氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施时间.doc

氯碱工艺介质对设备的腐蚀侵害及防护措施时间:2010-02-24来源:本站整理 作者:安全生产网 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材料。NaOH浓度在30%~33%、温度在85~95℃，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，焊后进行适当的热处理（如低碳和低合金钢，采用600~650℃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1.5×10-4（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）、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+4e→4OH-；阳极为铁的氧化反应：Fe-2e→Fe2+，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+6H2O+3O2→4Fe(OH) 3↓，脱水后变为Fe2O3（铁锈）：2Fe(OH) 3→3H2O+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、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H