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摘 要:我国氯碱制备工业中所使用的氯气、烧碱和碱性盐酸都具有强烈的腐蚀性,做好各种氯碱制备装置的安全防腐处理工作这也是同时保证整个我国氯碱制备工业安全稳定健康运行的重要关键。再电解过程中,由于输入了大量的电流,还会产生特有的电流腐蚀,因此,氯碱工业历来就是化学工业中腐蚀最严重的一个部门,本文从涂料生产企业实际情况出发,对我国氯碱涂料生产制备过程工艺中的氯碱防腐蚀等相关问题分别做了粗浅的深入探讨。
关键词:金属氯碱材料工业;腐蚀;危害防护
氯碱工业中,引起腐蚀的是氯,碱及其其他氯系列的腐蚀性介质以及盐水,金属材料的强烈腐蚀问题是整个氯碱工业生产中人们面临的共同的巨大难题,每年因为防护材料的强烈腐蚀性而造成的直接经济损失估计多达数千亿元以上人民币。尤其特别是在我国氯碱制品工业中,所用的氯碱原材料都用的是各种具有强烈化学腐蚀性,因此氯碱腐蚀性大的问题一直是目前制约我国氯碱制品工业安全的重要的一个限制考量因素。腐蚀反应发生的基本机理较为复杂,涉及的介质范围比较广泛,大体上大致可以划分为无机化学介质腐蚀和有机电化学介质腐蚀。在整个我国氯碱装置工业中,正确合理选取各种氯碱处理装置所用材料等也是整个氯碱装置工业能否防止热腐蚀的重要关键。
1氯碱工业生产的常用化工腐蚀与化学危害的防护
1.1氯气的工业生产腐蚀与危害防护原理
氯气的有机化学性质非常活泼,在常温下干燥的氯气水对其他氯气的有机化学性和腐蚀性较低,当干燥环境中的温度逐渐大大升高后其对其他氯气的有机化学性和腐蚀反应性能就必然会逐渐大大增强。氯气与酸和氢的水合物发生化学反应后还可能会被酸分解为水生成一种氯化碱性盐酸和一种碱性氯化次氯酸,这些碱性化学反应产物都很有可能本身具有强烈的特定化学温度腐蚀性,大多数碱性有色金属及其化学物质本身可能都会被碱性氯气和水腐蚀,特定的碱性有色金属或者其他有色非金属材料在的特定化学温度腐蚀条件下它才会有可能具有这种超强防水性腐蚀的化学性能。因此不断快速搅动的热食盐水更大地增加了碳钢溶解碳和氧的物质浓度,造成了对碳钢的盐腐蚀速度加快。一般的大型碳钢焊接设备不能直接用水接触金属盐水,必须对这些碳钢焊接设备本身采取较为专业的盐水防腐防蚀措施。
1.2盐酸的物理腐蚀与化学防护作用
氯化氢盐酸是许多氯碱盐在工业生产中的主要副产物之一,遇到氨水后转变成类似盐酸的水溶液后它具有比较强的化学腐蚀性,对工业生产中的设备和排水管道都会造成严重损坏。另外其在生产中所需使用的大量硫酸也可能会直接造成生产设备的严重腐蚀。盐酸防腐装置所用的防腐材料必须合理正确选取,做好它的防腐处理工作。一般来说是用于玻璃钢的纤维或其他的织物。
1.3烧碱的直接腐蚀与安全防护
硫酸氢氧化钠也是氯碱工业生产的主要加工产品之一,烧碱的腐蚀存在可能会直接导致在采用的降膜蒸发器的生产工艺过程中加工设备的烧碱应力性受到腐蚀甚至开裂,浓缩的硫酸氢氧化钠烧碱溶液也可能会直接腐蚀与碱相关的生产设备以及器材。在使用氯碱设备工业中必须及时采取一种相应的处理方法较少氯碱设备的盐酸腐蚀,从而有效延长氯碱设备的正常使用寿命。烧碱所用到的一般为碳钢铸铁复合材质,其表层损坏主要有两个多方面主要原因:一来就是由于碱液中氯酸盐在高温熬煮时对整个机器表层存在应力腐蚀,二来就是由于整个机器壁内与壁内之外有较大的应力温度差异就会因此产生反复应力,在这种反复的不均匀地产生应力温度作用下就会造成整个机械的表层腐蚀甚至开裂。在多种广泛用于生产氯碱氧化镍的各种工业生产机械设备以及生产装置上,镍都已经是具有较为广泛的各种工业生产运用。
1.4次氯酸钠的主要化学性质腐蚀与处理高温环境防护工作原理分析
次氯酸钠在强烈的有机酸性或者弱弱的碱性腐蚀性的条件下化学性质一般是稳定的,次氯酸钠对其晶体具有非常强的有机化学物理腐蚀性,在极度强烈高温时对其化学腐蚀性最大。当它和其他次氯酸钠较为稳定时,有许多的其他铝和非金属材料使用会使其具有较强的有机化学性和防腐蚀性。当它和次氯酸钠钾的温度都比较高时,对大多数的非金属酸性物质都不能具有一定的耐热腐蚀性,严重的话它还会直接造成大量金属物质穿孔。应用中的钛金属防腐材料不仅能够对各种次氯酸钠产品起到很好的化学防腐性,在实际生产运用的中对其运行的防腐效果也比较好。
2氯碱工业的两种电化学保护形式
阴极保护和阳极保护分别是氯化电化学保护的两种主要形式,广泛用于制造氯酸盐是阴极性保护法,阴极保护是将高压直流电源的正极和阴极连接到其他工业电子装置的阴极上,将电源线的阳极和阴极连接到其他工业电子装置的阴极上阴极保护的工作原理主要是当金属电解质溶解或腐蚀时,系统受到阴极极化时,电位向负极移动,将金属置于正极的氧化物在反应过程中电位大幅下降,随着反应速度的大幅下降,金属腐蚀反应速度大幅下降。辅助正极的导电材料一般可以选择中性石墨或氧化硅,目前在我国其他技术也被广泛应用,也有正极腐蚀保护。在保护方面,其实是一种比较新的防腐保护技术,正极保护技术是电化学物质工程防锈防腐的重要技术之一,是以各种金属稳定的正极性和钝化为基础的,钝化操作机制至今主要有两种。(1)涂层氧化金属膜的钝化理论:进一步钝化的膜被认为是金属,涂层表面是由氧化铝薄膜制成的覆盖物,膜的化学稳定性高,不易溶于热,保护金属。(2)金属吸附膜理论直接吸附金属表面的氧原子的活性饱和和共享,或者金属涂层中含有的两个电子是一种被钝化的双重阴电子涂层的分子结构,因此金属内部可以直接阻止对正极子的溶解反应过程,金属部食反应速度很低,正极适合教我们一种特殊的情况:钝流密度和碳纤维钝化的正极电流密度很小。这样可以有效地降低两极能源消耗,提高两极生产的社会经济效益。
3如何保护现有氯碱工程设备
保护氯碱工業设备是我国现下最重要的要求,保护氯碱工程归结整理起来主要有以下几点:(1)不断优化氯碱工程设计,采用先进的氯碱科学生产技术,恰当合理选取氯碱设备的原材料。(2)对相关盐酸氯碱给水设备需要定期检查正常维修。(3)产品使用操作过程必须严格按照国家相关企业章程操作要求,做到零件无失误。(4)建立完善我国氯碱企业生产的安全管理体制,加强对生产工作、安全管理人员的培训教育,提升氯碱相关的生产专业技术素质,增强氯碱防腐剂的专业技术力量。
4结束语
氯碱工业复杂的工业生产环境以及所用材料较强的腐蚀性,决定了氯碱工业设备腐蚀性与防护问题的重要性,目前氯碱设备工业中对现有氯碱产品的加工生产使用环境非常复杂,所用的氯碱原材料都主要是强酸、强酸和碱等各种腐蚀性较强的化学物质,发生各种腐蚀的原因机理也比较多样,如果不充分重视材料防腐蚀的问题,由于各种腐蚀因素造成的不良后果也可能会非常严重,企业对此应时刻予以高度重视,切实配合采取各种有关管理措施加以保护现有氯碱工程设备。同时,我们还要尽可能地通过正确的操作来降低设备的腐蚀速度。
参考文献:
[1] 张成玉. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J]. 化工管理, 2020.
[2] 张俊平. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J]. 中国氯碱, 2019, 000(007):23-26.
[3] 马占武. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究[J]. 装备维修技术(26):1.
[4] 秦晓瑛. 氯碱工业设备的腐蚀与防护[J]. 新疆化工, 2003(3):7-9.
[5] 逯军正, 何冠平, 王庆. 氯碱工业中的腐蚀与防护[J]. 中国氯碱, 2010, 000(003):37-41.
作者简介:
刘飞(1988.05.12-)男,汉族,籍贯陕西榆林,大专学历,助理工程师,研究方向——氯碱行业、蒸发固碱设备及工艺、电解槽检维修设备
关键词:金属氯碱材料工业;腐蚀;危害防护
氯碱工业中,引起腐蚀的是氯,碱及其其他氯系列的腐蚀性介质以及盐水,金属材料的强烈腐蚀问题是整个氯碱工业生产中人们面临的共同的巨大难题,每年因为防护材料的强烈腐蚀性而造成的直接经济损失估计多达数千亿元以上人民币。尤其特别是在我国氯碱制品工业中,所用的氯碱原材料都用的是各种具有强烈化学腐蚀性,因此氯碱腐蚀性大的问题一直是目前制约我国氯碱制品工业安全的重要的一个限制考量因素。腐蚀反应发生的基本机理较为复杂,涉及的介质范围比较广泛,大体上大致可以划分为无机化学介质腐蚀和有机电化学介质腐蚀。在整个我国氯碱装置工业中,正确合理选取各种氯碱处理装置所用材料等也是整个氯碱装置工业能否防止热腐蚀的重要关键。
1氯碱工业生产的常用化工腐蚀与化学危害的防护
1.1氯气的工业生产腐蚀与危害防护原理
氯气的有机化学性质非常活泼,在常温下干燥的氯气水对其他氯气的有机化学性和腐蚀性较低,当干燥环境中的温度逐渐大大升高后其对其他氯气的有机化学性和腐蚀反应性能就必然会逐渐大大增强。氯气与酸和氢的水合物发生化学反应后还可能会被酸分解为水生成一种氯化碱性盐酸和一种碱性氯化次氯酸,这些碱性化学反应产物都很有可能本身具有强烈的特定化学温度腐蚀性,大多数碱性有色金属及其化学物质本身可能都会被碱性氯气和水腐蚀,特定的碱性有色金属或者其他有色非金属材料在的特定化学温度腐蚀条件下它才会有可能具有这种超强防水性腐蚀的化学性能。因此不断快速搅动的热食盐水更大地增加了碳钢溶解碳和氧的物质浓度,造成了对碳钢的盐腐蚀速度加快。一般的大型碳钢焊接设备不能直接用水接触金属盐水,必须对这些碳钢焊接设备本身采取较为专业的盐水防腐防蚀措施。
1.2盐酸的物理腐蚀与化学防护作用
氯化氢盐酸是许多氯碱盐在工业生产中的主要副产物之一,遇到氨水后转变成类似盐酸的水溶液后它具有比较强的化学腐蚀性,对工业生产中的设备和排水管道都会造成严重损坏。另外其在生产中所需使用的大量硫酸也可能会直接造成生产设备的严重腐蚀。盐酸防腐装置所用的防腐材料必须合理正确选取,做好它的防腐处理工作。一般来说是用于玻璃钢的纤维或其他的织物。
1.3烧碱的直接腐蚀与安全防护
硫酸氢氧化钠也是氯碱工业生产的主要加工产品之一,烧碱的腐蚀存在可能会直接导致在采用的降膜蒸发器的生产工艺过程中加工设备的烧碱应力性受到腐蚀甚至开裂,浓缩的硫酸氢氧化钠烧碱溶液也可能会直接腐蚀与碱相关的生产设备以及器材。在使用氯碱设备工业中必须及时采取一种相应的处理方法较少氯碱设备的盐酸腐蚀,从而有效延长氯碱设备的正常使用寿命。烧碱所用到的一般为碳钢铸铁复合材质,其表层损坏主要有两个多方面主要原因:一来就是由于碱液中氯酸盐在高温熬煮时对整个机器表层存在应力腐蚀,二来就是由于整个机器壁内与壁内之外有较大的应力温度差异就会因此产生反复应力,在这种反复的不均匀地产生应力温度作用下就会造成整个机械的表层腐蚀甚至开裂。在多种广泛用于生产氯碱氧化镍的各种工业生产机械设备以及生产装置上,镍都已经是具有较为广泛的各种工业生产运用。
1.4次氯酸钠的主要化学性质腐蚀与处理高温环境防护工作原理分析
次氯酸钠在强烈的有机酸性或者弱弱的碱性腐蚀性的条件下化学性质一般是稳定的,次氯酸钠对其晶体具有非常强的有机化学物理腐蚀性,在极度强烈高温时对其化学腐蚀性最大。当它和其他次氯酸钠较为稳定时,有许多的其他铝和非金属材料使用会使其具有较强的有机化学性和防腐蚀性。当它和次氯酸钠钾的温度都比较高时,对大多数的非金属酸性物质都不能具有一定的耐热腐蚀性,严重的话它还会直接造成大量金属物质穿孔。应用中的钛金属防腐材料不仅能够对各种次氯酸钠产品起到很好的化学防腐性,在实际生产运用的中对其运行的防腐效果也比较好。
2氯碱工业的两种电化学保护形式
阴极保护和阳极保护分别是氯化电化学保护的两种主要形式,广泛用于制造氯酸盐是阴极性保护法,阴极保护是将高压直流电源的正极和阴极连接到其他工业电子装置的阴极上,将电源线的阳极和阴极连接到其他工业电子装置的阴极上阴极保护的工作原理主要是当金属电解质溶解或腐蚀时,系统受到阴极极化时,电位向负极移动,将金属置于正极的氧化物在反应过程中电位大幅下降,随着反应速度的大幅下降,金属腐蚀反应速度大幅下降。辅助正极的导电材料一般可以选择中性石墨或氧化硅,目前在我国其他技术也被广泛应用,也有正极腐蚀保护。在保护方面,其实是一种比较新的防腐保护技术,正极保护技术是电化学物质工程防锈防腐的重要技术之一,是以各种金属稳定的正极性和钝化为基础的,钝化操作机制至今主要有两种。(1)涂层氧化金属膜的钝化理论:进一步钝化的膜被认为是金属,涂层表面是由氧化铝薄膜制成的覆盖物,膜的化学稳定性高,不易溶于热,保护金属。(2)金属吸附膜理论直接吸附金属表面的氧原子的活性饱和和共享,或者金属涂层中含有的两个电子是一种被钝化的双重阴电子涂层的分子结构,因此金属内部可以直接阻止对正极子的溶解反应过程,金属部食反应速度很低,正极适合教我们一种特殊的情况:钝流密度和碳纤维钝化的正极电流密度很小。这样可以有效地降低两极能源消耗,提高两极生产的社会经济效益。
3如何保护现有氯碱工程设备
保护氯碱工業设备是我国现下最重要的要求,保护氯碱工程归结整理起来主要有以下几点:(1)不断优化氯碱工程设计,采用先进的氯碱科学生产技术,恰当合理选取氯碱设备的原材料。(2)对相关盐酸氯碱给水设备需要定期检查正常维修。(3)产品使用操作过程必须严格按照国家相关企业章程操作要求,做到零件无失误。(4)建立完善我国氯碱企业生产的安全管理体制,加强对生产工作、安全管理人员的培训教育,提升氯碱相关的生产专业技术素质,增强氯碱防腐剂的专业技术力量。
4结束语
氯碱工业复杂的工业生产环境以及所用材料较强的腐蚀性,决定了氯碱工业设备腐蚀性与防护问题的重要性,目前氯碱设备工业中对现有氯碱产品的加工生产使用环境非常复杂,所用的氯碱原材料都主要是强酸、强酸和碱等各种腐蚀性较强的化学物质,发生各种腐蚀的原因机理也比较多样,如果不充分重视材料防腐蚀的问题,由于各种腐蚀因素造成的不良后果也可能会非常严重,企业对此应时刻予以高度重视,切实配合采取各种有关管理措施加以保护现有氯碱工程设备。同时,我们还要尽可能地通过正确的操作来降低设备的腐蚀速度。
参考文献:
[1] 张成玉. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J]. 化工管理, 2020.
[2] 张俊平. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J]. 中国氯碱, 2019, 000(007):23-26.
[3] 马占武. 氯碱工业中的设备腐蚀与防护研究[J]. 装备维修技术(26):1.
[4] 秦晓瑛. 氯碱工业设备的腐蚀与防护[J]. 新疆化工, 2003(3):7-9.
[5] 逯军正, 何冠平, 王庆. 氯碱工业中的腐蚀与防护[J]. 中国氯碱, 2010, 000(003):37-41.
作者简介:
刘飞(1988.05.12-)男,汉族,籍贯陕西榆林,大专学历,助理工程师,研究方向——氯碱行业、蒸发固碱设备及工艺、电解槽检维修设备