氯堿化工設備的腐蝕問題與防護對策的分析

谷棟梁

摘 要：作為我國十分重要的化工基礎行業，氯堿化工產業能夠為我國化工制造業提供生產必需的、充足的氯氣、熟石灰還有氫氣等生產材料。氯堿化工產業的發展情況對我國整體化學產業以及社會經濟發展有很重要的影響。氯堿化工設備的腐蝕問題嚴重影響著氯堿化工產業的正常生產，設備腐蝕加劇了我國氯堿化工產業發展壓力。為避免在生產過程中出現安全事故，造成不必要的資源浪費，開展氯堿化工生產的公司必須要積極開展對氯堿化工設備腐蝕問題的防護工作，只有盡可能抑制設備發生腐蝕的頻率，才能提高企業生產效益，才能保證設備生產出的氯堿化工產品具有良好質量。為開展全面、詳細的針對性防護策略，需要明確造成氯堿化工設備發生腐蝕問題的原因。

關鍵詞：氯堿化工設備;腐蝕問題;防護對策;分析

0 引言

在生產氯堿化工產品的過程中，由于接觸各類化學反應和腐蝕程度高的化學物質，氯堿化工設備都或多或少出現了腐蝕情況。氯堿化工產業若是忽略腐蝕問題造成的氯堿化工設備損耗，便會大大降低生產效益與氯堿化工產品質量，甚至還可能造成安全事故，影響生產安全[1]。若是氯堿化工企業的氯堿化工設備未滿足國家對氯堿化工設備防腐蝕性能的要求，在氯堿化工產品生產過程中氯堿化工設備便會發生嚴重腐蝕。為保證氯堿化工設備正常開展工作，提高氯堿化工產品生產質量，增加企業經濟收益，需明確造成氯堿化工設備發生問題的原因，并制定科學的防護對策。

1 氯堿化工設備的腐蝕原因

1.1 氯氣

氯堿化工生產的主要產物之一便是氯氣，這也是造成氯堿化工設備發生腐蝕的主要因素之一。氯氣的化學性質比較活潑，腐蝕性很強，在溫度發生變化后，化學性質也會出現一些變化。正常溫度下，氯氣并不會對氯堿化工設備造成腐蝕，但是如果生產環境溫度過高，氯氣的腐蝕性就會有明顯變化。若是生產環境中水分含量過高，與氯氣混合后便會產生新的化學物質，這時就會對氯堿化工設備造成嚴重腐蝕。能夠抵抗氯氣強腐蝕性的金屬與非金屬物質寥寥無幾。

1.2 燒堿

氯氣是生產氯堿化工產品時同時產生的物質，燒堿與其形成過程不同，并不是在生產過程中直接形成，但它也屬于氯堿化工產品生產期間的主要產物之一。在氯堿化工企業生產氯堿化工產品的全過程中都會出現燒堿的聲音。燒堿自身就具有很強的腐蝕性，會對氯堿化工設備造成嚴重損害。尤其是很多生產企業所使用的設備型號都比較普通，更是難以抵御燒堿的腐蝕，在燒堿腐蝕后，設備生產安全性大大降低。在工業生產過程中，完全稀釋的燒堿溶液因為生產需要會被濃縮成一定濃度，濃度改變后的燒堿溶液會對設備造成更加嚴重的傷害[2]。燒堿物質在氯堿化工設備金屬物質上產生的腐蝕更為明顯，若是監管不當，生產的氯堿化工產品甚至可能會發生泄漏，加劇了安全事故的發生頻率。為保證氯堿化工設備正常完成工作，延長設備使用壽命常常會對要與燒堿進行直接接觸的部位添加強腐蝕性裝置。

1.3 稀鹽酸

與氯氣和燒堿一樣，稀鹽酸同樣是生產產物之一，腐蝕性能與燒堿不相上下。在生產氯堿化工產品的過程中，相較于一般基礎調試劑，鹽酸對設備造成的腐蝕要更加明顯、更加嚴重。鹽酸能夠與氯堿化工設備中的許多金屬物質進行化學作用，腐蝕程度更高。在有氧、無氧的環境下，鹽酸對設備造成的腐蝕程度存在差異。在無氧環境下，鹽酸對設備上的鐵物質并不會造成嚴重損傷，但是卻會與銅發生強烈化學作用。在有氧環境下，鹽酸對設備上的鐵和銅都會發生強烈化學反應，造成嚴重腐蝕。鹽水自身并不具備腐蝕性，但是它能夠和設備上的金屬元素產生電化學反應，經過這樣的反應后金屬元素便會消失，設備被腐蝕，這也屬于常見的腐蝕現象。

2 氯堿化工設備的防護對策

氯堿化工企業在進行氯堿化工產品生產過程中產生的氯氣、燒堿以及鹽酸等物質都是會造成設備發生腐蝕的主要原因。氯堿化工產品生產過程中很難避免這些物質的產生，為了防止生產設備被腐蝕，延長設備使用壽命，降低安全事故發生頻率，所以必須開展相應的防護對策。

2.1 材料選擇

為延長氯堿化工設備的使用年限，減少設備發生安全事故的幾率，需要嚴格選擇氯堿化工設備的材質。在選擇設備材料時可以從介質的腐蝕程度、容器的結構類型以及壓力、溫度還有材料的加工形式等方面著手。部分容器內介質具有很高的腐蝕性，很少能夠找對滿足抗腐蝕的金屬材料，即便是找到了相應的金屬材料，這類材料的價格也并不便宜。為解決腐蝕問題，常常會選擇碳鋼殼體、耐腐蝕金屬或者是非金屬襯里[3]。在外層使用高強度碳鋼殼體可適當緩解內壓壓力，殼體內所運用的襯里便能積極發揮防腐作用。在選擇襯里時，要根據實際生產情況進行調整，仔細考慮生產壓力、溫度以及容積大小等內容。使用頻率較高的襯里材料常常包括不銹鋼、橡膠還有玻璃鋼等等。為提高腐蝕效果，需要嚴格把控襯里前設備表面處理環節，根據設計手冊內的相關標準設計施工圖，制作出詳細的節點放大圖。

2.2 設計結構

保證容器設計的合理性，能夠避免局部應力集中的情況，就不會造成縫隙與局部物料的殘留。一旦發生上述情況，就很可能使容器面臨局部應力與熱應力降低的情況，局部腐蝕發生頻率增加。縫隙腐蝕、應力腐蝕等都屬于局部腐蝕。為避免上述情況，在容器設計過程中就要盡可能防止零部件外形過于復雜，要確保零件完整，可以利用雙面對接焊方式焊接封頭與接管、筒體，焊接時的截面要保持圓滑，盡量避免尖角、溝槽等情況，可以將容器的底部設計為錐形，將排料接管放置在容器的最下面，這樣可以更徹底的排出物料。為消除管殼式換熱器的管板和管子之間的接縫，可以采用先脹接后焊接的方式，這樣也可以大大降低縫隙腐蝕的發生頻率。

2.3 防止應力腐蝕

當拉應力和腐蝕因素一起發揮功效時便會造成應力腐蝕。應力腐蝕常常會造成設備斷裂，并且這種斷裂情況屬于脆性斷裂，所以應力腐蝕又是在氯堿化工設備中可能出現的腐蝕問題造成危害最嚴重的一種類型。出現應力腐蝕下的斷裂一般需要滿足這幾個條件，即拉伸壓力足夠大，腐蝕環境特殊，使用的金屬材料的合金成分是特定的[4]。除了因為載荷而造成的工作應力，應力來源更多的集中在生產過程中的殘余應力，焊接、熱加工、熱處理等都都有可能造成應力。應力腐蝕大部分都是由殘余應力引起的。一般解決應力腐蝕問題的手段為焊后熱處理，以便借助該手段消除應力。在焊接過程中，要保證焊條是否符合生產條件，焊縫金屬和母材的化學成分最好一致，這樣可以降低電化學腐蝕發生頻率。要對生產過程的加工以及安裝環節進行嚴格監督，因為在生產過程中很多應力腐蝕都是在加工、安裝出現錯誤所造成。

2.4 其他防腐措施

除上述幾種主要的防腐蝕手段之外，在氯堿化工設備生產過程中還常常會通過構建保護層的方式來避免設備受到腐蝕。保護層既包括金屬保護層又包括非金屬保護層。就目前技術手段來說，金屬保護層包括陽極與陰極兩項內容。非金屬保護層則是利用耐酸瓷磚以及陶板進行設備設計。

3 結束語

氯堿化工產業屬于我國重要的化工生產業，氯堿化工產品生產過程十分復雜，并且生產過程中使用的原材料以及各項產物都具有強腐蝕性特點，若是設備保護不當，設備極有可能發生腐蝕問題。為延長設備使用壽命，減少資源浪費，提高化工收益，可以從材料選擇、結構設計、應力腐蝕等方面著手，對設備開展全面的防護。

參考文獻：

[1]袁飛.氯堿化工企業強化設備安全管理[J].化工管理，2019 （26）：80-81.

[2]韓振岐.關于氯堿化工設備安裝過程中防腐控制措施探討[J].現代制造技術與裝備，2019（08）：191+193.

[3]張品珠.氯堿化工生產工藝及設備管理措施研究[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（13）：217-218.

[4]楊茂強，孫粉霞.加強氯堿化工行業設備安全管理的措施[J].化工設計通訊，2019，45（06）：97-98.