氯碱化工设备的腐蚀问题与防护对策的分析

谷栋梁

摘 要：作为我国十分重要的化工基础行业，氯碱化工产业能够为我国化工制造业提供生产必需的、充足的氯气、熟石灰还有氢气等生产材料。氯碱化工产业的发展情况对我国整体化学产业以及社会经济发展有很重要的影响。氯碱化工设备的腐蚀问题严重影响着氯碱化工产业的正常生产，设备腐蚀加剧了我国氯碱化工产业发展压力。为避免在生产过程中出现安全事故，造成不必要的资源浪费，开展氯碱化工生产的公司必须要积极开展对氯碱化工设备腐蚀问题的防护工作，只有尽可能抑制设备发生腐蚀的频率，才能提高企业生产效益，才能保证设备生产出的氯碱化工产品具有良好质量。为开展全面、详细的针对性防护策略，需要明确造成氯碱化工设备发生腐蚀问题的原因。

关键词：氯碱化工设备;腐蚀问题;防护对策;分析

0 引言

在生产氯碱化工产品的过程中，由于接触各类化学反应和腐蚀程度高的化学物质，氯碱化工设备都或多或少出现了腐蚀情况。氯碱化工产业若是忽略腐蚀问题造成的氯碱化工设备损耗，便会大大降低生产效益与氯碱化工产品质量，甚至还可能造成安全事故，影响生产安全[1]。若是氯碱化工企业的氯碱化工设备未满足国家对氯碱化工设备防腐蚀性能的要求，在氯碱化工产品生产过程中氯碱化工设备便会发生严重腐蚀。为保证氯碱化工设备正常开展工作，提高氯碱化工产品生产质量，增加企业经济收益，需明确造成氯碱化工设备发生问题的原因，并制定科学的防护对策。

1 氯碱化工设备的腐蚀原因

1.1 氯气

氯碱化工生产的主要产物之一便是氯气，这也是造成氯碱化工设备发生腐蚀的主要因素之一。氯气的化学性质比较活泼，腐蚀性很强，在温度发生变化后，化学性质也会出现一些变化。正常温度下，氯气并不会对氯碱化工设备造成腐蚀，但是如果生产环境温度过高，氯气的腐蚀性就会有明显变化。若是生产环境中水分含量过高，与氯气混合后便会产生新的化学物质，这时就会对氯碱化工设备造成严重腐蚀。能够抵抗氯气强腐蚀性的金属与非金属物质寥寥无几。

1.2 烧碱

氯气是生产氯碱化工产品时同时产生的物质，烧碱与其形成过程不同，并不是在生产过程中直接形成，但它也属于氯碱化工产品生产期间的主要产物之一。在氯碱化工企业生产氯碱化工产品的全过程中都会出现烧碱的声音。烧碱自身就具有很强的腐蚀性，会对氯碱化工设备造成严重损害。尤其是很多生产企业所使用的设备型号都比较普通，更是难以抵御烧碱的腐蚀，在烧碱腐蚀后，设备生产安全性大大降低。在工业生产过程中，完全稀释的烧碱溶液因为生产需要会被浓缩成一定浓度，浓度改变后的烧碱溶液会对设备造成更加严重的伤害[2]。烧碱物质在氯碱化工设备金属物质上产生的腐蚀更为明显，若是监管不当，生产的氯碱化工产品甚至可能会发生泄漏，加剧了安全事故的发生频率。为保证氯碱化工设备正常完成工作，延长设备使用寿命常常会对要与烧碱进行直接接触的部位添加强腐蚀性装置。

1.3 稀盐酸

与氯气和烧碱一样，稀盐酸同样是生产产物之一，腐蚀性能与烧碱不相上下。在生产氯碱化工产品的过程中，相较于一般基础调试剂，盐酸对设备造成的腐蚀要更加明显、更加严重。盐酸能够与氯碱化工设备中的许多金属物质进行化学作用，腐蚀程度更高。在有氧、无氧的环境下，盐酸对设备造成的腐蚀程度存在差异。在无氧环境下，盐酸对设备上的铁物质并不会造成严重损伤，但是却会与铜发生强烈化学作用。在有氧环境下，盐酸对设备上的铁和铜都会发生强烈化学反应，造成严重腐蚀。盐水自身并不具备腐蚀性，但是它能够和设备上的金属元素产生电化学反应，经过这样的反应后金属元素便会消失，设备被腐蚀，这也属于常见的腐蚀现象。

2 氯碱化工设备的防护对策

氯碱化工企业在进行氯碱化工产品生产过程中产生的氯气、烧碱以及盐酸等物质都是会造成设备发生腐蚀的主要原因。氯碱化工产品生产过程中很难避免这些物质的产生，为了防止生产设备被腐蚀，延长设备使用寿命，降低安全事故发生频率，所以必须开展相应的防护对策。

2.1 材料选择

为延长氯碱化工设备的使用年限，减少设备发生安全事故的几率，需要严格选择氯碱化工设备的材质。在选择设备材料时可以从介质的腐蚀程度、容器的结构类型以及压力、温度还有材料的加工形式等方面着手。部分容器内介质具有很高的腐蚀性，很少能够找对满足抗腐蚀的金属材料，即便是找到了相应的金属材料，这类材料的价格也并不便宜。为解决腐蚀问题，常常会选择碳钢壳体、耐腐蚀金属或者是非金属衬里[3]。在外层使用高强度碳钢壳体可适当缓解内压压力，壳体内所运用的衬里便能积极发挥防腐作用。在选择衬里时，要根据实际生产情况进行调整，仔细考虑生产压力、温度以及容积大小等内容。使用频率较高的衬里材料常常包括不锈钢、橡胶还有玻璃钢等等。为提高腐蚀效果，需要严格把控衬里前设备表面处理环节，根据设计手册内的相关标准设计施工图，制作出详细的节点放大图。

2.2 设计结构

保证容器设计的合理性，能够避免局部应力集中的情况，就不会造成缝隙与局部物料的残留。一旦发生上述情况，就很可能使容器面临局部应力与热应力降低的情况，局部腐蚀发生频率增加。缝隙腐蚀、应力腐蚀等都属于局部腐蚀。为避免上述情况，在容器设计过程中就要尽可能防止零部件外形过于复杂，要确保零件完整，可以利用双面对接焊方式焊接封头与接管、筒体，焊接时的截面要保持圆滑，尽量避免尖角、沟槽等情况，可以将容器的底部设计为锥形，将排料接管放置在容器的最下面，这样可以更彻底的排出物料。为消除管壳式换热器的管板和管子之间的接缝，可以采用先胀接后焊接的方式，这样也可以大大降低缝隙腐蚀的发生频率。

2.3 防止应力腐蚀

当拉应力和腐蚀因素一起发挥功效时便会造成应力腐蚀。应力腐蚀常常会造成设备断裂，并且这种断裂情况属于脆性断裂，所以应力腐蚀又是在氯碱化工设备中可能出现的腐蚀问题造成危害最严重的一种类型。出现应力腐蚀下的断裂一般需要满足这几个条件，即拉伸压力足够大，腐蚀环境特殊，使用的金属材料的合金成分是特定的[4]。除了因为载荷而造成的工作应力，应力来源更多的集中在生产过程中的残余应力，焊接、热加工、热处理等都都有可能造成应力。应力腐蚀大部分都是由残余应力引起的。一般解决应力腐蚀问题的手段为焊后热处理，以便借助该手段消除应力。在焊接过程中，要保证焊条是否符合生产条件，焊缝金属和母材的化学成分最好一致，这样可以降低电化学腐蚀发生频率。要对生产过程的加工以及安装环节进行严格监督，因为在生产过程中很多应力腐蚀都是在加工、安装出现错误所造成。

2.4 其他防腐措施

除上述几种主要的防腐蚀手段之外，在氯碱化工设备生产过程中还常常会通过构建保护层的方式来避免设备受到腐蚀。保护层既包括金属保护层又包括非金属保护层。就目前技术手段来说，金属保护层包括阳极与阴极两项内容。非金属保护层则是利用耐酸瓷砖以及陶板进行设备设计。

3 结束语

氯碱化工产业属于我国重要的化工生产业，氯碱化工产品生产过程十分复杂，并且生产过程中使用的原材料以及各项产物都具有强腐蚀性特点，若是设备保护不当，设备极有可能发生腐蚀问题。为延长设备使用寿命，减少资源浪费，提高化工收益，可以从材料选择、结构设计、应力腐蚀等方面着手，对设备开展全面的防护。

参考文献：

[1]袁飞.氯碱化工企业强化设备安全管理[J].化工管理，2019 （26）：80-81.

[2]韩振岐.关于氯碱化工设备安装过程中防腐控制措施探讨[J].现代制造技术与装备，2019（08）：191+193.

[3]张品珠.氯碱化工生产工艺及设备管理措施研究[J].中国石油和化工标准与質量，2019，39（13）：217-218.

[4]杨茂强，孙粉霞.加强氯碱化工行业设备安全管理的措施[J].化工设计通讯，2019，45（06）：97-98.