浅析制盐行业设备腐蚀原理及防腐措施

贾晓华，阳启红，赖小平，李春林，张永松，陈朝佳，贾松坡，黄 伟

(达州市恒成能源集团有限公司，四川达州 635000)

1 绪论

盐作为食用必需品和化工基础原料，广泛应用于人们的日常生活、工业制造及两碱行业等方面。在制盐及其附属产品工作介质和生产环境中含有大量卤化物、盐雾、粉尘等物质，其对设备具有较强的腐蚀能力，这不仅影响企业的经济性和安全性，严重时还会对周边环境和居民产生影响，造成环境问题和社会影响，制约着制盐及盐化行业的进一步发展。

2 腐蚀的分类及原理

2.1 腐蚀的分类

金属腐蚀分类方法较多，从不同角度出发可分为不同的类型，较为常见的是根据机理的不同，分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。还有的根据设备腐蚀现象、原因及表面状况等，分为高温氧化腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、工业大气腐蚀等。

2.2 腐蚀的原理

金属设备的腐蚀不论是何种形式，其本质都是金属原子被氧化后失去电子变成离子态，从而引发的腐蚀现象，其主要表现为设备表面锈蚀、点蚀、斑驳、裂隙、氧化皮脱落、几何尺寸缩小等。

2.2.1 化学腐蚀原理

设备表面结构材料与其接触的物质发生氧化还原反应生成新的氧化物，该物质会破坏设备表面结构。在发生化学腐蚀的时候，往往伴随着高温、高压等不利条件，进一步加快了设备腐蚀的速度。

2.2.2 电化学腐蚀原理

在潮湿的环境中，金属和电解质形成两个电极，组成腐蚀原电池，发生电极反应而使阳极(金属)溶解。在电化学腐蚀中，产生的电流一般不对外做功，其全部在电极内发生自耗反应，进一步加快了设备腐蚀的速度。

3 设备腐蚀原因

金属与周围介质之间发生反应而引起的破坏现象被称为腐蚀，其根本原因在于金属的本身结构，同时与周边环境和介质的温度、压力、浓度、流速等外部条件也有较大关系，它们相互作用，共同影响，其主要可以分为内部因素、外部因素和企业管理因素三部分。

3.1 内部因素

(1)自身的化学性质。大多数金属性质较为活泼，容易发生氧化反应失去电子变成离子，从而结构被破坏。例如，在化工设备中应用最多的黑色金属极易被氧化生成四氧化三铁，严重影响设备的外观、效能和使用寿命。

(2)加工精度。不同加工精度的设备发生腐蚀现象的程度也不尽相同，一般情况下，表面光洁度高、含杂少的金属更耐腐蚀。

3.2 外部因素

(1)外部环境的影响。在制盐生产中，环境中含大量水分和盐分等化学物质，这些物质容易对设备外部产生锈蚀，威胁设备安全。

(2)工作介质的影响。制盐设备的工作介质中卤化物含量较高，可能还伴有酸雾等有害物质，对设备造成腐蚀。

(3)工作环境的影响。制盐蒸发过程温度较高，高温使分子间运动加剧、活性增强，加快设备腐蚀速度。研究表明机械自身温度每升高10 ℃，腐蚀速度就会加快1倍～3倍。

3.3 企业管理因素

某些企业对设备的防腐管理不够重视，没有完善的设备管理方案，设备出现腐蚀后不能及时处理，导致腐蚀迅速扩散。

4 防腐措施

4.1 优化防腐设计

(1)优化工艺。从工艺出发，尽量减少设备的数量、降低工作介质中的有害物质等。

(2)优化设备结构和布置。尽量简化设备结构形式，避免出现死角、凹面等容易积液的结构，若无法避免则设置排水管，严禁在设备或管道内出现溶液堆积。

(3)选择适当的防腐措施，留出腐蚀余量。

4.2 合理选择材料

碳素钢由于有较好的工艺性能、必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应等特点，其在制盐设备中应用最为广泛，然而该材料的抗腐蚀性能不强，容易受到酸碱等条件的影响，其在常态下与酸反应速度即可达到0.5 mm/a～1.0 mm/a，需采取防腐措施方能应用。必要时可以采用防腐耐磨材料，例如蒸发设备采用钛材；离心机采用316L、筛网则使用2205；硫化碱生产设备则采用310S；溴素生产设备则使用玻璃钢、玻璃、搪瓷及内衬材料等。

4.3 表面涂漆

在设备、管道以及附属钢结构外部涂漆，是行业内防腐蚀的重要措施，现阶段主要为油料涂漆，如酚醛树脂、环氧树脂等。在涂漆施工中，应注意表面除锈应达到GB/T 8923.1—2011中规定的Sa2.5级，表面粗糙度35 μm～75 μm，喷砂后将砂尘除尽，尽量在4 h内完成第一道油漆的涂装，焊接部件则需要注意在焊接后的72 h之内不能进行涂装。

4.4 衬里

衬里是一种综合利用不同材料的特性、具有较长使用寿命的防腐方法。根据不同介质条件，多是在钢铁或混凝土设备上选衬各种非金属材料，如玻璃钢、橡胶、砖板及氟塑材料等；对于温度、压力要求较高的场合，也可衬耐腐金属，如不锈钢、钛、铜等。

四川某公司卤水中富含钾、钠、溴、氯等元素。采用碳钢衬氟橡胶作为卤水储桶试验。如表1所示：经300 d的实验，设置不同温度、酸碱度的工况下，溶损率在0.04%～0.18%之间，属于极耐腐蚀，并且氟橡胶衬里相较于衬耐蚀金属(316L、TA2)每平米约节约投资2 000元，大大减少了设备投入。

表1 衬氟橡胶防腐实验数据Tab.1 Experimental data of fluororubber lining anticorrosion

4.5 优化设备环境

优化设备环境是为了减少工业大气腐蚀，在制盐生产企业内，空气中一般含有大量盐分，在潮湿的环境中极易对设备或辅助设施外部产生腐蚀，该情况下电化学腐蚀和化学腐蚀相互作用，使腐蚀更复杂、快速。在生产过程中，需注意防粉尘、防漂移工作，在防腐的同时还可以优化环境、保障人员健康。

4.6 严格操作规程和维护保养措施

制盐行业内，直接完全使用耐蚀材料的投入过高，绝大多数仍采用经济的防腐措施，经防腐处理后的初始阶段，设备都能具有较好的防腐效果，但经过长周期的运行(特别是过程中存在违规操作)，必然出现不同程度的腐蚀，如果不及时进行处理，很容易造成腐蚀的扩散。在日常工作中，应制定完善的操作规程和维护保养措施，严禁违章作业、违规操作，并对设备进行定期或不定期的检查，出现腐蚀及时处理，必要时对设备进行更换。

5 结论

制盐生产中腐蚀性介质较多，设备会比一般行业腐蚀严重，据统计制盐及盐化工行业每年因为设备腐蚀所造成的损失高达几十亿元，这已经严重制约着行业发展。在制盐生产中，需要从材料防腐、操作规程、日常管理、维护保养等各方面入手，科学决策，采取一系列行之有效的措施，最大程度减少或减缓设备的腐蚀，消除安全隐患，增进经济效益。