燒堿裝置氯處理系統地坪的腐蝕與防護

呂文杰

(中國石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東 淄博 255411)

中國石油化工股份有限公司齊魯分公司氯堿廠隔膜燒堿裝置設計生產能力為0.2 Mt/a，1988年6月投產。該裝置的濕氯氣干燥處理單元地坪全部采用耐酸花崗巖板砌襯防腐蝕，總面積約200 m2。裝置地坪和地溝采用C20混凝土作為基層，隔離層采用環氧樹脂玻璃鋼二底二布二面，結合層采用鈉水玻璃膠泥鋪砌花崗巖板，鈉水玻璃膠泥勾縫。

1 氯氣處理系統腐蝕情況

在氯氣處理工藝過程中，由于采用質量分數為98%的濃硫酸作為干燥介質來吸收氯氣中的水分，因而經常出現濃硫酸非正常排放或泄漏，泄漏的濃硫酸溫度為40～50℃。一般處理方法是用水將泄漏的濃硫酸快速稀釋，將稀釋的濃硫酸通過地溝排放至廢水池。1992年氯氣處理單元硫酸泵基礎、排污溝兩側的地坪開始鼓起，鋪襯的耐酸花崗巖板出現局部脫落現象，嚴重的部位脫落近40%。地坪腐蝕的結果導致硫酸泵基礎上升變形、地坪上的鋼結構立柱彎曲、管線與泵連接口錯位，現場跑冒滴漏現象增加。隨后幾年按原設計多次對該地坪進行局部防腐蝕處理，但使用2～3 a又出現腐蝕現象。

2 地坪腐蝕原因分析

2.1 腐蝕原因

原氯氣處理系統地坪的構建材料主要是耐酸花崗巖板和鈉水玻璃膠泥。花崗巖本身是耐濃硫酸的優良材料，水玻璃膠泥本身也具有優良的耐強氧化性酸性能，然而在裝置運行過程中因出現非正常排放或泄漏的濃硫酸經水稀釋變成稀硫酸后，耐酸花崗巖板之間的鈉水玻璃膠泥勾縫就會受到稀硫酸強烈的侵蝕。由于鈉水玻璃膠泥的抗滲性和耐水性較差，稀硫酸便會通過膠泥縫滲入到混凝土基層，引起基層混凝土腐蝕。隨著時間的延長，稀硫酸與基層混凝土作用產生的硫酸鹽，會使混凝土基層膨脹變形，造成花崗巖板脫落。從現場腐蝕情況看，花崗巖板脫落和地面起鼓的位置主要是在地溝兩側和經常出現非正常排放或泄漏硫酸的位置。

2.2 腐蝕機理

在硫酸腐蝕混凝土的過程中，硫酸與混凝土中的氫氧化鈣及水化硅酸鈣反應生成以石膏(CaSO4·2H2O)為主的非膠凝性軟物質，并以溶液形式存在，使混凝土體積膨脹一倍多。

石膏再和混凝土中的水化鋁酸鈣起反應，生成更為復雜的復合鹽水合硫鋁酸鈣—俗稱鈣礬石。

大量的石膏和水合硫鋁酸鈣在孔隙中聚合并結晶，這些新生成的晶體膨脹發展會對周圍的混凝土產生破壞力。由于結晶的膨脹造成孔隙內壁受壓，使已硬化的混凝土開裂破壞[1-2]。

3 防腐蝕措施

解決氯氣處理單元地坪腐蝕問題要從3個方面入手:首先，要嚴格控制工藝操作，確保設備不超溫、不超壓，盡量減少硫酸的跑冒滴漏;其次，要加強設備管理和維護，注重檢修質量;第三，在地坪的防腐蝕措施上應選用密度大、抗滲性好、與花崗巖黏結力強的耐腐蝕膠泥，同時還要防止地坪上硫酸的積聚。

2004年9月裝置停車檢修期間對燒堿裝置氯氣處理系統地坪重新進行了防腐處理。經過分析論證，仍然選用花崗巖作為該氯氣處理地坪防腐的主要耐酸材料，而耐腐蝕膠泥則選用密度大、抗滲性好，與花崗巖粘接力強的YJ呋喃膠泥，用其作鋪砌花崗巖的結合層和膠泥勾縫。

具體做法是:

(1)將花崗巖板及結合層拆除，清理出已被腐蝕破壞的混凝土，露出新的土層后用三七灰土夯實，然后重新澆注C20混凝土。根據排水溝的走向制定出合理的排水坡度，并養護。

(2)在養護好的混凝土表面刷兩道環氧樹脂底漆，然后做呋喃樹脂玻璃鋼二底三布二面。

(3)用YJ呋喃膠泥座漿法鋪砌花崗巖塊材(厚60 mm)，結合層膠泥厚度為20 mm?；◢弾r鋪砌順序為由低到高，塊材間錯縫，縫隙為8～10 mm。立面鋪砌時陰角采用立面塊材壓平面塊材，陽角則相反。鋪砌時用膠錘敲擊，以保證粘結密實、平整。鋪砌后，自然干燥固化。

(4)花崗巖板之間勾縫選用YJ呋喃膠泥，分兩次完成，施工時呋喃膠泥要充實、飽滿，不能留有空隙。

4 使用效果與結論

處理后的地坪從2004年10月開始投用，至今已連續使用近9 a?，F場花崗巖地面、設備基礎完好如初，未發現地坪有起鼓和花崗巖脫落現象，膠泥縫也沒有明顯的腐蝕，各處管線也沒有因為基礎變形而導致泄漏。從使用情況來看，使用效果令人滿意。

[1]杜洪彥，邱富榮，林昌健.混凝土的腐蝕機理與新型防護方法[J]. 腐蝕科學與防護技術，2001，13(3):156-161.

[2]于忠，胡蔚儒.化工大氣環境中混凝土的腐蝕機理及性能研究[J]. 混凝土，2000，130(8):10-15.