耐腐蚀材料在氯碱行业中的运用

段瑞  马文军  范宗鹏

摘要：在氯碱领域，有许多强酸如硫酸和氯，以及强碱的工作环境。这种材料一般具有极强的腐蚀性，会在生产厂房内造成严重的腐蚀，导致生产线设备运行中的常见故障，不利于卓越制造的推广。因此，在氯碱领域的生产过程中，采用合适的耐腐蚀材料进行一定的改造，提高生产线设备的耐腐蚀性具有重要的现实意义。此外，零部件领域的加工过程越来越复杂，操作的自然环境也越来越复杂。烧碱和硫酸等腐蚀性物质的存在对氯碱生产线设备的耐腐蚀性要求更高。因此，耐腐蚀材料的选择对氯碱公司的安全运行至关重要。

关键词：耐腐蚀材料；氯碱行业；运用

1氯碱生产腐蚀的来源及特点

1.1氯气

氯碱生产中的关键产品是氯。氯作为一种具有强烈腐蚀特性的气体，也是氯碱生产线设备腐蚀的主要原因之一。氯作为一种化合物，不仅具有很强的腐蚀性，而且非常欢快，还会受到自然环境温度和环境湿度等多种因素的影响。在室温下，氯的形成不会腐蚀生产线设备。然而，由于生产过程中温度会升高，氯的腐蚀特性非常明显。如果空气的相对湿度相对较大，也会导致氯空气氧化成新的化合物，从而腐蚀生产设备。

1.2烧碱

尽管烧碱不是由氯碱生产的成品，但烧碱的形成将与所有氯碱生产过程一起具有强烈的腐蚀性，这将使氯碱生产线设备具有相对较大的腐蚀威胁。许多氯碱生产企业的生产工厂都不太好。在许多领域，腐蚀安全防护措施不到位。烧碱的腐蚀安全防护薄弱，常常导致氯碱生产装置的严重损坏。当生产厂房被烧碱腐蚀时，会形成非常严重的安全生产风险源，不利于企业的安全管理。在特定的氯碱生产中，需要通过稀释剂提取液态烧碱，这将对系统造成更严重的腐蚀。尤其是金属材料、机械和设备的腐蚀更为严重。如果监督检查工作做不好，很容易发生非常严重的生产安全事故。

1.3盐酸

与烧碱类似，硫酸是氯碱生产中的关键物质，也具有非常强的腐蚀特性。根据相关科研数据，氯碱制造企业中硫酸的实际腐蚀效果往往比基础化学品高100倍。此外，硫酸的活性意味着当与许多金属材料反应时，它也会产生非常严重的腐蚀效应。而不同类型的空气氧化自然环境具有不同的腐蚀效果。例如，在无氧运动期间，硫酸不易腐蚀铜工艺品。相反，在有氧运动中，铁和铜都会被腐蚀。事实上，硫酸腐蚀实际效果的根本原因是与金属的反应。因此，如果引起化学变化的物质没有出现，就不会有腐蚀。

2耐腐蚀材料在氯碱行业的具体运用

2.1耐腐蚀材料运用的原则

无论是哪种耐腐蚀材料，都没有一种部件能够抵抗每一种腐蚀。因此，在氯碱行业，耐腐蚀材料的选择应针对实际应用领域和腐蚀剂。一方面，我们应该了解腐蚀源及其自然环境的特点，例如在湿氯的情况下使用钛材料，在盐水的自然环境中使用塑料衬里；此外，还需要关注耐腐蚀材料的性能及其加工制造要求，如耐腐蚀材料制造方法是否合格，是否能满足防腐要求；然后，我们还应注意耐腐蚀材料的环保和经济特性。耐腐蚀材料本身不应有一定的污染。同时，我们应该坚持经济发展和低成本标准。

2.2金属材料的应用

目前，氯碱化工制造业中使用较多的金属材料的耐腐蚀材料包括碳钢、不锈钢板、钛和镍。一些金属制品被直接使用，而另一些则被用作机械和设备的衬里。例如，在盐水或锰酸锂电池的一些稀释溶液中，一些是直接生产工厂，而另一些则用作生产线设备的表面喷涂或衬里，以实现实际的防腐效果；然而，在一些饱和盐水会使碳钢和其他相关材料更具腐蚀性的前提下，有必要熔化内衬的形式。事实上，它是碳钢内衬塑料的形式。

作为最常用的金属材料化学品，碳钢及其生铁只有在pH值高于9.5且苛性钠溶液浓度低于30%时才具有耐腐蚀性。如果苛性钠溶液的浓度值增加或温度高于80℃，碳钢和生铁的耐腐蚀性将逐渐降低。在这种情况下，不锈钢板可以具有很强的耐腐蚀性，特别是当烧碱溶液在燃烧状态下浓缩时，最好使用高镍铬合金不锈钢板或镍基合金原料。

不锈钢板有许多不同类型，如304、316等。当烧碱溶液浓度高于30%或温度高于80℃时，通常使用不锈钢板。一般来说，在50~100℃的烧碱溶液中使用316不锈钢是合适的，但当温度低于50℃时，304不锈钢成本相对较低，且更经济，以发展环保。

钛材料也具有相对较高的抗腐蚀效果，一般用于湿氯、盐水等管道。钛化学品可以在室温下产生一层具有很强维护特性的氧化膜，具有很高的耐腐蚀性。它能抵抗盐水、氯水溶液和苛性钠溶液的腐蚀，因此广泛应用于氯气制冷。

镍及其镍基合金也常用作耐腐蚀材料。镍对烧碱具有很高的耐腐蚀性。无论烧碱溶液的温度或浓度如何，它都能抗腐蚀。而且，镍和镍基合金的物理特性与碳钢相似，更好的耐腐蚀性仅次于银。因此，它特别适用于连续高温高浓度的烧碱溶液。

2.3非金属材料的选用

在氯碱工业中应用到的非金属材质的耐腐蚀材料种类也比较多，例如橡胶、始末、塑料等，一些比较常见，也有一些随着时代的发展已经逐渐被取代。从整体的应用上看，橡胶的应用最为广泛，而塑料与玻璃钢也在以较快的应用速度发展。

橡胶材料有着很好的物理特性，并且抗腐蚀效果也比较好。橡胶主要包括合成与天然两种形态，但不论是哪一种都有着比较好的抗腐蚀特性。不仅仅对于一些强酸如硫酸、硝酸或者氧化剂等具有良好的耐腐蚀性，对于大多数的有机酸、盐甚至醇等都有着比较好的耐腐蚀性，但是其弱点就是不适宜在高温环境中使用，也就是对于温度耐性较差。在实际应用当中，主要是用作内衬或垫片，包括软香蕉、硬橡胶等。如果在橡胶当中添加2至3个百分点的硫，就能够将其硫化形成软胶，增加弹性，提高其拉伸性与耐摩擦性；添加30至40百分点的硫以后就能够形成硬橡胶，虽然弹性降低，但是抗腐蚀以及抗高温的特点都会更强，尤其是温度能够到80℃；而半硬橡胶其需要的硫含量介于两者之间。

具体应用当中，橡胶主要是使用硬橡胶作为钢质内衬，比如在配水槽或者过滤器当中，还可以应用在二次盐水有关的树脂设备当中。此外乙丙橡胶的运用也比较多，其具有良好的绝缘性以及耐热性，能够在150℃的高温下使用因此在一些电解槽的槽框或者阴极液的系统中作为垫片使用。

3耐腐蚀材料在氯碱行业的应用前景展望

3.1深化钛材料的运用场景

钛材料的首次应用必须花费很多，但它具有高耐腐蚀性和实用效果的特点，可以最大限度地提高氯碱产品的质量，延长生产设备的使用寿命，减少企业因设备维护而产生的不必要费用，并改善工业环境。过去，由于生产工艺不足或制造环境恶劣，传统的耐腐蚀材料无法实现高质量的耐腐蚀性。然而，钛材料的应用可以在一定程度上增强生产线设备的密封性，降低机器的腐蚀率，从而改善安全生产环境。近年来，钛材料换热器设备和钛泵设备更多地用于电解、脱氯和废氯处理，在一定程度上保证了氯碱工业生产的稳定性。因此，在不久的将来加强锆的应用非常重要。

3.2拓宽非金属材料的应用范围

现阶段，塑料或玻璃纤维防腐的应用时间并不长，但增长速度越来越快。其中大量用于反应堆、管道等设施，具有很强的发展趋势应用价值。随着氯碱市场发展的不断加快，越来越多的氯碱领域逐步引入FRP防腐进行氯气净化，依靠塑料和不锈钢热塑性树脂进行干燥器、除雾器等设备的防腐工作，并在电解中应用塑料，以获得更好的结果。塑料和玻璃纤维增强塑料防腐的应用成本低，但耐腐蚀性高，电子应用法规相对较低，因此其具体应用领域应逐步扩大。

结论

随着科技的发展以及多种技术的进步，越来越多的耐腐蚀材料被发现并运用，相关的防腐蚀技术也得到了较快的发展。随着耐腐蚀材料的种类不断增多，相应的耐腐蚀效果也在不断加强，这些都在推动氯碱行业有着更好的发展前景。但是在具体的应用当中还是存在一些实际的问题需要进行针对性的解决与优化，为了推动我国氯碱行业更高质量的发展，就要进行更为深入的耐腐蚀材料在氯碱行业的应用研究。

参考文献：

[1]张锁俊，乔腾.化工设备的维护与检修研究[J].当代化工研究，2021(12):145-146.

[2]杨继忠.化工设备管理的重要性及其强化策略[J].化工设计通讯，2017(7):127;129.