耐蝕材料在氯堿工業(yè)中應用綜述

1、建材技術耐蝕材料在氯堿工業(yè)中應用黎定標胡玲英 曹金保（南昌理工學院 江西南昌330013摘要:在概述了氯堿裝置設備中耐蝕材料應用情況之后 ，提出了合理選用耐蝕 材料的幾點建議。關鍵詞：耐蝕材料；氯堿工業(yè)；應用我們知道氯堿生產的環(huán)境較為復雜，處理的物料都是強腐蝕性介質。其中，出槽 的濕氯氣具有很強的氧化作用，能腐蝕許多金屬和非金屬材料，在它的輸送、干燥、 液化等過程中，對所用材料要求較高，防止和控制濕氯氣腐蝕是氯堿工業(yè)的重點。氯堿生產中的腐f4主要是濕腐蝕,其腐蝕的形式有均勻腐蝕和局部腐蝕。局部 腐蝕的主要形態(tài)有孔腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、雜散 電流腐蝕等?？傊捎诓牧?/p>

2、、結構、環(huán)境的不同組合而有多種多樣的腐蝕形態(tài)。 防止材料的腐蝕，必須從合理選材、結構設計、介質組成、工藝條件等進行全面考 慮，盡最大可能采取全面控制腐蝕的方法，來達到防腐蝕的目的。本文側重氯堿生產 系統(tǒng)耐蝕材料的選用作一概述，總結耐蝕材料的應用概況，以期有助于耐蝕材料在氯 堿工業(yè)中得到更加合理的應用。1耐蝕材料的選用任何一種材料的耐蝕性都是相對的、有條件的，在某種條彳下耐蝕，而在另一種 條件下則可能不耐蝕。例如，碳鋼在干燥的氯氣中是穩(wěn)定的，但在濕的氯氣中會被腐 蝕；鈦在濕的氯氣中很耐蝕，而在無水的氯氣中會被腐蝕燃燒；橡膠對于濕氯氣和氯 水有著較好的耐蝕性，但在干燥的氯氣中會被腐蝕成粉末。高純鐵

3、素體、高銘鋼在 隔膜堿的蒸發(fā)過程中是穩(wěn)定的，但對水銀堿則腐蝕嚴重；鍥在水銀堿的濃縮中具有 優(yōu)良的耐蝕性，可是對于隔膜堿會發(fā)生明顯的腐蝕。鑄鐵在熬煮隔膜堿時，一般出現均勻腐蝕，但對于水銀堿的熬煮則發(fā)生孔蝕。硬聚氯乙烯在 65e以下的氯堿介質中 具有良好的化學穩(wěn)定性，但溫度升高后它會變形、變質而破壞。因此，在氯堿生產過程中的/材料環(huán)境0體系中，選擇耐蝕材料的原則是：(1耐蝕材料的選用必須根據生產工藝各個階段介質、溫度、壓力的不同 ，分別 情況、區(qū)別對待。如濕氯環(huán)境中選用鈦材，或采用聚氯乙烯及耐蝕玻璃鋼；鹽水系統(tǒng)的設備、管 線則要采用碳鋼橡膠襯里，或耐蝕玻璃鋼襯里；而堿液濃縮過程選用鍥和高純銘鐵 素

4、體不銹鋼為好。(2材料的機械加工性能和質量能達到設計要求。(3價格較廉和施工方便。111金屬材料目前，氯堿工業(yè)中所用的結構材料有碳鋼、鑄鐵、不銹鋼和鈦等。在鹽水稀溶 液、淡鹽水、飽和鹽水、電解液中，有時直接使用，有時要在表面用防腐涂層或內襯 后使用。飽和鹽水對碳鋼設備腐蝕破壞作用比較嚴重 ，因此,氯堿廠鹽水系統(tǒng)的化鹽 桶、沉降器、高位槽、配水罐、管線等均需作防蝕涂層或內襯，一般以碳鋼襯橡膠為主。當溶液的PH大于915,堿液濃度在30%以下時，碳鋼和鑄鐵是耐蝕的；但當堿 液的濃度增高或溫度升高(超過80b后，對碳鋼和鑄鐵的腐蝕明顯增加，這時應選用 不銹鋼；對沸騰的濃堿及溶融堿常選用高鍥銘不銹鋼或

5、鍥及其合金，如堿液蒸發(fā)器加熱箱內的鍥管。近年來，由于高純高銘鐵素體不銹鋼的發(fā)展，在堿液蒸發(fā)濃縮設備 的選材方面，大有取代傳統(tǒng)鍥材的趨向。電解產生的濕氯氣，溫度為70e 80e，并伴有大量水汽及夾帶鹽霧等雜質，通常 要對其冷卻脫水。這種濕氯氣對鋼鐵及大多數金屬(如不銹鋼、#江西建材鋁、銅等均有強烈的腐蝕作用。對于濕氯氣的冷卻裝置，主要是用石墨、玻璃 材料，但由于它們的傳熱系數和制作工藝條件的限制而無法滿足氯堿生產的需要。 后來發(fā)現，鐵用在氯堿生產上，能很好地解決濕氯氣的腐蝕問題。因鈦對濕氯氣、次 氯酸鹽、氯化物溶液、海水，具有優(yōu)良的耐蝕性；在濃度小于50%的氫氧化鈉溶液 中較為穩(wěn)定；在含有氯化物

6、的堿液中其耐蝕性超過結；且具有承受電流密度高，幾何 尺寸穩(wěn)定，使用壽命長等優(yōu)點。自70年代以來，鈦材在氯堿系統(tǒng)裝置上的應用十分 活躍。112非金屬材料氯堿工業(yè)使用的非金屬材料種類繁多，如塑料、玻璃鋼、橡膠、石墨、玻璃、 陶瓷、搪瓷、防蝕涂料等。近年來，陶瓷、玻璃、搪瓷等材料的應用逐漸減少，有的 已被全部取代。石墨主要用于合成鹽酸，氯化苯工藝的冷卻裝置。總的來說，目前應 用較廣泛的是橡膠，發(fā)展迅速的是塑料和玻璃鋼，價格較廉的是涂料。11211塑料由于塑料原料豐富、價格便宜、制造方便、性能優(yōu)良，從而迅速成為另一主要 的耐蝕材料。應用于氯堿工業(yè)的耐蝕塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等 幾大類。

7、其中聚氯乙烯是目前氯堿工業(yè)中使用量最多和最廣的一類，常用來制作管 道、塔器、反應器、冷卻器、電解槽等。氟塑料的特點是耐蝕、耐高溫，常用它制成填料和設備襯里十分有效，但它們缺 點是易滲透、膨脹系數大和較難成型。若把它涂復在金屬基體上 ，形成塑料涂復層， 則可克服這些缺點。11212橡膠橡膠有較好的物理機構性能和耐蝕性能，除強氧化劑及有機溶劑外，對大多數無 機酸、有機酸及各種鹽類、醇類都是耐蝕的，但耐溫性較差。含有約13%硫的軟 橡膠、硫磺含量30%左右的半硬橡膠,耐溫為-2575e ;硫磺含量大于40%的硬橡膠, 長期使用溫度為065e，在氯堿系統(tǒng)中多用作設備襯里，襯膠層把腐蝕介質與金屬表 面隔

8、開。除在鹽水系統(tǒng)中廣泛應用外，還用在鹽酸貯罐、電解槽蓋等設施上。11213玻璃鋼玻璃鋼具有很高的強度，優(yōu)良的耐蝕性，以及成型加工性能好等優(yōu)點。在氯堿工業(yè)中主要用于襯里，增強（PV C、PP、玻璃等設備、管道的外部包復層和整體結構。11214涂料涂料主要用于建筑物、設備和管線外表，應用較多的是氯磺化聚乙烯和過氯乙 烯漆。主要用于電解、中和、鹽水、精制、液氯、氯氣干燥、合成鹽酸、堿液蒸發(fā) 廠房和構筑物等設施上。使用證明，其防蝕效果良好。另外，露天管線受大氣離蝕和 介質浸飽，所用涂料如物料管線選用聚氨酯環(huán)氧；水管線選用聚乙烯粉末涂料等，使 用效果良好。2結語與建議建國以來，氯堿工業(yè)發(fā)展迅速，大、中、

9、小氯堿廠已有200余家，燒堿產量居世 界第二。為適應我國氯堿工業(yè)迅速發(fā)展的需要 ，建議選材時應從以下三方面考慮。211重視鈦材的開發(fā)應用采用鈦材雖然一次性投資較大，但其耐腐蝕好，產品不易受腐蝕產物污染，從而 使產品質量升級，經濟價值提高；使用壽命長，可靠性高，能顯著地降低設備的折舊 和維修費用；強度高，設備緊湊，與沿用的設備相比，尺寸小，節(jié)省占地面積和空間； 改善生產環(huán)境。一些石墨設備，因材料加工性能差，而無法進行良好密封。改用鈦材 后，設備密封性能大大改善，減少或消除了 /跑、冒、滴、漏0現象。同時，因鈦材的 機械性能比石墨等非金屬材料好，設備損壞率明顯降低，從而加強了生產的安全性。 綜合考慮還是合算的，因此，拓展鈦材在氯堿生產上的應用必須予以重視。212重視塑料、玻璃鋼等非金屬材料的應用塑料和玻璃鋼在氯堿工業(yè)中應用雖還年輕，使用量還遠不如金屬材料多，但是它 們的發(fā)展速度很快，已用來制作管道、貯罐、塔器、反應器、氯冷卻器、電解槽蓋 等裝置，正