氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施

1、解决方案示范文本 | Excellent Model Text 资料编码：CYKJ-FW-533编号：_氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施审核：_时间：_单位：_氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施用户指南：该解决方案资料适用于为完成某项目而进行的活动或努力工作过程的方案制定，通过完善工作思路，在正常运行中起到指导作用，包括确定问题目标和影响范围、分析问题并提出解决方案和建议、成本计划和可行性分析、实施和跟进。可通过修改使用，也可以直接沿用本模板进行快速编辑。氯碱行业生产过程中的工艺介质及产品（例如NaOH、湿Cl、饱和盐水、HCl、HSO等）均具有极强的腐蚀性。腐蚀不仅给设备和管道带来

2、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

3、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、0Cr1

4、8Ni9、00Cr17Ni14Mo2；NaOH浓度在30%33%、温度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Cl的腐蚀及防护措施电解槽阳极产生的Cl，为水蒸气所饱和，称湿Cl。湿Cl中常夹杂有HCl和HClO，全使许多金属材料迅速被腐蚀，当

5、Cl中含水<1.5×10-4(-4标在右上位置)（称干燥Cl）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Cl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Cl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）、CPVC、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Cl对钢铁的腐蚀最严重，所以不能直接使用。干燥Cl不腐蚀钢铁，但腐蚀Ti材，所以可以用钢铁制造输送

6、干燥Cl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：O+2HO+4e4OH-；阳极为铁的氧化反应：Fe-2eFe2+，铁被离子化溶解在盐水中而被腐蚀。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+6HO+3O4Fe(OH) 3，脱水后变

7、为FeO（铁锈）：2Fe(OH) 3HO+FeO。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、HSO、HClO为主，铁在浓HSO中的腐蚀极低，主要是由于浓HSO的氧化作用生成钝化膜的缘故。除浓HSO外，稀HSO、HCl和HClO等均能与铁反应，生成可溶性的铁盐，并析出H 。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Cl、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