耐腐蚀材料在氯碱行业中的运用

耐腐蚀材料在氯碱行业中的运用

吴振国,李雪玲,马燕杰

新疆圣雄氯碱有限公司 新疆维吾尔自治区吐鲁番市 838100

【摘要】氯碱行业是腐蚀性很强的化工生产企业。在实际生产过程中，会遇到大量的腐蚀性物质。如果处理不当，将对氯碱企业的生产产生重大影响。本文根据氯碱工业中强酸和强碱的性质，探讨了耐腐蚀材料的选择，分析了它们在氯碱工业中的应用现状，并预测了它们的应用前景。

【关键词】耐蚀材料；氯碱行业；运用

前言

在氯碱行业的生产过程中，存在着大量的盐酸、氯气等强酸、强碱，这些物质一般都具有很强的腐蚀性，会对生产设施造成严重的腐蚀，导致生产设备发生运行故障，从而影响到良好的生产和发展。所以，选择合适的耐蚀材料，并对其进行相应的技术改造，以提高产品的耐蚀性能，是非常有实际意义的。此外，零件工业的生产工艺日趋复杂，运行环境日趋复杂，如烧碱、盐酸等，对氯碱装置的耐腐蚀性能提出了更高的要求。所以，选择合适的防腐材料，对氯碱生产企业的安全运行至关重要。

一、氯碱化学腐蚀的来源

氯碱行业属于比较特殊的一类，在日常生产中，往往会遇到强酸、强碱、强电等环境，对生产设备有很强的腐蚀性。要以不同设备所面临的生产环境和可能接触到的腐蚀源为基础，展开分析。之后，利用针对性的防腐蚀材料，可以有效地降低腐蚀问题。在氯碱工业中，最普遍的腐蚀源有盐水，酸，氯，碱等。由于电子的溶解，盐水与金属发生了反应，从而产生了腐蚀；酸类，比如硫酸、盐酸等，会和金属发生反应，生成氢气，会对环境造成污染。氯气是氯碱工业中最重要的一种腐蚀性物质，它会和金属发生化学反应，从而产生腐蚀性。此外，在氯碱行业中，还存在着严重的废气腐蚀和电流腐蚀等问题，多种腐蚀源的综合作用，使得氯碱行业面对着严重的腐蚀环境，更是对其良好的生产和稳定的发展构成了较大的威胁。

二、耐腐蚀材料在氯碱行业中的运用

（一）耐腐蚀材料的运用原则

不管是哪一种耐腐蚀材料，都具有一定的相对性，没有一种物质可以抵御全部的腐蚀，所以在选择氯碱行业中的耐腐蚀材料时，应该根据具体的应用场景和腐蚀物来进行有针对性的选取。首先，要知道腐蚀的来源和环境的特性，比如，在潮湿的氯气条件下，应选择钛材，在盐水环境中，应选择橡胶衬里等。除此之外，还需要对抗腐蚀材料自身的特性和加工的要求进行重视，例如，抗腐蚀材料的制造工艺方法是否符合标准，能否达到防腐蚀的要求等；最后，还要注意耐腐蚀材料的环保和经济特征，耐腐蚀材料本身不能有一定的污染性，而且要以经济、低成本为原则进行选择。

（二）金属材料选材

目前在氯碱化工业中使用最广泛的抗腐蚀金属材料有碳钢，不锈钢，钛，镍等。有些是直接用这种金属制成的产品，有些是用来做设备衬里。比如，在某些盐水的稀释溶液或电解液中，有的用于直接生产，有的用于生产设备的表面涂层或内衬，起到防腐作用；如果有些饱和的海水对碳钢等物质有较强的腐蚀作用，则需要配合内衬的方法，即采用碳钢内衬橡胶的方法。碳钢是当前使用最多的一种金属，其耐蚀性能仅在 pH值大于9.5，碱液浓度小于30%时。当碱液的浓度增大或温度大于80℃时，碳钢与铸铁的耐蚀性会逐步下降，此时，不锈钢的耐蚀性较好，尤其是在沸腾的浓碱液时，采用高镍铬不锈钢或镍合金的材料。不锈钢有许多种，如304,316等等。不锈钢的使用通常是在烧碱溶液的浓度大于30%，或者是在80℃以上。一般来说，在50-100℃的碱性环境下，316型不锈钢更适合用于50-100℃的碱性环境，而在50℃以下，304型不锈钢的成本相对较低，更加经济和环保。钛金属的耐蚀性也很好，一般都是用在氯气、盐水等管道上。钛物质在室温下可以形成一层具有良好保护特性的氧化膜，具有较高的抗腐蚀特性，可以抵抗盐水、氯溶液以及碱液的腐蚀，所以在氯气冷却中也被广泛应用。镍和镍合金也是常用的防锈材料。镍对碱液的耐蚀性极强，无论在任何温度、任何浓度的碱液中，它都能抵抗，而且镍和镍合金的物理性质和碳钢类似，在耐蚀性方面，它只比银子稍逊一筹，因此在高温、高浓度的碱液中，它的应用也更加广泛。

（三）非金属材料的选择

在氯碱工业中使用到的非金属材质的耐腐蚀材料种类也很多，例如：橡胶、始末、塑料等，有些较为常见，也有一些随着时代的发展而逐步被取代。就总体应用而言，橡胶是目前使用最多的，同时，塑料和玻璃纤维的应用也在迅速增长。橡胶具有良好的物理性能和良好的耐蚀性。橡胶分为两种，一种是人造的，一种是天然的，但无论哪一种，其耐腐蚀性都要好上许多。它不仅对一些强酸如硫酸、硝酸或者氧化剂等有良好的耐腐蚀性，而且对于大多数的有机酸、盐甚至醇等都有较好的耐腐蚀性，但它的缺点就是不适合在高温环境中使用，即对于温度的耐受性较差。在实践中，多作为衬里或衬垫，如软橡胶，硬橡胶等。如果向橡胶中加入2%-3%的硫磺，则可以将其硫化，使其变成一种柔软的胶水，从而增强其弹性，改善其抗拉性和抗磨性。在加入30-40百分点的硫磺后，可以得到一种硬橡胶，尽管弹性会下降，但耐腐蚀性和耐高温性能会增强，特别是在80℃以下；而半硬性橡胶所需的含硫量则介于二者之间。在具体的应用中，硬橡胶主要是用来做钢的内衬，如配水槽、过滤器，也可以用在二次盐水相关的树脂设备中。除此之外，乙丙橡胶也是一种常用的材料，它的绝缘性能和耐热性都很好，可以承受150摄氏度的温度，所以它被用来做电解槽的框架和阴极液的密封垫。

三、氯碱工业中耐腐蚀材料的发展趋势

（一）深化钛材料的应用

钛材料的首次使用成本较高，但其抗腐蚀效果强，可以最大限度地提高氯碱产品的品质，延长生产设备的使用寿命，减少工厂维护和其他方面的不必要成本，优化工业环境。由于生产技术不足或生产环境恶劣，过去传统的耐腐蚀材料无法达到良好的耐腐蚀性。然而，钛材料的应用可以显著提高生产设备的气密性，降低设备的腐蚀率，从而改善安全生产环境。近年来，钛热交换器设备和钛泵设备越来越多地用于氯气的电解、脱氯和处理，这在一定程度上保证了氯碱工业生产的稳定性。因此，在未来加强钛材料的应用是非常重要的。

（二）拓展非金属材料应用

目前，尽管塑料或玻璃钢的使用寿命仍然很短，但其发展速度不断加快，在反应器和管道等设备中的应用越来越多，具有良好的发展和应用前景。在氯碱行业快速发展的背景下，越来越多的氯碱行业开始引入玻璃钢进行氯气净化。塑料和玻璃钢的混合物用于防止干燥器和除雾器等设备的腐蚀。塑料也被用于生产电解和二次盐水，以取得良好的效果。使用塑料和玻璃纤维的成本相对较低，但它们具有较高的耐腐蚀性和较低的应用工程要求。因此，应逐步扩大应用范围。

四、结语

随着耐蚀材料品种的增加和与之对应的耐蚀效应的增强，使得氯碱工业具有了更好的发展前景。然而，在具体的应用过程中，仍然存在着一些现实的问题，必须要有针对性地加以解决和优化。要想促进我国氯碱工业的高质量发展，就必须对耐腐蚀材料在氯碱工业中的应用进行更加深入的研究。

参考文献

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