氯碱生产中仪表材质的选择

张树佳

摘 要：随着氯碱工艺的进一步发展，如何在氯碱生产中选择与之相对应的仪表材质也尤为重要，作为工作人员应当根据环境的改变，选择相对应的仪表材质。与此同时，应当考虑介质、温度等各项因素，只有这样才能够推动氯碱生产工艺的可持续发展。本文就氯碱生产中仪表材质的选择进行探讨，希望能够给大家提供一些意见。

关键词：氯碱生产;仪表材质;选择

当下氯碱生产工艺的自动化程度正在不断的提高，而仪表在装置中的应用也越来越广泛。由于氯碱生产中，各项工艺的使用具有一定的复杂性，且由于环境等各项因素的影响，具有较强的腐蚀性，这也在无形当中氯碱仪表材质的腐蚀性能。

1 不同介质对仪表材质选型的影响

1.1 酸性介质

由于酸性介质中存在氢离子，这会在很大程度上对仪表中的金属进行腐蚀，与此同时，通过增强溶液的酸性也会进一步加快腐蚀的反应速率，而在此同时，仪表表面的多种金属也会相继出现溶解这一现状，金属的腐蚀速度也随着时间的推移不断加快，由此可见，酸性介质中的氢离子是一种带有腐蚀性的物质。

1.2 氧化性介质

溶液具有一定的氧化性质，也会影响仪表材质中金属的腐蚀性。对于一些氧化剂来讲，它所产生的极化反应会进一步加大仪表表面接触的腐蚀性。除此之外，当氧化剂的浓度超过某一数值时也会使得金属出现钝化，进而抑制腐蚀作用，因此腐蚀性与氢离子浓度有关。与此同时，也与阴离子的氧化性能有关。

1.3 碱性介质

通过实践，我们发现一般碱溶液对于仪表表面金属腐蚀性较小，由于碱溶液会在金属表面生成难以溶解的氧化物，这种氧化物能够起到保护仪表的特殊作用。除此以外，通过研究，我们发现在碱溶液中仪表的氢电极的电位也会在一定程度上出现下降，因而，可以得出结论，在碱性介质在与金属进行反应的过程中，与之相对的平衡电位电位差也会随之变小，电池腐蚀的速度也会相应减缓[1]。

1.4 盐溶液

金属在盐溶液中出现的腐蚀性，主要分为以下四点。首先，pH值出现变化。其次，导电率加大。再者，水溶液具备还原性或是氧化性。最后，阴阳离子的特殊腐蚀作用。在进行实际操作的过程中，由于盐溶液中出现的腐蚀性并不仅仅是单一的，往往是各项因素结合最终发生的，因此在盐溶液中，强酸类溶液的腐蚀性往往会接近酸类，而弱酸类物质在溶于碱溶液中会体现出一定的碱性，进而抑制仪表中金属的腐蚀[2]。强酸强碱类物质在盐溶液中会呈现出中性这一性能，如果阴阳离子并不具有氧化性能，那么会直接影响物质在溶液中的导电率以及溶解度。在此过程之中，应当注意卤素离子，由于卤素离子的半径较小，因此对于仪表的穿透能力较大，且十分容易被金属表面的物质进行吸附，因此也在很大程度上而妨碍氧吸附作用，这也体现了卤素离子对于钝化膜的破坏作用。一旦在溶液介质中存在卤素盐这一物质时，那么金属出现的腐蚀性会十分明显，仪表也会出现局部腐蚀。

2 仪表材质的选择

2.1 盐酸介质

在运用盐酸系统进行仪表材质选择的过程中，工作人员选择法兰式的变送器以及压力表，在进行隔离膜片选择的过程中，一般会选择Ta材。在盐酸系统中进行仪表材质选择是往往会选择304+PTF，这种材质具备热电阻保护套管性能，当工作人员在对调节阀进行设计以及使用材料选择的过程中，一般来说，压力会普遍低于16MPa，在此压力下，工作人员在进行阀体材质选择时，会根据内部以及外部因素选用WCB+PTFE/F46，而阀芯材质会直接选用304+PTFE/E46，与此同时，工作人员会采用PTFE波纹管进行整体密封。在运用盐酸系统进行仪表材质选择的过程中，流量测量往往会选择电磁流量计，工作人员在电磁流量计电极以及接地环材质选择的过程中往往会采用Ta，而质量流量计测量管材质通常也会选择Ta[3]。

2.2 氯气介质

在氯碱进行生产时，一般的工艺过程会对氯气的温度进行控制，而温度一般都会高于9.6摄氏度且低于120摄氏度。在氯气的介质中工作人员往往会采用热电阻保护套管进行材料的保护，避免由于温度导致材料故障，这时会通常选择304+PTFE材质。在进行设计的过程中，如果公称压力低于16MPa，应当选择合适的调节阀阀体材质，通常都会选择WCB+PTFE/F46的材料，而针对阀芯材质的选择，往往会选用304+PTFE/E46的材料在，采用PTFE波纹管进行密封时，一旦设计时出现公称压力在16MPa之上，应当立即采用合适的调节阀阀体，而调节阀阀体的材质往往会根据温度选用LCB或是WCB，阀芯阀杆材质选用History C-276[4]。氯气流量测量工作人员一般都选择质量流量计进行测量，而AyC222是构成质量流量计测量管的重要材质。

2.3 碱性介质

工作人员在进行碱液系统变送器以及压力表选择的过程中，一般都会选择法兰式的材料，而与之相对应的隔离膜片则会选择N材。在此过程中，介质的温度也会不断发生变化，如果在介质温度低于150摄氏度时，这一情况下，介质不会结晶时，那么工作人员在进行热电阻保护套管选择时，往往会采用304+PFA材质;一旦介质的温度高于150摄氏度时，那么由于碱液浓度相对较高，因此，介质非常容易结晶，这时，工作人员在进行热电阻保护套管选择时，往往会采用NI[5]。一旦介質的温度低于150摄氏度时，介质非常不易结晶，那么工作人员在进行调节阀阀体材质选择时，通常会选择WCB+PFA，而与之相对应的阀芯材质往往会选择304+PFA[6]。当碱液浓度相对较高且十分容易进行结晶时，工作人员在进行阀门形式选择时，通常会选用旋塞阀结构，而对阀体、旋塞应用材料选择时，会使用N材质，与之相对的密封膜片会选择PFA材料。质量流量计以及密度计测量管材质通常会选择AloyC2212[7]。

3 仪表外壳材质选择

仪表外壳材料的选择以及材质所具备的防护等级对提高仪表的使用效率有着十分重要的作用。为了避免出现不必要的损耗，在工作人员进行仪表制造的过程中，应当选择合适的仪表外壳材质，而在仪表外壳材质选择的过程中一般都会选择304，由于仪表外科在生产环境中会存在十分快速的腐蚀度，因此各个厂家也在针对这一问题进行解决，通过改进和提高材料选择范围以及生产工艺，在传统材料选择的基础之上，增加了环氧树脂涂层，也有一些厂家会直接降低仪表外科中铜的含量，只有这样才能够在很大程度上减少卤素离子对于外壳的腐蚀程度，而这种办法也能够在氯碱装置运行的过程中起到良好的腐蚀作用。在工作的过程中，应当加强对于外壳防腐材料的更新速度，因此工作人员也应当加强对于现场环境腐蚀等各项因素的改善。

4 结束语

综上所述，在进行氯碱生产中，如何选择合适的仪表材质尤为重要，这会直接影响到仪表的使用寿命。与此同时，作为工作人员也应当选择与之相对应的衔接材料以及外壳材质，只有这样才能够保证检测仪表能够正常运行。

参考文献：

[1]胡学东，英强，姚志国.工业生产中仪表气露点高的影响与解决方案[J].中国氯碱，2019（04）：41-42+46.

[2]魏相章.氯碱生产中仪表材质的选择[J].氯碱工业， 2017，53（03）：38-39.

[3]周桂成，王彩红.离子膜烧碱过程中自动化仪表设计选型要点[J].科技创新与应用，2016（19）：40-41.

[4]王林.安全仪表系统（SIS）在氯碱行业的应用[J].中国盐业，2016（03）：36-40.

[5]睢国慧，陈文杰.氯碱生产的腐蚀与防护[J].中国氯碱，2015（08）：31-32+48.

[6]孔东锋，张国荣，胡万明.氯碱企业承压类特种设备的安全管理[J].氯碱工业，2015，51（05）：39-41.

[7]胡万明，孔东锋.氯碱装置设备应用分析[J].氯碱工业，2015，51（01）：35-40.