǎn)產(chǎn)物之一，腐蝕性能與燒堿不相上下。在生產(chǎn)氯堿化工產(chǎn)品的過程中，相較于一般基礎(chǔ)調(diào)試劑，鹽酸對(duì)設(shè)備造成的腐蝕要更加明顯、更加嚴(yán)重。鹽酸能夠與氯堿化工設(shè)備中的許多金屬物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)作用，腐蝕程度更高。在有氧、無氧的環(huán)境下，鹽酸對(duì)設(shè)備造成的腐蝕程度存在差異。在無氧環(huán)境下，鹽酸對(duì)設(shè)備上的鐵物質(zhì)并不會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p傷，但是卻會(huì)與銅發(fā)生強(qiáng)烈化學(xué)作用。在有氧環(huán)境下，鹽酸對(duì)設(shè)備上的鐵和銅都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)，造成嚴(yán)重腐蝕。鹽水自身并不具備腐蝕性，但是它能夠和設(shè)備上的金屬元素產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過這樣的反應(yīng)后金屬元素便會(huì)消失，設(shè)備被腐蝕，這也屬于常見的腐蝕現(xiàn)象。

2 氯堿化工設(shè)備的防護(hù)對(duì)策

氯堿化工企業(yè)在進(jìn)行氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯氣、燒堿以及鹽酸等物質(zhì)都是會(huì)造成設(shè)備發(fā)生腐蝕的主要原因。氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中很難避免這些物質(zhì)的產(chǎn)生，為了防止生產(chǎn)設(shè)備被腐蝕，延長設(shè)備使用壽命，降低安全事故發(fā)生頻率，所以必須開展相應(yīng)的防護(hù)對(duì)策。

2.1 材料選擇

為延長氯堿化工設(shè)備的使用年限，減少設(shè)備發(fā)生安全事故的幾率，需要嚴(yán)格選擇氯堿化工設(shè)備的材質(zhì)。在選擇設(shè)備材料時(shí)可以從介質(zhì)的腐蝕程度、容器的結(jié)構(gòu)類型以及壓力、溫度還有材料的加工形式等方面著手。部分容器內(nèi)介質(zhì)具有很高的腐蝕性，很少能夠找對(duì)滿足抗腐蝕的金屬材料，即便是找到了相應(yīng)的金屬材料，這類材料的價(jià)格也并不便宜。為解決腐蝕問題，常常會(huì)選擇碳鋼殼體、耐腐蝕金屬或者是非金屬襯里[3]。在外層使用高強(qiáng)度碳鋼殼體可適當(dāng)緩解內(nèi)壓壓力，殼體內(nèi)所運(yùn)用的襯里便能積極發(fā)揮防腐作用。在選擇襯里時(shí)，要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行調(diào)整，仔細(xì)考慮生產(chǎn)壓力、溫度以及容積大小等內(nèi)容。使用頻率較高的襯里材料常常包括不銹鋼、橡膠還有玻璃鋼等等。為提高腐蝕效果，需要嚴(yán)格把控襯里前設(shè)備表面處理環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工圖，制作出詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)放大圖。

2.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

保證容器設(shè)計(jì)的合理性，能夠避免局部應(yīng)力集中的情況，就不會(huì)造成縫隙與局部物料的殘留。一旦發(fā)生上述情況，就很可能使容器面臨局部應(yīng)力與熱應(yīng)力降低的情況，局部腐蝕發(fā)生頻率增加。縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等都屬于局部腐蝕。為避免上述情況，在容器設(shè)計(jì)過程中就要盡可能防止零部件外形過于復(fù)雜，要確保零件完整，可以利用雙面對(duì)接焊方式焊接封頭與接管、筒體，焊接時(shí)的截面要保持圓滑，盡量避免尖角、溝槽等情況，可以將容器的底部設(shè)計(jì)為錐形，將排料接管放置在容器的最下面，這樣可以更徹底的排出物料。為消除管殼式換熱器的管板和管子之間的接縫，可以采用先脹接后焊接的方式，這樣也可以大大降低縫隙腐蝕的發(fā)生頻率。

2.3 防止應(yīng)力腐蝕

當(dāng)拉應(yīng)力和腐蝕因素一起發(fā)揮功效時(shí)便會(huì)造成應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕常常會(huì)造成設(shè)備斷裂，并且這種斷裂情況屬于脆性斷裂，所以應(yīng)力腐蝕又是在氯堿化工設(shè)備中可能出現(xiàn)的腐蝕問題造成危害最嚴(yán)重的一種類型。出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕下的斷裂一般需要滿足這幾個(gè)條件，即拉伸壓力足夠大，腐蝕環(huán)境特殊，使用的金屬材料的合金成分是特定的[4]。除了因?yàn)檩d荷而造成的工作應(yīng)力，應(yīng)力來源更多的集中在生產(chǎn)過程中的殘余應(yīng)力，焊接、熱加工、熱處理等都都有可能造成應(yīng)力。應(yīng)力腐蝕大部分都是由殘余應(yīng)力引起的。一般解決應(yīng)力腐蝕問題的手段為焊后熱處理，以便借助該手段消除應(yīng)力。在焊接過程中，要保證焊條是否符合生產(chǎn)條件，焊縫金屬和母材的化學(xué)成分最好一致，這樣可以降低電化學(xué)腐蝕發(fā)生頻率。要對(duì)生產(chǎn)過程的加工以及安裝環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中很多應(yīng)力腐蝕都是在加工、安裝出現(xiàn)錯(cuò)誤所造成。

2.4 其他防腐措施

除上述幾種主要的防腐蝕手段之外，在氯堿化工設(shè)備生產(chǎn)過程中還常常會(huì)通過構(gòu)建保護(hù)層的方式來避免設(shè)備受到腐蝕。保護(hù)層既包括金屬保護(hù)層又包括非金屬保護(hù)層。就目前技術(shù)手段來說，金屬保護(hù)層包括陽極與陰極兩項(xiàng)內(nèi)容。非金屬保護(hù)層則是利用耐酸瓷磚以及陶板進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

氯堿化工產(chǎn)業(yè)屬于我國重要的化工生產(chǎn)業(yè)，氯堿化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，并且生產(chǎn)過程中使用的原材料以及各項(xiàng)產(chǎn)物都具有強(qiáng)腐蝕性特點(diǎn)，若是設(shè)備保護(hù)不當(dāng)，設(shè)備極有可能發(fā)生腐蝕問題。為延長設(shè)備使用壽命，減少資源浪費(fèi)，提高化工收益，可以從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)力腐蝕等方面著手，對(duì)設(shè)備開展全面的防護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁飛.氯堿化工企業(yè)強(qiáng)化設(shè)備安全管理[J].化工管理，2019 （26）：80-81.

[2]韓振岐.關(guān)于氯堿化工設(shè)備安裝過程中防腐控制措施探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（08）：191+193.

[3]張品珠.氯堿化工生產(chǎn)工藝及設(shè)備管理措施研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（13）：217-218.

[4]楊茂強(qiáng)，孫粉霞.加強(qiáng)氯堿化工行業(yè)設(shè)備安全管理的措施[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（06）：97-98.