鹽化工行業(yè)的腐蝕危害及防腐措施

吳發(fā)進(jìn)

（浙江杭州灣鹽業(yè)配送有限公司，浙江 杭州 310000）

鹽化工行業(yè)的腐蝕危害及防腐措施

吳發(fā)進(jìn)

（浙江杭州灣鹽業(yè)配送有限公司，浙江 杭州 310000）

腐蝕問題一直是鹽化工行業(yè)所面臨的較大難題，每年因防腐而增加的投入和腐蝕而造成的損失達(dá)上億元之多，所以防腐課題和新材料領(lǐng)域的研究均大有可為。

鹽化工行業(yè)；腐蝕危害；防腐措施

以天然海水為原料，在特定的鹽田設(shè)備上，采用一定的生產(chǎn)工藝后，可先制取原鹽（氯化鈉）和甩后液（苦鹵），甩后液經(jīng)過復(fù)曬濃縮便制得老鹵。原鹽或老鹵再經(jīng)過一系列加工便形成了鹽化工產(chǎn)品（如圖1所示）。鹽化工產(chǎn)品在人們的日常生活及醫(yī)藥、紡織、印染等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。鹽化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，無論是原輔材料（如原鹽、液氯、碘酸鉀等），還是半成品或成品（如雪花鹽、粉洗鹽、精制鹽、溴素、氯化鉀等），均具有很強(qiáng)的化學(xué)腐蝕性，對廠房、設(shè)備、包裝物及庫房等均有一定的破壞作用。鹽化工產(chǎn)品主要由氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、溴素(Br2)、氯化鎂(MgCl2)等，氯和溴同屬于鹵族元素，原子核外層都缺少一個(gè)自由電子，化學(xué)活動(dòng)性特別強(qiáng)，分離成Br-和Cl-離子后，均為強(qiáng)氧化劑，對混凝土、金屬材料等具有很強(qiáng)的腐蝕性。這種腐蝕性就能導(dǎo)致廠房的梁、柱、板、地面碳化、灰質(zhì)、脹裂等，由此產(chǎn)生安全事故隱患。對金屬設(shè)備銹蝕主要表現(xiàn)為：表面銹蝕、點(diǎn)蝕、斑駁、氧化皮脫落、幾何尺寸縮小。強(qiáng)度和剛度降低等，其后果是使設(shè)備扭曲失穩(wěn)和變形，直至報(bào)廢。這些腐蝕結(jié)果匯集起來，反應(yīng)在宏觀上就會導(dǎo)致：工程投入和生產(chǎn)成本的增加以及固定資產(chǎn)的快速減值、貶值，從而，促使企業(yè)快速折舊，減少經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 鹽化工產(chǎn)品

1 廠房的防腐措施

廠房土建保護(hù)層應(yīng)強(qiáng)化設(shè)計(jì)，增加一定的厚度，可能有效防止鹽化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原輔材料及成品或生產(chǎn)過程中產(chǎn)生粉塵、揮發(fā)物、混合濕氣等的浸蝕作用，如海精鹽生產(chǎn)過程中的原料鹽及粉塵，溴素生產(chǎn)過程中的氯氣及溴蒸氣等。

1.1 梁、板保護(hù)層

鹽化工產(chǎn)品的生產(chǎn)廠房一般均為磚混結(jié)構(gòu)，樁式基礎(chǔ)或大型條式、整體式基礎(chǔ)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆樓板和屋面，因此，鋼筋籠四周外側(cè)或鋼筋網(wǎng)表面的混凝土保護(hù)層厚度不足，長期經(jīng)受生產(chǎn)過程中的濕式混合氣體及粉塵的浸蝕，極易造成廠房柱、梁、板鋼筋混凝土損害，破壞方式隨時(shí)間的增加，逐步加深，先是表面碳化，蝕點(diǎn)蝕斑的形成，然后是碳化、裂紋、灰質(zhì)，再后來就是混凝土起鼓、局部破碎、花縫、內(nèi)部鋼筋銹蝕膨脹、出現(xiàn)掉塊、脫落，造成安全隱患。例如：某省一海精鹽廠老廠房是1998年擴(kuò)建的，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不足，加之施工不均勻，導(dǎo)致使用13年后，成為危險(xiǎn)房屋，被迫遷建，為了徹底消除安全隱患，該廠現(xiàn)擬拆除老廠房。根據(jù)有關(guān)規(guī)范，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度為2-3厘米，按照防腐年限設(shè)計(jì)為50年。一般廠房設(shè)計(jì)使用壽命也就是50年，正好吻合，而鹽化工行業(yè)建筑物和構(gòu)筑物，有經(jīng)驗(yàn)的建筑設(shè)計(jì)人員都會強(qiáng)化設(shè)計(jì)，柱、梁、板鋼筋混凝土保護(hù)層為5厘米以上（如圖2所示）。 只要施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，防腐問題可以解決，可阻止或切斷腐蝕物質(zhì)緩慢穿透及浸漬，增加穿透及浸漬路徑的長度，延長廠房使用年限。施工質(zhì)量是關(guān)鍵。如何保證施工質(zhì)量，一是事前把關(guān)，制訂好施工方案和質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度，制訂詳細(xì)的質(zhì)量檢驗(yàn)方法；二是事中把關(guān)，鋼筋混凝土澆灌前，要仔細(xì)檢查和核驗(yàn)?zāi)０迨欠窈细瘢貏e是鋼筋籠外緣與模板距離，那是保證混凝土保護(hù)層根本尺寸；三是事后控制，拆模后要請有資質(zhì)的混凝土檢測單位檢測。并要求出具檢測報(bào)告。檢測合格，方可進(jìn)入下一道工序施工，確保柱、梁、板鋼筋混凝土保護(hù)屋達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也保證廠房使用年限。

圖2 鹽化工行業(yè)建筑物和構(gòu)筑物強(qiáng)化設(shè)計(jì)

1.2 地面保護(hù)

制鹽場一般都在沿海地區(qū)的灘涂上興設(shè)的，而鹽化工行業(yè)和制鹽行業(yè)又是親“兄弟”，兩者距離很近，也基本是在鹽堿地上建設(shè)，每當(dāng)海風(fēng)吹向陸地的時(shí)候，陰天下雨空氣溫度大的時(shí)候，地下凝結(jié)咸水通過咸土、堿土的毛細(xì)管向上輸送，造成嚴(yán)重的地面返潮淌水現(xiàn)象。很不利于鹽化工行業(yè)的正常生產(chǎn)，所以新建廠房工程時(shí)，可在基礎(chǔ)墊層下面加防潮層，可采用油氈或厚度為20絲以上的鹽用薄膜墊之。車間地面或樓層面都是腐蝕物質(zhì)污染的重點(diǎn)部位，在生產(chǎn)過程中，原輔材料拋灑和飛濺，流體（鹵水等）物質(zhì)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象也有可能發(fā)生，地面和樓層面腐蝕的破壞作用在所難免，其主要形式是滲透和浸泡，如果沒有防腐措施，很容易造成地面起沙，灰化，樓層面長期受到滲透和浸泡時(shí)，局部強(qiáng)度嚴(yán)重下降，灰質(zhì)化，甚至穿孔、坍塌等。主要對策措施：一是帖防腐磚。一般場合帖花崗巖石板，可以防止除溴素以外的鹽化工產(chǎn)品腐蝕，如果沒有行駛重車的地面、樓層面，可選擇規(guī)格尺寸大的，如1米×1米的，厚度2-3公分，如果經(jīng)常有叉車、汽車在上面行駛。可選用0.3米×*0.3米的，厚度5公分的，規(guī)格尺寸小些，不容易壓碎。二是采用環(huán)氧自流平。在要求比較高的生產(chǎn)車間使用，如：精鹽小包裝，溴素的出料口等生產(chǎn)場所。

1.3 墻壁及窗和頂蓬的防腐

墻壁防腐一般采用特種防腐涂料，防腐等級要求高的地方，可采用不飽和聚胺脂玻璃鋼帖墻（如空氣吹出法制溴車間），窗可采用塑鋼材質(zhì)，頂蓬可采用塑料扣板頂。

2 設(shè)備的防腐措施

鹽化工生產(chǎn)設(shè)備的投資占很大的比重，光防腐要求所增加投入是常規(guī)設(shè)備的3-5倍，有的甚至還要高，這是鹽化工行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)決定的，生產(chǎn)過程與物料接觸的部件，全部要求防腐，加工鹽生產(chǎn)設(shè)備還要求符合國家有關(guān)衛(wèi)生指標(biāo)，所以投入較大，投資回收期較長，效益不顯著也是鹽化工行業(yè)的特點(diǎn)。

2.1 專用設(shè)備多

鹽化工行業(yè)的特殊性。對生產(chǎn)設(shè)備的防腐要求高，一般通用設(shè)備很少直接被采用的，大多數(shù)都是專用的非標(biāo)設(shè)備，如：加工鹽生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備—離心機(jī)，其主要部件要采用專門設(shè)計(jì)，至少選擇316L和317L不銹鋼，但是目前發(fā)展到要求雙相不銹鋼2205，雙相不銹鋼2205合金與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,2205合金在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能更優(yōu)越,它具有更高的抗腐蝕能力,光主材一項(xiàng)價(jià)格就翻了幾番，因離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)與鹽直接接觸，既要防腐，又要無毒無害（衛(wèi)生），還要耐磨，普通的離心機(jī)材質(zhì)為304不銹鋼，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。再如，氯化鉀生產(chǎn)主設(shè)備蒸發(fā)罐的加熱窒，現(xiàn)在要求采用鈦合金材質(zhì)，防腐傳熱性能更好，造價(jià)也隨之大幅提高。

2.2 既有設(shè)備的防腐

鹽化工行業(yè)的既有設(shè)備，主要指在用設(shè)備，如各類輸送設(shè)備，垂直提升設(shè)備，復(fù)合蒸餾塔、精餾塔，造片機(jī)，干燥床，換熱器，泵類設(shè)備，風(fēng)機(jī)類設(shè)備，壓縮機(jī)等。舊設(shè)備未到更新時(shí)期，仍然具有相當(dāng)?shù)氖褂脙r(jià)值和經(jīng)濟(jì)壽命，設(shè)備經(jīng)過經(jīng)濟(jì)評估，只要還有一定的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)壽命，就不能報(bào)廢處理，因此舊設(shè)備的防腐工作仍然很重要。舊設(shè)備防腐方法是根據(jù)設(shè)備表面銹蝕等級而確定之，舊設(shè)備表面銹蝕等級分A、B、C、D四級，A級表面全部覆蓋氧化皮且?guī)缀鯖]有鐵銹，屬于腐蝕最輕的一種，B、C、D級逐步加重，D級最嚴(yán)重，設(shè)備表面全部剝落且已普遍發(fā)生點(diǎn)蝕。設(shè)備在防腐之前，一定要對設(shè)備表面進(jìn)行除銹，除銹可采用手工和動(dòng)力工具除銹，分St2級和St3級，噴射和拋射除銹Sa2、 Sa1/2、Sa3，火焰除銹Fl及化學(xué)除銹Pi等。防腐措施主要有：a、防腐油漆涂層法，一般先上底漆，再上中間漆，最后上面漆。b、金屬涂層法，設(shè)備表面噴涂鋁和鋅及其合金，施工采用熱噴涂法。c、電化學(xué)保護(hù)法，主要采用外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極保護(hù)等，外加電流陰極保護(hù)將保護(hù)的金屬設(shè)備與直流電源負(fù)極相連，依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使設(shè)備得到保護(hù)的方法，該系統(tǒng)主要由輔助陽極、陽極屏、參比電極、直流電源等組成；犧牲陽極保護(hù)就是在被保護(hù)金屬設(shè)備上連接一個(gè)電位更負(fù)的強(qiáng)陽極，促使陰極極化。d、襯里保護(hù)法等。

2.3 輔助設(shè)備及典型部件的防腐

鹽化工生產(chǎn)輔助設(shè)備及典型部件很多，主要包括配電設(shè)備、管道設(shè)備、靜置設(shè)備等。配電設(shè)備如配電柜、屏、箱、盤、電纜、接地極等。配電設(shè)備的防腐，新項(xiàng)目工程，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行，設(shè)計(jì)文件沒有要求的，配電設(shè)備的防腐措施可按照列方法實(shí)施：柜、屏、箱、盤一般表面采用碳鋼噴塑或不銹鋼304板制作，電纜（電力電纜和控制電纜）可采用YJV系列銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜，電纜橋架可采用玻璃鋼材料，接地極使用鍍鋅扁鋼制作，管道設(shè)備，包括鹵水管道、鹽漿管道、完成液管道、冷卻水管道、自來水管道、蒸汽管道、采用導(dǎo)熱油加熱時(shí)，還有導(dǎo)熱油管道等。根據(jù)等級和要求，鹵水管道、鹽漿管道、冷卻水管道可用國標(biāo)304不銹鋼防腐材質(zhì)，完成液管道、自來水管道可有PP、PPR、ABS塑料管道，直接防腐，蒸汽管道和導(dǎo)熱油管道要用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低合金鋼管道，外表面一定要采用有效的防腐措施，除銹上漆，底漆、中間漆和面漆。這類管道不光是防腐問題，而且更重要的是安全問題，管道施工完畢。要經(jīng)過無損探傷檢測檢驗(yàn)，合格后，還及時(shí)保溫絕熱。靜態(tài)容器類設(shè)備的防腐，如：高位槽、沉降器，攪拌槽等，一般都是容積較大的，放置位置較高的，防腐級別較高的，造價(jià)較貴的，按照設(shè)計(jì)文件要求實(shí)施，設(shè)計(jì)文件沒要求的，或者舊設(shè)備大修理的，碳鋼制作的外表面可采用除銹上漆，內(nèi)表面可采用涂聚胺脂防腐，也可以用外加電流陰極保護(hù)，犧牲陽極保護(hù)等。

表1 鹽化工行業(yè)的主要產(chǎn)品及原輔材料表

3 包裝及儲存的防腐

鹽化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原輔材料及成品，因?yàn)橛幸欢ǖ母g性。所以在包裝和儲存方面均要采取防腐措施。否則也會造成一定后果，甚至后果很嚴(yán)重，如江蘇某鹽化廠溴素成品因包裝物泄漏。造成工廠附近下風(fēng)側(cè)居民200多人撒離，中毒數(shù)十人。

3.1 包裝物的選用

加工鹽的包裝物很簡單，大包裝1000公斤噸袋，袋內(nèi)壁涂塑防腐防潮，中包裝50公斤編織帶內(nèi)襯10絲塑料內(nèi)膽防腐防潮，市場銷售的雪花鹽、海精鹽、營養(yǎng)鹽有紙塑復(fù)合膜、紙筒、紙箱、瓶等包裝。氧化鉀、氧化鎂等鹽化工產(chǎn)品也是編織帶加內(nèi)襯包裝，只有溴素例外，國內(nèi)一直用陶瓷壇外套木框包裝的，國外如以色列、印度、美國采用鋼瓷復(fù)合材料制成箱，噸箱包裝，一箱一噸。

3.2 庫房的防腐要求

由于鹽化工產(chǎn)品和原輔材料（如表1所示）具有一定的腐蝕。對倉庫的要求也很高一些。主要是地面，防止物質(zhì)泄漏和粉體的浸蝕，有條件的地面最好也和生產(chǎn)車間一樣，貼5公分厚的花崗巖，條件差的可采用金剛砂處理。溴素成品，液氣、硫酸可室外存放。

[1]丁士昭, 商麗萍.《機(jī)電工程管理與實(shí)務(wù)》[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2011: 76-88.

Corrosion Damage and Corrosion Protection Measures of Salt Chemical Industry

WU Fajin
(Hangzhou Zhejiang Salt Industry Co., Ltd., Hangzhou 310000, China)

Corrosion problem has always been the salt chemical industry is facing a larger problem,billion yuan each year due to the preservation and increase of investment and corrosion caused by the loss of many, so anticorrosive project and new materials in the field of study are promising.

Salt Chemical Industry; Corrosion Hazard; Anticorrosion Measures