氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施

1、氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施 氯碱行业生产过程中的工艺介质及产品（例如naoh、湿cl2、饱和盐水、hcl、h2so4等）均具有极强的腐蚀性。腐蚀不仅给设备和管道带来危害，而且还会严重危害员工的身心健康，污染环境，危及安全生产，造成各类事故。因此，要从根本上解决腐蚀造成的损失和危害，确保安全生产。一、naoh的腐蚀及防护措施1. naoh的腐蚀分析naoh是氯碱生产中腐蚀性较强的介质。在常温下，质量浓度30%（m/m），简称浓度，下同）的稀碱液可使钢铁表面生成不溶性钝化膜，而使其有良好的耐蚀性。但是，钢铁的耐蚀性能随碱液的浓度和温度的升高而降低。当碱液浓度30%时，则钝化膜的保护性能

2、随浓度的升高而降低，如果温度也同时升高（80），则普通钢铁就会受到严重的腐蚀侵害。naoh对钢铁设备的腐蚀侵害形成有两种，即均匀腐蚀和局部腐蚀，其有多种原因引起的局部腐蚀是主要的，它容易造成设备的突然破坏，危害极大。钢铁受高温、浓碱腐蚀后会发脆，如果同时有应力（外加应力或残余应力）作用，则会产生不同程度的应力腐蚀，于是将加速材料的破坏，这种现象一般称“碱脆”。据资料介绍：15%48%的naoh，温度低于82时不发生“碱脆”，而50%的naoh在52时就发生“碱脆”。“碱脆”可使设备焊缝两边加热区出现裂缝，造成漏碱，一经漏碱，难以补焊。2.防护措施naoh生产系统应根据碱液的浓度和温度选用合适的

3、材料。naoh浓度在30%33%、温度在8595，属于应力腐蚀环境，因此该系统的非标设备和管道最好选用超低碳奥氏体不锈钢，一般可选00cr18ni10、0cr18ni9、00cr17ni14mo2；naoh浓度在30%33%、温度50时可选用0cr18ni9、0cr18ni11ti、0cr18ni9ti；naoh浓度50%、温度85时可选用ni材料等。该系统也可选用非金属材料，如聚丙烯（pph）、氯化聚氯乙烯（cpvc）、玻璃钢增强的聚氯乙烯（frp/pvc）等，但缺点是寿命短、可靠性差。为防止钢铁设备发生“碱脆”，应采用合理的结构设计和制造工艺，在严格控制材料质量的同时必须提高制造质量，焊后

4、进行适当的热处理（如低碳和低合金钢，采用600650退火处理），严格焊缝检测，消除外界应力和残余应力。二、湿cl2的腐蚀及防护措施电解槽阳极产生的cl2，为水蒸气所饱和，称湿cl2。湿cl2中常夹杂有hcl和hclo，全使许多金属材料迅速被腐蚀，当cl2中含水1.510-4（称干燥cl2）时，对普通结构材料腐蚀极微，因此对接触湿cl2的设备及管道材料应予以重视。2.防护措施由于湿cl2几乎对所有金属都能腐蚀，其中只有ti材料耐蚀，这是因为湿cl2是氧化性介质，使ti表面一成一层耐蚀的氧化膜。在常温下，耐湿cl2腐蚀的材料多采用非金属材料，如钢衬橡胶（ss/hrl）、聚偏二氟乙烯（pvdf）、c

5、pvc、钢衬聚四氟乙烯（ss/ptfe）、frp/pvc、玻璃钢（frp）等，它们主要做设备和管道的衬里和整体材料。湿cl2对钢铁的腐蚀最严重，所以不能直接使用。干燥cl2不腐蚀钢铁，但腐蚀ti材，所以可以用钢铁制造输送干燥cl2的压缩机和管道。三、盐水的腐蚀及时性防护措施1.盐水的腐蚀分析由于电解系统包括一个庞大的盐水工序，其设备防腐性能的好与坏，直接影响着盐水质量和电解槽的正常运行。钢铁在盐水中的腐蚀速度受盐水中溶解氧的控制，因盐水中存在氧的浓度差，易构成氧浓差腐蚀电池，其反应过程是：阴极为氧的还原反应：o2+2h2o+4e4oh-；阳极为铁的氧化反应：fe-2efe2+，铁被离子化溶解在

6、盐水中而被腐蚀。应当引起注意的是，在盐水设备的气相部分，如容器顶盖和液面以上的器壁比液面中的部分腐蚀得严重，其原因是上面有凝结的水膜，氧易透过而达到饱和状态,发生氧的去极化反应：4fe+6h2o+3o24fe(oh) 3，脱水后变为fe2o3（铁锈）：2fe(oh) 33h2o+fe2o3。2.防护措施根据盐水的腐蚀特点，一般的金属材料都不透用，目前盐水系统的设备、管道、阀门等均采用耐蚀高分子材料作为整体材料或衬里材料，构成了以ss/hrl、钢衬聚丙烯（ss/pp）、ss/ptfe、frp/pvc等为主要的防腐方法。四、酸类及尾气的腐蚀与防护措施1.酸类及尾气的腐蚀分析酸类的腐蚀主要以hcl、

7、h2so4、hclo为主，铁在浓h2so4中的腐蚀极低，主要是由于浓h2so4的氧化作用生成钝化膜的缘故。除浓h2so4外，稀h2so4、hcl和hclo等均能与铁反应，生成可溶性的铁盐，并析出h 2。属气腐蚀发生在操作控制不严或发生不正常现象时，出现的废气排空现象，主要以cl2、hcl气体、碱雾为主。2.防护措施为防止各类酸对生产设备、储存设备和管道的腐蚀侵害，hcl气体生产可采用铁炉或石墨炉，吸收段必须采用石墨材料，储槽采用ss/hrl、pph、frp，泵可选用聚四衬乙烯氟泵、陶瓷泵、衬胶泵等，管道可用ss/ptfe、frp、ss/pp、聚乙烯（pe）、ss/hrl等，阀门可用pph隔膜阀、衬聚四氟乙烯阀、pvdf隔膜前期。浓h2so4储存设备可用钢铁制造，为防止尾气腐蚀设备、厂房、管架，多用涂料