尾氣污水處理裝置酸堿腐蝕的分析

宋雙利(大慶煉化公司聚合物一廠，黑龍江 大慶 163000)

尾氣污水處理裝置酸堿腐蝕的分析

宋雙利(大慶煉化公司聚合物一廠，黑龍江 大慶 163000)

酸堿腐蝕問題遍及車間尾氣污水裝置。酸堿腐蝕與防護是裝置生產是否安全，能否連續平穩生產的一個關鍵問題。本文淺析酸堿腐蝕及控制方法。

酸堿腐蝕；腐蝕速度；控制方法

尾氣回收、污水處理裝置涉及到酸堿等腐蝕介質的日常使用。從10年開工至今，管線、設備由于酸堿腐蝕，經常造成管線滲漏、設備損壞。

1 酸堿腐蝕

許多化學反應必須在酸性或堿性介質下才能發生，而酸性和堿性介質均對材料有一定的腐蝕。

1.1 液堿

堿溶液對金屬的腐蝕性一般比酸要小，金屬在液堿中表面會生成難溶的氫氧化物或氧化物。

如下圖pH值變化鐵的腐蝕速度曲線。pH在4-9時，腐蝕速度與pH無關，腐蝕過程受氧的擴散過程控制，氧的溶解度和擴散速度基本上與pH無關，pH在9-14時，致鈍電流隨pH增大而減小鐵處于鈍態，表面形成Fe(OH)3膜，腐蝕速度隨之下降，氧還原擴散電流大于致鈍電流。pH大于14，氫氧化鐵膜轉變為Na2FeO2腐蝕速度增加。在常溫下，堿溶液中常用的材料是碳鋼和鑄鐵。

在熱堿溶液中，如果存在較大應力，還會發生一種危險的應力腐蝕破裂現象，稱為堿脆。碳鋼、低合金鋼、不銹鋼可能發生堿脆。

1.2 硫酸

純凈的硫酸是無色、無味；粘滯狀的液體。高濃度的硫酸是強氧化劑，它能鈍化部分金屬，這些金屬在濃硫酸中腐蝕速度會很低。低濃度的硫酸僅有強酸性的作用，沒有氧化能力，其腐蝕性很大。鐵在硫酸中的腐蝕速度與濃度的關系見下圖。當硫酸達到50%時，鈍化起作用，腐蝕速度迅速下降，最后達到最低值。但濃度超過100%以后，過剩SO3含量的增加，腐蝕速度又開始增大，在一定濃度時出現第二個最大值，SO3含量繼續增加，腐蝕速度又下降。

2 腐蝕速度

2.1 腐蝕速度的表示方法

腐蝕后的金屬，厚度、重量、性能等都會變化。金屬腐蝕的程度可以用物理和力學性能的變化率來表示。

2.1.1 重量變化體現腐蝕速度

由于腐蝕引起的重量變化，失重的腐蝕速度可用下式計算：

式中：V-——失重時的腐蝕速度，克/米2×小時-1

W0——金屬的初始重量

W1——清除了腐蝕產物后金屬的重量

S——金屬的表面積

T——腐蝕進行的時間

2.1.2 厚度變化體現腐蝕速度

由于腐蝕引起的厚度變化，將腐蝕的失重指標換算為腐蝕的深度指標可用下式計算：

式中：VL——腐蝕的深度指標

Ρ——金屬的密度

3 腐蝕的防護措施

3.1 內表面涂層法

涂層防腐不但有效、經濟、而且應用最普遍。主要的防腐涂料有環氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、乙烯樹脂等

3.2 金屬鈍化法

鈍化是一種電化學現象。在一定的環境中使金屬電位顯著提高，使金屬產生強的抗腐蝕能力。

鈍化工藝可分為形成氧化性膜和沉積性膜兩類。

3.3 金屬電鍍法

電鍍鍍層分為陽極性鍍層和陰極性鍍層兩種。被保護的金屬比鍍上去的金屬有較高的電極電勢則為陽極性鍍層,反之為陰極性鍍層。

3.4 添加緩蝕劑法

在腐蝕環境中加入少量緩蝕劑就能和金屬表面發生物理化學作用,顯著降低金屬材料的腐蝕。緩蝕劑的作用是通過吸附腐蝕產物生成沉淀后覆蓋在金屬電極表面形成保護膜。

3.5 電化學保護法

利用外部電流使被腐蝕金屬電位發生變化，從而減緩或抑制金屬腐蝕。電化學保護可分為陽極保護和陰極保護兩種方法。

4 腐蝕控制方法的選擇原則

在考慮腐蝕控制措施時，主要應從以下幾點考慮。

4.1 防護效果

防護效果是選擇腐蝕控制方法時首先考慮的因素。

4.2 實施難易程度

對用相同的材料制成的不同設備和零件，其防護措施的實施難易程度也不同，而不同的材料對各種腐蝕控制方法也有不同的要求，在選擇腐蝕控制方法時應加以注意。

4.3 經濟效益

經濟效益是我們選擇腐蝕控制方法要考慮的一個十分重要的因素。

4.4 環境保護

當有多種腐蝕控制措施可供選擇時，應盡量選用對環境污染小的防護措施。

5 結語

根據尾氣回收和污水處理裝置實際的生產需要，至2015年已逐步將污水外輸管線更換為白鋼材質，減少管線泄漏的風險；將硫酸泵換型，選取合理流速隔膜泵，減少因硫酸流速原因造成的管線腐蝕；將尾氣、污水需加酸堿介質反應、儲存池做玻璃鋼防腐（環氧樹脂）等。從2010年-2015年的每年平均需處理管線漏點、設備損壞、池體腐蝕10余次，費用16萬元，至2016年全年處理管線漏點1次，設備維修2次，費用1萬元，取得了合理的成效，有效降低了裝置安全風險及維護費用。

[1]梁成浩，現代腐蝕科學與防護技術，華東理工大學出版社,2007.9.

[2]魏寶明，金屬腐蝕理論及應用，化學工業出版社, 1984.12.

[3]楊文治、黃魁元等，緩蝕劑，化學工業出版社,1989.5.

宋雙利，男，本科，助理工程師，現為聚合物一廠聚丙烯酰胺五車間設備技術員。