固體氫氧化鉀生產中設備腐蝕的因素及防腐措施

吳正偉 靳磊（青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816099）

固體氫氧化鉀生產中設備腐蝕的因素及防腐措施

吳正偉 靳磊（青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司，青海格爾木 816099）

在生產固體氫氧化鉀的過程中，使用的生產設備常常會遭到一定程度的腐蝕。而設備的腐蝕不僅會縮短設備的使用壽命，還將導致后續生產受到一定的影響，以至于給企業帶來巨大的經濟損失。所以，需要對固體氫氧化鉀生產中的設備腐蝕因素展開分析，并采取相關防腐措施加強對設備的保護，以便在確保設備的安全運轉的同時，給企業帶來更多的經濟效益。

固體氫氧化鉀；生產設備；腐蝕因素；防腐措施

就目前來看，化工企業在生產固體氫氧化鉀時通常使用的是國外先進設備，由耐堿腐蝕的低碳鎳制造而成。但該設備的使用為企業帶來較好的經濟效益和社會效益的同時，也存在著嚴重的設備腐蝕問題，繼而使企業的生產受到了影響。

1 固體氫氧化鉀生產中設備腐蝕的因素分析

在生產固體氫氧化鉀的過程中，鎳設備將受到設備結構應力、氧氣、熱應力和化學物質等多種因素影響，繼而產生一定的設備腐蝕現象。首先，低碳鎳材表面凹凸不平，與氧化劑有較大的接觸面積，本身容易受到腐蝕。而受到材料本身結構和安裝操作不當的影響，設備將出現許多應力集中點，并導致局部腐蝕加速的現象，繼而產生管壁穿透問題。其次，在設備停車期間，如果設備內進入空氣，鎳材就容易與氧氣反應，并在表面形成氧化鎳的保護層。而開車后，這一保護層將被高溫堿液溶解，并導致下層鎳材受到堿液腐蝕。同時，如果管道中存有空氣，氧氣也會在高溫狀態下與鎳材持續反應。再者，開車過程中，因升溫和進料將產生一定的熱應力，繼而使鎳設備的應力腐蝕增加。而進料太少或堿液中含有大量氣泡問題的存在，將導致局部干壁和局部熱應力，繼而導致設備腐蝕加劇。此外，在設備與堿液接觸的過程中，堿液中存在的氯酸鹽將250℃以上分解會釋放出氧氣，氧氣將會與鎳材發生反應。而隨著溫度的變高，堿液濃度將越高，繼而使腐蝕速度逐漸加快。同時，生產中加糖過量將導致大量二氧化碳的產生。而氣泡的附著將造成設備局部干壁，并因氣泡生長、潰滅而產生空蝕。

2 防止固體氫氧化鉀生產設備腐蝕的措施探討

2.1 結構應力腐蝕的控制措施

為控制因結構應力產生的腐蝕，需要加強對設備裝配過程中產生的殘余應力的控制。一方面，在設備設計的過程中，需要保證零部件的外形簡單，并且采用雙面對焊的方式進行材料的焊接。同時，需要盡量減少設備的溝槽和縫隙，并利用先脹后接的方法消除管板與管子的連接縫隙，從而進行縫隙腐蝕的預防。另一方面，在設備加工和安裝的過程中，需要使有應力腐蝕傾向的容器經應力消除后再進行熱處理，并且選用合適的焊條進行焊接，從而防止電化學腐蝕的產生［1］。此外，在焊接設備的過程，需要保證工件表面的清潔度，并且確保焊接溫度不低于15℃。而為了防止熱裂紋，則要使用小線能量焊接。

2.2 氧氣腐蝕的控制措施

為了預防氧氣腐蝕的產生，首先需要在設備停車期間保持系統得到低壓蒸汽的連續吹掃。而通過吹掃保護管道、蒸發器和濃縮器，就可以避免設備進入空氣，繼而避免鎳材與氧氣反應［2］。其次，在設備開車后，需要利用氮氣進行設備密封，并且使通入的氮氣始終處在微正壓狀態，以防止空氣的進入。而一般的情況下，可以在設備盛高濃度堿液的密封罐處通入氮氣。

2.3 熱應力腐蝕的控制措施

為了防止鎳設備受到熱應力的腐蝕，需要采取綜合措施防止熱應力產生。在開車前，需要給降膜濃縮器的濃縮管加熱，而熔鹽溫度與濃縮管溫度溫差不宜超過30℃。所以，為了防止熱震，并確保低碳鎳設備得到初期的護理，需要將熔鹽的升溫速度控制在30℃/h以下。而在進行大循環加熱之前，需要利用蒸汽預熱。同時，如果設備在長期停車后初次啟動，則需要在投料前利用蒸汽進行系統的吹掃，以便達成減小投料和升溫對鎳材造成的熱應力的目的。此外，需要控制好設備的進料量，以便防止液膜太薄造成的設備干壁，繼而避免設備管承受過多的熱應力。

2.4 化學腐蝕的控制措施

為了防止氯酸鹽對鎳材進行氧化腐蝕，可以通過在堿液中加入蔗糖水溶液的方法除去堿液中的氧化性氯酸鹽。而在實際生產中，只要將蔗糖量控制在理論量的6到8倍，就可以避免因蔗糖量過多而導致鎳設備空蝕。一般的情況下，48%的氫氧化鉀溶液中將含有0.0015%到0.0020%的氯酸根離子，可利用計量泵在堿液中加入5%（或10%）的蔗糖水溶液，就可以在堿液進入蒸發濃縮器前除掉堿液中氯酸鹽，繼而對后續設備進行有效保護［3］。此外，在停車時，需要完成蔗糖液罐和蔗糖液管線的清洗，以便使設備內殘存的發酵物得以去除。而設備如果需要長期停車，則需要利用純水進行整個已經冷卻的生產系統的沖洗，以便使裝置內的殘存堿液得到清洗，繼而減輕設備的腐蝕。

3 結語

總而言之，研究固體氫氧化鉀生產中設備腐蝕因素，并針對設備腐蝕原因采取相應的防腐措施，對延長設備使用壽命和保證設備長期高效運行有著重要的意義。同時，較好的設備防腐措施的采取也可以確保產品的質量和生產安全，繼而使企業的經濟效益得到提高。因此，相關化工企業有必要做好相應的研究工作，以便為企業的可持續發展提供更多的保障。

［1］黃濤.淺析化工機械設備腐蝕原因及防腐措施［J］.化工管理，2015，24：137.

［2］孔小康.化工機械設備的防腐設計及措施［J］.新疆化工，2014，02：20-22.

［3］蔣春生，滕雪松.淺析化工設備的腐蝕與防腐措施［J］.黑龍江科技信息，2013，35：126.