氯碱化工行业的腐蚀及防护

2024-09-13

氯碱化工行业是一个大行业，也是各种树脂在防腐方面较为集中的重防腐终端市场。其典型的产品为电解食盐溶液生产烧碱、氢气、氯气和氯化工产品，这就是氯碱化工行业，所有涉及到这里面的原料、中间体、半成品以及成品，都有强烈的腐蚀性，在电解过程中，由于输入了大量的电流，因此杂散电流腐蚀(俗称电化学腐蚀)尤为严重。

氯碱行业主要腐蚀介质有：盐水和电解槽内介质、湿氯气和无机酸、氧化物、碱液。

目前行业中釆用的常见的耐蚀结构材料：
碳钢、铸钢、奥氏体不锈钢、超纯铁素体不锈钢、镍和高镍合金、铜、钛等金属材料；石墨、聚氯乙烯、玻璃钢、衬胶等非金属材料。树脂防腐、各种热塑性衬里、玻璃钢内外防腐。

氯碱行业主要腐蚀部位及其对应策略：

1、盐水腐蚀

钢铁材料不能直接用盐水系统的设备，因为金属在盐水中的腐蚀为氧的去极化腐蚀，很快就生锈了。国内盐水系统设备如化盐设备、高位槽、配水槽、管线等多釆用传统的衬乙烯基脂、环氧玻璃钢或环氧煤沥青进行防腐。因为热的盐水产生的杂散电流非常要命，为应对电化学腐蚀（杂散电流）一般采用牺牲阳极保护阴极的方法。

电解槽中的原料和产品都是具有严重腐蚀性的，无论是隔膜电解槽，还是水银电解槽，其槽壁的腐蚀都非常严重，尤其是长期的液面接触界面处，腐蚀尤为严重；槽底部接触的原料和产品的温度更高，浓度更大，都是碱性很强的溶液长期浸渍腐蚀；槽顶部的盖子主要是高温气相腐蚀，比较多的是高温高浓度的湿氯气腐蚀。国内现在设计院所出来的方案：衬胶、花岗岩砖板内衬、重防腐玻璃钢、玻璃钢缠绕热塑性聚氯乙烯内衬PVC/FRP。这些是常用的方法，要想使用寿命更长，可以采用钛金属材料来做，只是这种材料目前受限于昂贵的价格，全部使用钛金属的还是凤毛麟角。

2、氯气腐蚀

氯气腐蚀是一个大的范围：高温湿氯气、干氯气、含氯浓硫酸、高温盐酸、浓盐酸以及有机氯等产品。湿氯气的腐蚀实际上就是盐酸和次氯酸的腐蚀。

温度低于80度的湿氯气可以采用双酚A型乙烯基酯树脂内衬的FRP管道；温度再低的话，直接采用更易加工成本更低的PVC管道即可；温度接近100度，乃至100以上，短时间（一般30min以内）达到120度以上的湿氯气，则需要采用酚醛型乙烯基酯树脂内衬的管道，温度特高时，甚至需要采用高交联密度型乙烯基酯树脂。还是一个道理，钛金属或合金是更好的材料，但也是成本居高不下的问题。

3、浓碱、高温碱腐蚀

加热把碱液中水分蒸发掉，形成高温浓碱，这期间的含氯稀碱液原料、含氯浓碱液中间产品和高温浓碱液都是具有腐蚀性的，尤其是高温浓碱，腐蚀非常可怕，80度以上浓碱腐蚀性非常强。目前低温的稀碱液以及低温的浓碱液，性价比最高的方案还是衬胶、玻璃钢、PVC/FRP。

40-80度的高温浓碱的防腐方案是目前争论最多的地方，PVC/FRP、还是直接乙烯基的玻璃钢，两者都有优缺点。目前主流的这个行业的设备厂家多有两种做法：温度稍低时，一般60度以下采用PVC/FRP的较多，70度上下的采用乙烯基的整体FRP就多。不同厂家的乙烯基树脂，酯键含量是不同的，没有选择对牌号，没有选择耐碱性更好的厂家，都是最终出事故的最多原因，应该是目前为止，低酯键含量的双酚A型乙烯基酯树脂玻璃钢是目前氯碱行业FRP设备厂家的所选的防腐材料。