次氯酸鈉使用場(chǎng)所中專(zhuān)業(yè)防腐涂料的研究與發(fā)展

摘要：研究了次氯酸鈉在生產(chǎn)和使用過(guò)程中對(duì)混凝土地面、墻面、設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，特別針對(duì)西洲水廠的實(shí)際情況、次氯酸鈉儲(chǔ)液罐及生產(chǎn)場(chǎng)所的防腐材料進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過(guò)對(duì)比分析不同材質(zhì)儲(chǔ)液罐的腐蝕情況，以及不同防腐材料的性能，開(kāi)發(fā)出一種新型的防水、耐腐蝕納米涂層結(jié)構(gòu)。該涂層結(jié)構(gòu)不僅提高了涂層的硬度和耐磨性，而且顯著增強(qiáng)了防水、耐腐蝕、耐高溫、防污等性能，為解決次氯酸鈉使用場(chǎng)所的防腐問(wèn)題提供了新的方案。

關(guān)鍵詞：次氯酸鈉"防腐涂料"納米涂層"混凝土結(jié)構(gòu)"供水行業(yè)

Research"and"Development"of"Professional"Anti-Corrosion"Coatings"for"Sodium"Hypochlorite"Used"Sites

LIU"Lu"SU"Weijie"LIAO"Simin"TANG"Siwei""HUANG"Mingsong

Guangzhou"Water"Supply"Co.，"Ltd.，"Guangzhou，"Guangdong"Province，"510000"China

Abstract：This"paper"investigates"the"corrosion"problems"caused"by"sodium"hypochlorite"on"concrete"floors，"walls，"and"equipment"during"production"and"usage."Specifically，"it"focuses"on"the"actual"conditions"at"Xizhou"Water"Plant，"conducting"a"systematic"research"on"the"anti-corrosion"materials"for"sodium"hypochlorite"storage"tanks"and"the"production"site."By"comparing"and"analyzing"the"corrosion"situation"of"storage"tanks"made"of"different"materials"and"the"performance"of"various"anti-corrosion"materials，"a"new"waterproof，"corrosion-resistant"nano"coating"structure"is"developed."This"coating"not"only"improves"hardness"and"wear"resistance"but"also"significantly"enhances"water"resistance，"corrosion"resistance，"heat"resistance，"and"anti-fouling"properties，"providing"a"novel"solution"to"corrosion"issues"in"sodium"hypochlorite"application"environments.

Key"Words："Sodium"hypochlorite;"Anti-corrosion"coating;"Nano"coating;"Concrete"structure;Water"supply"industry

隨著供水行業(yè)對(duì)水質(zhì)安全的重視，次氯酸鈉作為一種高效、安全的消毒劑，被廣泛應(yīng)用于水處理。然而，次氯酸鈉的強(qiáng)腐蝕性給儲(chǔ)存容器、管道和生產(chǎn)設(shè)備帶來(lái)了顯著的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，直接影響了供水系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。因此，研發(fā)適用于次氯酸鈉使用場(chǎng)所的高性能防腐涂料成為亟待解決的技術(shù)難題。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)防腐涂料進(jìn)行了廣泛研究，主要集中在涂料的耐腐蝕性能與應(yīng)用場(chǎng)景等方面[1-2]。然而，目前針對(duì)次氯酸鈉環(huán)境下的防腐涂料研究仍較為匱乏，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的防腐材料選擇體系。本研究旨在改進(jìn)與完善這一領(lǐng)域的技術(shù)難題，針對(duì)西洲水廠的實(shí)際情況，系統(tǒng)分析次氯酸鈉對(duì)混凝土和設(shè)備的腐蝕機(jī)理，并開(kāi)發(fā)新型防腐涂料。本研究的核心內(nèi)容包括材料的選擇與性能測(cè)試、新型防腐涂料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)性試驗(yàn)與效果評(píng)估等。通過(guò)對(duì)比多種耐腐蝕材料的性能，本研究提出適合供水行業(yè)的防腐解決方案。

1項(xiàng)目背景

西洲水廠在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，次氯酸鈉投加管道設(shè)備設(shè)施經(jīng)常發(fā)生泄漏，導(dǎo)致周邊混凝土地面、墻面出現(xiàn)變色、開(kāi)裂等現(xiàn)象（如圖1所示），嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)行。為了解決這一問(wèn)題，本課題對(duì)西洲水廠現(xiàn)有不同材質(zhì)的次氯酸鈉儲(chǔ)液罐（PE、HDPE）在不同溫度下的腐蝕情況進(jìn)行了跟蹤記錄分析，并對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的不同防腐材料進(jìn)行了試驗(yàn)，以期找到一種適合供水行業(yè)使用的次氯酸鈉防腐方案。

2次氯酸鈉的特性與腐蝕機(jī)理

次氯酸鈉溶液在微堿性條件下具有較好的穩(wěn)定性，但在接近中性或酸性條件下易分解，且溫度升高和日光照射會(huì)加速其分解。次氯酸鈉對(duì)碳鋼、普通不銹鋼腐蝕嚴(yán)重，與混凝土活性骨料發(fā)生破壞性膨脹反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕。因此，儲(chǔ)存容器的防腐材料與生產(chǎn)場(chǎng)所的防腐一直是次氯酸鈉安全使用的難點(diǎn)。

3研究?jī)?nèi)容與方法

3.1材料選擇與試驗(yàn)

本文選取了多種耐腐蝕材料，包括金屬材料（如不銹鋼、鈦和鎳及其合金）和非金屬材料（如聚氯乙烯、玻璃鋼、橡膠、聚烯烴等），結(jié)合西洲水廠的生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)這些材料的耐腐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過(guò)制作涂料試驗(yàn)盒盛裝10%濃度的次氯酸鈉溶液，并定期觀察記錄涂料情況，不斷優(yōu)化涂料的配比。

3.2新型防腐涂料開(kāi)發(fā)

在對(duì)比分析不同材料性能的基礎(chǔ)上，本文開(kāi)發(fā)了一種新型的防水、耐腐蝕納米涂層結(jié)構(gòu)。該涂層結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)層、防腐層、疏水層、耐高溫層、光催化層、疏油層等多層結(jié)構(gòu)，通過(guò)各層之間的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)次氯酸鈉等化學(xué)物質(zhì)的優(yōu)異防腐性能。

3.3生產(chǎn)性試驗(yàn)與效果評(píng)估

將新型防腐涂料應(yīng)用于西洲水廠的次氯酸鈉在用庫(kù)房、儲(chǔ)備庫(kù)房和投加室的墻體與地面，并搭建小型混凝土儲(chǔ)液池進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間浸泡試驗(yàn)。通過(guò)定期觀察記錄涂料的使用情況，評(píng)估了新型防腐涂料的防腐效果和使用壽命。

4研究結(jié)果與討論

4.1新型防腐涂料的性能優(yōu)勢(shì)

新型防腐涂料具有優(yōu)異的防水、耐腐蝕、耐高溫、防污等性能。硬質(zhì)層提高了涂層的硬度和耐磨性，防腐層有效阻止了化學(xué)侵蝕，疏水層防止水分和污染物積聚，耐高溫層確保在高溫環(huán)境中的穩(wěn)定，光催化層保持表面清潔，疏油層抵御油污。多層面的防護(hù)顯著延長(zhǎng)了被涂覆物體的使用壽命，減少了維護(hù)和更換成本。

4.2生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果

生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表明，新型防腐涂料在西洲水廠的次氯酸鈉使用場(chǎng)所表現(xiàn)良好，有效防止了次氯酸鈉對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和設(shè)備的腐蝕。涂料的使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，大大降低了因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，如圖2所示，NTXZ001浸泡90天，嚴(yán)重氧化變色脫落，對(duì)次錄酸鈉防腐耐久性差，涂層防腐失?。籒TXZ021浸泡90天，輕微氧化顏色無(wú)明顯變化，附著力強(qiáng)涂層未被腐蝕，防腐有效。

5防腐涂料的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新

5.1納米技術(shù)的應(yīng)用

納米技術(shù)的飛速發(fā)展為防腐涂料帶來(lái)了革命性的變化[2]。通過(guò)將納米粒子（如納米二氧化硅、納米氧化鋅等）引入涂料配方，可以顯著提升涂料的耐腐蝕性、耐磨性和抗老化性。納米粒子的特殊小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，使涂料能夠形成更加致密、均勻的防護(hù)層，有效阻擋水分、氧氣及有害物質(zhì)的滲透，從而延長(zhǎng)資產(chǎn)的使用壽命。

5.2智能防腐涂料

智能防腐涂料是防腐涂料領(lǐng)域的創(chuàng)新亮點(diǎn)[3]。這類(lèi)涂料不僅能夠提供傳統(tǒng)的防腐功能，還能通過(guò)感知環(huán)境變化、自我修復(fù)、發(fā)出預(yù)警信號(hào)等智能行為，進(jìn)一步提升防護(hù)效果。例如：某些智能防腐涂料能夠監(jiān)測(cè)涂層下的腐蝕情況，一旦檢測(cè)到腐蝕跡象，便釋放修復(fù)劑進(jìn)行局部修復(fù)，防止腐蝕擴(kuò)散。此外，基于導(dǎo)電聚合物或光纖傳感器的智能防腐涂料，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)涂層的完整性，并在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)，為資產(chǎn)維護(hù)提供及時(shí)的信息。

5.3環(huán)保型防腐涂料

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視，環(huán)保型防腐涂料成為未來(lái)發(fā)展的重要方向[4]。低揮發(fā)性有機(jī)化合物、無(wú)毒無(wú)害、可生物降解等環(huán)保特性的防腐涂料將逐漸取代傳統(tǒng)高污染產(chǎn)品。同時(shí)，研發(fā)更高效的資源利用技術(shù)，如利用工業(yè)廢棄物或可再生資源制備防腐涂料原料，也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。

6防腐涂料的應(yīng)用領(lǐng)域

6.1石油化工

在石油化工領(lǐng)域，由于化工原料及相關(guān)化工制劑的腐蝕性強(qiáng)，必須采用耐腐蝕性強(qiáng)的材料以確保化工生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。防腐涂料的應(yīng)用可顯著提高設(shè)備的使用壽命，減少因腐蝕造成的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。

6.2海洋工程

海洋環(huán)境具有強(qiáng)腐蝕性，海洋工程中的設(shè)備和設(shè)施對(duì)防腐涂料的需求尤為迫切。防腐涂料在海洋工程中的應(yīng)用能夠有效防止海水腐蝕，保護(hù)設(shè)備和設(shè)施的安全運(yùn)行。

6.3基礎(chǔ)設(shè)施

在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，防腐涂料的應(yīng)用同樣廣泛。例如：橋梁、高速公路、鐵路等交通設(shè)施，以及電力、水利等公共設(shè)施，都需要使用防腐涂料進(jìn)行保護(hù)，以延長(zhǎng)使用壽命，減少維護(hù)成本。

7防腐涂料的發(fā)展前景

7.1技術(shù)創(chuàng)新

未來(lái)，防腐涂料的發(fā)展將更加注重技術(shù)創(chuàng)新。通過(guò)引入新材料、新工藝和新技術(shù)，不斷提升涂料的防腐性能和環(huán)保性能，以滿足不同領(lǐng)域的需求。

7.2數(shù)字化與智能化生產(chǎn)

數(shù)字化與智能化生產(chǎn)技術(shù)的引入，將極大提升防腐涂料的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)自動(dòng)化生產(chǎn)線、智能控制系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)涂料配方的精準(zhǔn)控制、生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及產(chǎn)品質(zhì)量的快速檢測(cè)[5]。

7.3跨界合作與協(xié)同創(chuàng)新

防腐涂料的未來(lái)發(fā)展離不開(kāi)跨界合作與協(xié)同創(chuàng)新。通過(guò)與材料科學(xué)、化學(xué)工程、信息技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的深度融合，可以不斷拓寬防腐涂料的應(yīng)用領(lǐng)域和性能邊界。同時(shí)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用合作，推動(dòng)科研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，也是加速防腐涂料技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要途徑。

8結(jié)語(yǔ)

本文所開(kāi)發(fā)的新型防腐涂料在次氯酸鈉使用場(chǎng)所中展現(xiàn)出了卓越的防護(hù)性能，不僅具有效延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，還降低了因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。未來(lái)，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和技術(shù)的不斷進(jìn)步，防腐涂料將更加注重環(huán)保性和智能化特征的發(fā)展。例如：通過(guò)引入生物基材料或可再生資源制備防腐涂料原料，實(shí)現(xiàn)涂料的綠色生產(chǎn)；同時(shí)，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)涂層的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警，進(jìn)一步提升防腐涂料的防護(hù)效果和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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