氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)研究

馬占武

摘 ?要：氯堿工業(yè)中存在著大量的腐蝕性介質(zhì)，很直接的影響就是造成了大量的設(shè)備不能正常使用，導(dǎo)致企業(yè)不得不花費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行修繕、維護(hù)，甚至棄用原設(shè)備、購(gòu)置新設(shè)備，進(jìn)而形成大量的額外成本?；诖?，本文對(duì)氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)研究展開了探討，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：氯堿工業(yè);設(shè)備腐蝕;設(shè)備防護(hù)

引言：

氯堿工業(yè)中存在較為重要的特點(diǎn)就是，腐蝕介質(zhì)多、腐蝕介質(zhì)分布廣，那么怎樣才能采用有效的措施避免建筑物腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，或減輕腐蝕造成的影響，是每一個(gè)工程技術(shù)人員所面對(duì)的一大難題。因此，有必要對(duì)氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)研究問題展開分析，以便使氯堿工業(yè)腐蝕防護(hù)工作得到更好的開展。

一、氯堿工業(yè)中設(shè)備腐蝕問題

伴隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，以氯堿為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)過程對(duì)設(shè)備腐蝕的影響日益受到重視。在氯堿工業(yè)的生產(chǎn)過程中，氯氣、燒堿、鹽酸等具有很強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有一定的腐蝕作用。

為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，氯堿企業(yè)進(jìn)行了小整頓，淘汰落后產(chǎn)能。目前，國(guó)家對(duì)燒堿新項(xiàng)目的管理更加嚴(yán)格，一是燒堿生產(chǎn)能力要嚴(yán)格控制，在總量達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)后，不得再新建燒堿項(xiàng)目;二是燒堿裝置要達(dá)到30萬噸/年以上，避免出現(xiàn)小規(guī)模氯堿廠叢生。該政策對(duì)當(dāng)前燒堿產(chǎn)能過剩的狀況起到了很好的抑制作用，及時(shí)政策在變化，時(shí)代在更迭，但對(duì)于氯堿工業(yè)來說，縫隙腐蝕還是不可避免的，它的存在感強(qiáng)大到針對(duì)不同的金屬會(huì)產(chǎn)生不同的影響作用力，它們含的有活性陰離子，對(duì)于這些金屬而言是致命的，裂縫腐蝕主要是由于裂縫的存在造成介質(zhì)電化學(xué)不均勻所致，并不局限于不銹鋼，許多合金系列如鈦、鋁、銅和鎳基合金都有裂縫?，F(xiàn)階段，人們?nèi)悦媾R著如何有效保護(hù)氯堿行業(yè)設(shè)備腐蝕的問題?；ば袠I(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，化工生產(chǎn)中腐蝕危害最大，腐蝕損失也最大，但如果充分運(yùn)用現(xiàn)有的防腐蝕技術(shù)和科學(xué)知識(shí)，必定可以降低氯堿工業(yè)中設(shè)備腐蝕問題的發(fā)生幾率，所以需要提高對(duì)這個(gè)問題的重視程度。

要重視這個(gè)問題，就要分析出問題的難點(diǎn)，其難點(diǎn)在于氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程中，易產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)和腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)設(shè)備、管道的使用耐久性與性能穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。氯氫合成工藝、鹽水精制工藝酸性廢水、轉(zhuǎn)化法高溫高濕 HCl氣體和氯乙烯水洗工藝酸性廢水中均存在該問題。對(duì)此，形成了高強(qiáng)度的化學(xué)腐蝕，設(shè)備腐蝕也就難以避免。由于在相同條件下，縫隙腐蝕具有較大的腐蝕電位差，或有較強(qiáng)的腐蝕電流密度，所以縫隙腐蝕比點(diǎn)蝕更有害。氣孔、墊圈接觸面、搭接縫內(nèi)、沉積物下面、鉚釘、螺栓、墊圈、閥座、緊固件縫內(nèi)等部位都是易產(chǎn)生縫隙腐蝕的部位。

二、氯堿工業(yè)中設(shè)備腐蝕有效防護(hù)

（一）從根源上杜絕腐蝕現(xiàn)象發(fā)生

從根源上杜絕腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，就要在耐腐蝕性材料上尋找突破口，好在在科技發(fā)展的今天，不斷推出的新產(chǎn)品可以快速地幫助人們解決這個(gè)問題。以往人們的固有思想中耐腐蝕材料的主要成分為金屬以及高分子、無機(jī)非金屬等。在社會(huì)發(fā)展的今天，耐腐蝕非金屬材料在國(guó)內(nèi)外化工生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。非金屬材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性，而力學(xué)性能則可通過增強(qiáng)等手段加以彌補(bǔ)，在某些領(lǐng)域代替鋼鐵的趨勢(shì)已經(jīng)形成。耐腐蝕塑料分為兩種：熱塑性和熱固性。聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯在熱塑性塑料中的應(yīng)用是主流;氟塑料、氯化聚醚、聚苯硫醚等工程塑料的耐蝕性和應(yīng)用性越來越好，特別是氟樹脂的應(yīng)用最為廣泛，增長(zhǎng)速度最快。近些年來，國(guó)際上工程陶瓷發(fā)展迅速，化工設(shè)備上常用的精細(xì)陶瓷材料是一種利用高純度的人工原料，通過控制原料的組成和細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)，制成的燒結(jié)體。它是一種化學(xué)穩(wěn)定性極好的陶瓷材料，除對(duì)氫氟酸和高濃度堿外，對(duì)幾乎所有化學(xué)品都有極好的耐蝕性。這一切都不失為一種來源于腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的優(yōu)選[1]。

（二）根據(jù)設(shè)備不同針對(duì)性做出調(diào)整

一些其它的影響因素也會(huì)使設(shè)備在使用過程中產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，從而也會(huì)造成更嚴(yán)重的機(jī)械或化學(xué)損傷，在此過程中可能會(huì)發(fā)生磨損或電視等情況，這些腐蝕類型大體上可分為局部腐蝕和部件在工作過程中處于不同的溫度和濕度條件下會(huì)出現(xiàn)一些裂紋，在此過程中，許多碳、氫、氧、氮等多種元素一旦進(jìn)入金屬部件內(nèi)，就會(huì)產(chǎn)生硫化作用，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力和腐蝕環(huán)境發(fā)生雙重作用時(shí)，設(shè)備極易發(fā)生腐蝕或完全損壞，必須對(duì)此給予高度重視。就拿濕氯來說吧，它的腐蝕實(shí)際上是鹽酸和次氯酸的腐蝕。濕氯對(duì)絕大多數(shù)金屬和非金屬材料都有腐蝕作用，在輸送、干燥、液化過程中，都需要采取特殊的措施和相應(yīng)的材料，濕氯的腐蝕控制是氯堿工業(yè)防腐工作的重點(diǎn)。在濕氯氣設(shè)備選材方面，樹脂防腐蝕根據(jù)溫度范圍可分為以下幾類：在低溫（40℃左右）濕氯氣環(huán)境下，可直接使用 PVC材質(zhì)的管道、設(shè)備、襯里;在溫度低于80℃時(shí)，可用雙酚 A型乙烯基酯樹脂玻璃鋼內(nèi)襯或整體玻璃鋼;在溫度接近100℃甚至100℃時(shí)，短時(shí)間（一般在30 min以下）濕氯氣可達(dá)到120℃時(shí)，則需用酚醛型乙烯基酯樹脂玻璃鋼內(nèi)襯或整體玻璃鋼;在溫度接近150℃時(shí)，需用耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)的高交聯(lián)度高的乙烯基酯樹脂為原料，選擇適宜耐溫的纖維和填料，制成玻璃鋼襯里或整體玻璃鋼。

（三）表面防蝕技術(shù)應(yīng)用

目前，表面耐腐蝕涂層和金屬表面處理技術(shù)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，對(duì)此可以這樣理解這項(xiàng)技術(shù)，腐蝕是不可避免，但可以在將要受到腐蝕的設(shè)備上穿上一層保護(hù)膜，這樣的操作可以降低成本還能有效的避免腐蝕。采用正確的表面防蝕技術(shù)是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用，提高設(shè)備管理水平的必要措施?？垢g涂料的發(fā)展一直是人們所關(guān)注的研究領(lǐng)域，其發(fā)展方向，研制新型耐油耐溶劑涂料;研制耐高溫涂料;研制耐腐蝕涂料;研制持久性、厚膜性、對(duì)惡劣腐蝕環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、溶劑含量低、固分高、施工簡(jiǎn)單等。富鋅漆、重防腐漆、耐高溫漆、陶瓷漆、鐵銹漆、氟樹脂漆等都是很有發(fā)展前途的防腐涂料[3]。

（四）氯堿工業(yè)設(shè)備選材方面進(jìn)行調(diào)整

如不能避免氯堿工業(yè)的縫隙腐蝕，可以選擇耐縫隙腐蝕材料，大力降低鈍化電流，提高材料活化電勢(shì)，如采用高鉬鉻鎳不銹鋼，為幾種鎳基合金和不銹鋼在10%的 FeCls·6HО溶液中的抗縫隙腐蝕試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，需要注意的是相同標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)（代號(hào)）的材料，不同廠家的材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能會(huì)存在很大的不同，故選材時(shí)宜指定材料的生產(chǎn)廠家和商品名稱。無縫隙腐蝕的材料有Ti和Ni-16Cr-16Mo-5Fe-4W-2.5Co等;其他耐縫隙腐蝕的材料有18Cr-12Ni-3MoTi、18Cr-19Ni-3MoTi等。一般Cr、Mo含量高的合金，其抗縫隙腐蝕性也較好。Cu-Ni、Cu-Sn、Cu-Zn等銅基合金也有較好的抗縫隙腐蝕性能。在螺絲接頭結(jié)構(gòu)中可使用低硫橡膠墊片，非吸水性墊片.在接頭面可使用環(huán)氧、聚氨酯或硅橡膠密封膏，以保護(hù)接頭.或涂以防腐蝕劑涂層，如對(duì)鋼可用 PbCrO：涂覆，對(duì)鋁可用 ZnCrO：涂覆。

氯堿腐蝕性隨處可見，隨處可見。但是消除腐蝕并非不能實(shí)現(xiàn)。氯堿工業(yè)中減少甚至避免腐蝕對(duì)建筑物造成的不利影響，完全有可能，只要深入了解腐蝕的成因和腐蝕的機(jī)理，有針對(duì)性地進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)，并通過施工、生產(chǎn)、管理各個(gè)環(huán)節(jié)加以預(yù)防和控制，就完全可以做到[2]。

結(jié)論：

總而言之，氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)研究，還要考慮到新型防護(hù)材料的運(yùn)用，以便選擇更為適合的方式進(jìn)行設(shè)備防護(hù)。在此基礎(chǔ)上才能更好的為氯堿工業(yè)中不可避免的設(shè)備腐蝕降到最低，繼而更好地達(dá)成優(yōu)化工業(yè)體系、保障生產(chǎn)效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]柏慶輝.化工防腐施工環(huán)保技術(shù)措施之研究[J].全面腐蝕控制，2021，35（02）：122-123.

[2]曹金龍.化工設(shè)備腐蝕的因素及防護(hù)[J].化工管理，2021（01）：129-130.

[3]張成玉.氯堿工業(yè)中的設(shè)備腐蝕與防護(hù)[J].化工管理，2020（02）：141-142.