耐腐蚀性材料在氯碱化工中的应用

摘 要：材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题,每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币.尤其是在氯碱工业中,为了秉持科学发展观重要思想、深入贯彻绿色经济的原则,这就要求我们在进行机器生产以及使用的机器甚至是一颗小小机器零部件都要使用耐腐蚀性的建筑材料,以确保材料使用的安全寿命.本文分析了现阶段在氯碱化工中常见的耐腐蚀材料的性能和使用范围.

关 键 词：氯碱工业腐蚀防护

腐蚀发生的机理较为复杂,涉及的范围比较广泛,大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀.在整个氯碱工业中,正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键.氯碱化工中常见的腐蚀有很多种,它们按腐蚀形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀,其中局部腐蚀危害较大.,由于氯碱化工工业是一个特殊的行业领域,对建设施工材料的要求非常严格,尤其是对于一些耐腐蚀性的建设材料的选择与应用,本文就此进行了如下分析：

一、耐腐蚀材料的特点

材料腐蚀的意思是指材料受环境的作用,发生有害的化学反应或物理变化而失去其固有性能的过程.一般而言,橡胶材料,塑料材料,懒惰金属都是上好的、最普遍的耐腐蚀性的建设材料.但也会因为所处的自然环境、受力状况、腐蚀介质种类及浓度、温度、物料状态、是否要求导电、绝缘或散热,以及密度及磁性要求等而被腐蚀,所以在使用建设材料时要注意使用的大环境以及及时的进行保养工作.但是,对于一些活跃的金属而言,是极易被腐蚀,当我们只要在表面刷一层惰性金属的油漆,同样也会达到耐腐蚀的作用.所以,对于耐腐蚀性的材料一般没有一个明显的界定.

氯碱化工腐蚀特点如下：常温干燥的氯气对一般金属的腐蚀很轻微,湿氯气有很强的氧化作用,能腐蚀很多金属或非金属材料；电解系统的杂散电流容易加剧材料的化学腐蚀；湿氯气等强腐蚀性物质需用特殊的耐腐蚀的金属或非金属材料.氯碱化工中常见的腐蚀有很多种,它们按腐蚀形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀,其中局部腐蚀危害较大.局部腐蚀的主要形态有孔腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破裂、腐蚀疲劳、丝状腐蚀等.不仅材料的性能和质量要满足生产要求,而且材料的性价比也要合理.

二、耐腐蚀性材料在氯碱化工中的应用

1.耐腐蚀性材料的选择

1.1材料的机械加工性能和质量能达到设计要求

要想使氯碱化工工业生产达到预计的效果,就要严格把关建设材料的质量和性能.

1.2根据各生产阶段物料的介质、温度、压力及工艺要求区别对待

在湿氯环境中选用钛材,或采用聚氯乙烯塑料及耐蚀玻璃钢；盐水系统的设备、管线则多采用碳钢橡胶衬里、防腐涂料喷刷或者是耐蚀玻璃钢等材质制作；二次盐水中,由盐水过滤器至树脂塔之间的设备衬里橡胶应为低钙镁,以免污染盐水；碱液浓缩过程选用镍和高纯铬铁素体不锈钢为好.

2.金属材料

由于镍在高浓度碱与还原物质中具有优良的耐腐蚀性的性能,所以说高纯镍材具有很强的耐腐蚀性.因此国内外生产高浓度碱的设备中广泛的运用这种材料.对于隔膜碱厂生产的电解液大约含有10%～20%的碱,它的主要成分为未反应的食盐和溶解微量氯气的氯酸钠和硫酸钠.这种低浓度的烧碱需要浓缩至30%以上,有时甚至需要浓缩至无水级别.因此,一般的材料难以胜任,而镍材在这种环境下具有良好的耐腐蚀性,故它在氯碱厂得到广泛的应用.钛材在氯碱系统装置上的应用十分广泛,如电解槽盖、氯气总管、氯气洗涤塔、氯气冷却器、离子膜电解槽的阳极液循环和淡盐水脱氯系统等,钛衬里和钛复合板也在许多方面得到了广泛应用.如前所述,只要有氧或水存在,钛的表面便可以生成非常致密的氧化膜而成为钝态,钛的氧化膜具有很强的再生性,一旦破坏则很快恢复,但钛在密封面或缝隙处的氧耗尽时,易产生缝隙腐蚀,通过在钛中加入少量钯、镍、钼等稀有金属,可以形成良好的抗缝隙腐蚀的钛合金,一般应用在有缝隙腐蚀产生的设备和管道法兰上.6%钼合金能抵御氯碱生产过程中的氯化溶解的腐蚀,而且其也比镍合金低很多.所以含6%钼的合金在氯碱工业中也得到了广泛的应用.这种合金非常适合用于非氧化性的环境中.高钼和高氯含量使它能耐局部细微地方的腐蚀,同时这种材料中含有金属铜,这使它能够耐硫酸腐蚀.所以它对氯化溶液具备优良的抗腐蚀能力.

3.非金属材料

目前,在氯气干燥系统中的硫酸循环管线上,循环泵上普遍选用钢衬四氟的材质；氯化氢的石墨合成炉使用的耐高温垫片,也多采用聚四氟乙烯材质,效果较好,还有离子膜电解槽使用的可溶性四氟软管也是维修中需要经常更换的零部件.聚全氟乙丙烯（FEP）是聚四氟乙烯的一种改性材料,由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成,简称F46,与四氟乙烯具有相似的特性,但加工性能比四氟乙烯好,在氯碱化工中也被广泛用于设备、管道、阀门的衬里.氟塑料中的聚偏二氟乙烯（PVDF）是氟塑料中唯一能够成为硬质材料的树脂,被称为合成树脂中的“贵金属”,其机械强度和抗腐蚀性能都很好,用其制作的隔膜阀,在离子膜系统中被广泛使用.在氯碱化工生产设备中,橡胶主要用作防腐垫片等材料.使用较多的橡胶主要有软橡胶、半硬橡胶、硬橡胶等.橡胶中加入一定量的硫.进行硫化后其分子就变成了体型结构,它就具有了较软的高弹性的力学特点.在氯碱化工中,通常应用的设备以钢衬硬橡胶居多.玻璃钢具有很高的强度,优良的耐腐蚀性,以及成型加工性能好等优势点.在氯碱工业中,主要用作衬里、增强层和整体结构,湿氯气管道、盐酸储槽等也有较多运用.

结语：

为了能够推进氯碱化工产业的发展,在选购防腐蚀性材料时一定要选择合格的产品,同时还要不断发掘新的材料来代替已有的、老的、污染性高的原材料,这样就可以确保氯碱化工产业绿色、高效的、持续的发展.