氯堿工業(yè)中設(shè)備腐蝕與防護(hù)探究

劉飛 馮強(qiáng)強(qiáng)

摘?要：我國氯堿制備工業(yè)中所使用的氯氣、燒堿和堿性鹽酸都具有強(qiáng)烈的腐蝕性，做好各種氯堿制備裝置的安全防腐處理工作這也是同時保證整個我國氯堿制備工業(yè)安全穩(wěn)定健康運行的重要關(guān)鍵。再電解過程中，由于輸入了大量的電流，還會產(chǎn)生特有的電流腐蝕，因此，氯堿工業(yè)歷來就是化學(xué)工業(yè)中腐蝕最嚴(yán)重的一個部門，本文從涂料生產(chǎn)企業(yè)實際情況出發(fā)，對我國氯堿涂料生產(chǎn)制備過程工藝中的氯堿防腐蝕等相關(guān)問題分別做了粗淺的深入探討。

關(guān)鍵詞：金屬氯堿材料工業(yè);腐蝕;危害防護(hù)

氯堿工業(yè)中，引起腐蝕的是氯，堿及其其他氯系列的腐蝕性介質(zhì)以及鹽水，金屬材料的強(qiáng)烈腐蝕問題是整個氯堿工業(yè)生產(chǎn)中人們面臨的共同的巨大難題，每年因為防護(hù)材料的強(qiáng)烈腐蝕性而造成的直接經(jīng)濟(jì)損失估計多達(dá)數(shù)千億元以上人民幣。尤其特別是在我國氯堿制品工業(yè)中，所用的氯堿原材料都用的是各種具有強(qiáng)烈化學(xué)腐蝕性，因此氯堿腐蝕性大的問題一直是目前制約我國氯堿制品工業(yè)安全的重要的一個限制考量因素。腐蝕反應(yīng)發(fā)生的基本機(jī)理較為復(fù)雜，涉及的介質(zhì)范圍比較廣泛，大體上大致可以劃分為無機(jī)化學(xué)介質(zhì)腐蝕和有機(jī)電化學(xué)介質(zhì)腐蝕。在整個我國氯堿裝置工業(yè)中，正確合理選取各種氯堿處理裝置所用材料等也是整個氯堿裝置工業(yè)能否防止熱腐蝕的重要關(guān)鍵。

1氯堿工業(yè)生產(chǎn)的常用化工腐蝕與化學(xué)危害的防護(hù)

1.1氯氣的工業(yè)生產(chǎn)腐蝕與危害防護(hù)原理

氯氣的有機(jī)化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡诔叵赂稍锏穆葰馑畬ζ渌葰獾挠袡C(jī)化學(xué)性和腐蝕性較低，當(dāng)干燥環(huán)境中的溫度逐漸大大升高后其對其他氯氣的有機(jī)化學(xué)性和腐蝕反應(yīng)性能就必然會逐漸大大增強(qiáng)。氯氣與酸和氫的水合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后還可能會被酸分解為水生成一種氯化堿性鹽酸和一種堿性氯化次氯酸，這些堿性化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物都很有可能本身具有強(qiáng)烈的特定化學(xué)溫度腐蝕性，大多數(shù)堿性有色金屬及其化學(xué)物質(zhì)本身可能都會被堿性氯氣和水腐蝕，特定的堿性有色金屬或者其他有色非金屬材料在的特定化學(xué)溫度腐蝕條件下它才會有可能具有這種超強(qiáng)防水性腐蝕的化學(xué)性能。因此不斷快速攪動的熱食鹽水更大地增加了碳鋼溶解碳和氧的物質(zhì)濃度，造成了對碳鋼的鹽腐蝕速度加快。一般的大型碳鋼焊接設(shè)備不能直接用水接觸金屬鹽水，必須對這些碳鋼焊接設(shè)備本身采取較為專業(yè)的鹽水防腐防蝕措施。

1.2鹽酸的物理腐蝕與化學(xué)防護(hù)作用

氯化氫鹽酸是許多氯堿鹽在工業(yè)生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物之一，遇到氨水后轉(zhuǎn)變成類似鹽酸的水溶液后它具有比較強(qiáng)的化學(xué)腐蝕性，對工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備和排水管道都會造成嚴(yán)重?fù)p壞。另外其在生產(chǎn)中所需使用的大量硫酸也可能會直接造成生產(chǎn)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。鹽酸防腐裝置所用的防腐材料必須合理正確選取，做好它的防腐處理工作。一般來說是用于玻璃鋼的纖維或其他的織物。

1.3燒堿的直接腐蝕與安全防護(hù)

硫酸氫氧化鈉也是氯堿工業(yè)生產(chǎn)的主要加工產(chǎn)品之一，燒堿的腐蝕存在可能會直接導(dǎo)致在采用的降膜蒸發(fā)器的生產(chǎn)工藝過程中加工設(shè)備的燒堿應(yīng)力性受到腐蝕甚至開裂，濃縮的硫酸氫氧化鈉燒堿溶液也可能會直接腐蝕與堿相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備以及器材。在使用氯堿設(shè)備工業(yè)中必須及時采取一種相應(yīng)的處理方法較少氯堿設(shè)備的鹽酸腐蝕，從而有效延長氯堿設(shè)備的正常使用壽命。燒堿所用到的一般為碳鋼鑄鐵復(fù)合材質(zhì)，其表層損壞主要有兩個多方面主要原因：一來就是由于堿液中氯酸鹽在高溫熬煮時對整個機(jī)器表層存在應(yīng)力腐蝕，二來就是由于整個機(jī)器壁內(nèi)與壁內(nèi)之外有較大的應(yīng)力溫度差異就會因此產(chǎn)生反復(fù)應(yīng)力，在這種反復(fù)的不均勻地產(chǎn)生應(yīng)力溫度作用下就會造成整個機(jī)械的表層腐蝕甚至開裂。在多種廣泛用于生產(chǎn)氯堿氧化鎳的各種工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)裝置上，鎳都已經(jīng)是具有較為廣泛的各種工業(yè)生產(chǎn)運用。

1.4次氯酸鈉的主要化學(xué)性質(zhì)腐蝕與處理高溫環(huán)境防護(hù)工作原理分析

次氯酸鈉在強(qiáng)烈的有機(jī)酸性或者弱弱的堿性腐蝕性的條件下化學(xué)性質(zhì)一般是穩(wěn)定的，次氯酸鈉對其晶體具有非常強(qiáng)的有機(jī)化學(xué)物理腐蝕性，在極度強(qiáng)烈高溫時對其化學(xué)腐蝕性最大。當(dāng)它和其他次氯酸鈉較為穩(wěn)定時，有許多的其他鋁和非金屬材料使用會使其具有較強(qiáng)的有機(jī)化學(xué)性和防腐蝕性。當(dāng)它和次氯酸鈉鉀的溫度都比較高時，對大多數(shù)的非金屬酸性物質(zhì)都不能具有一定的耐熱腐蝕性，嚴(yán)重的話它還會直接造成大量金屬物質(zhì)穿孔。應(yīng)用中的鈦金屬防腐材料不僅能夠?qū)Ω鞣N次氯酸鈉產(chǎn)品起到很好的化學(xué)防腐性，在實際生產(chǎn)運用的中對其運行的防腐效果也比較好。

2氯堿工業(yè)的兩種電化學(xué)保護(hù)形式

陰極保護(hù)和陽極保護(hù)分別是氯化電化學(xué)保護(hù)的兩種主要形式，廣泛用于制造氯酸鹽是陰極性保護(hù)法，陰極保護(hù)是將高壓直流電源的正極和陰極連接到其他工業(yè)電子裝置的陰極上，將電源線的陽極和陰極連接到其他工業(yè)電子裝置的陰極上陰極保護(hù)的工作原理主要是當(dāng)金屬電解質(zhì)溶解或腐蝕時，系統(tǒng)受到陰極極化時，電位向負(fù)極移動，將金屬置于正極的氧化物在反應(yīng)過程中電位大幅下降，隨著反應(yīng)速度的大幅下降，金屬腐蝕反應(yīng)速度大幅下降。輔助正極的導(dǎo)電材料一般可以選擇中性石墨或氧化硅，目前在我國其他技術(shù)也被廣泛應(yīng)用，也有正極腐蝕保護(hù)。在保護(hù)方面，其實是一種比較新的防腐保護(hù)技術(shù)，正極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)物質(zhì)工程防銹防腐的重要技術(shù)之一，是以各種金屬穩(wěn)定的正極性和鈍化為基礎(chǔ)的，鈍化操作機(jī)制至今主要有兩種。（1）涂層氧化金屬膜的鈍化理論：進(jìn)一步鈍化的膜被認(rèn)為是金屬，涂層表面是由氧化鋁薄膜制成的覆蓋物，膜的化學(xué)穩(wěn)定性高，不易溶于熱，保護(hù)金屬。（2）金屬吸附膜理論直接吸附金屬表面的氧原子的活性飽和和共享，或者金屬涂層中含有的兩個電子是一種被鈍化的雙重陰電子涂層的分子結(jié)構(gòu)，因此金屬內(nèi)部可以直接阻止對正極子的溶解反應(yīng)過程，金屬部食反應(yīng)速度很低，正極適合教我們一種特殊的情況：鈍流密度和碳纖維鈍化的正極電流密度很小。這樣可以有效地降低兩極能源消耗，提高兩極生產(chǎn)的社會經(jīng)濟(jì)效益。

3如何保護(hù)現(xiàn)有氯堿工程設(shè)備

保護(hù)氯堿工業(yè)設(shè)備是我國現(xiàn)下最重要的要求，保護(hù)氯堿工程歸結(jié)整理起來主要有以下幾點：（1）不斷優(yōu)化氯堿工程設(shè)計，采用先進(jìn)的氯堿科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，恰當(dāng)合理選取氯堿設(shè)備的原材料。（2）對相關(guān)鹽酸氯堿給水設(shè)備需要定期檢查正常維修。（3）產(chǎn)品使用操作過程必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)企業(yè)章程操作要求，做到零件無失誤。（4）建立完善我國氯堿企業(yè)生產(chǎn)的安全管理體制，加強(qiáng)對生產(chǎn)工作、安全管理人員的培訓(xùn)教育，提升氯堿相關(guān)的生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)素質(zhì)，增強(qiáng)氯堿防腐劑的專業(yè)技術(shù)力量。

4結(jié)束語

氯堿工業(yè)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境以及所用材料較強(qiáng)的腐蝕性，決定了氯堿工業(yè)設(shè)備腐蝕性與防護(hù)問題的重要性，目前氯堿設(shè)備工業(yè)中對現(xiàn)有氯堿產(chǎn)品的加工生產(chǎn)使用環(huán)境非常復(fù)雜，所用的氯堿原材料都主要是強(qiáng)酸、強(qiáng)酸和堿等各種腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，發(fā)生各種腐蝕的原因機(jī)理也比較多樣，如果不充分重視材料防腐蝕的問題，由于各種腐蝕因素造成的不良后果也可能會非常嚴(yán)重，企業(yè)對此應(yīng)時刻予以高度重視，切實配合采取各種有關(guān)管理措施加以保護(hù)現(xiàn)有氯堿工程設(shè)備。同時，我們還要盡可能地通過正確的操作來降低設(shè)備的腐蝕速度。

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作者簡介：

劉飛（1988.05.12-）男，漢族，籍貫陜西榆林，大專學(xué)歷，助理工程師，研究方向——氯堿行業(yè)、蒸發(fā)固堿設(shè)備及工藝、電解槽檢維修設(shè)備