Антикоррозионная защита смол в химической промышленности хлор-щелочей

Thread Content

Промышленность хлор-щелочей — это крупная отрасль, а также важный конечный рынок для применения смол в целях защиты от коррозии. У восьмой больницы Чэнду, вероятно, самое большое в стране количество проектов в этой области. В этом посте я кратко подведу итоги решений по защите смол в химической промышленности хлора и каучука. Что такое хлор-алькалийная промышленность, и каковы её типичные коррозионные среды? При электролизе раствора поваренной соли производятся каустическая сода, водород, хлор и хлорсодержащие продукты — это и есть хлороалькилировая промышленность. Все используемые здесь сырья, промежуточные продукты, полуфабрикаты и готовые изделия обладают высокой коррозийной активностью. В процессе электролиза из-за большого количества подаваемого тока коррозия, вызванная паразитным током, становится особенно серьезной. Основными коррозионными факторами в промышленности хлор-щелочей являются: соленая вода и среда в электролизерах, влажный хлор и неорганические кислоты, оксиды, щелочные растворы. В настоящее время среди распространенных в промышленности материалов, устойчивых к коррозии, выделяются углеродистая сталь, литая сталь, аустенитная нержавеющая сталь, сверхчистая ферритная нержавеющая сталь, никель и высоконикелевые сплавы, медь, титан и другие металлические материалы ； Неметаллические материалы: графит, поливинилхлорид, стеклопластик, резина и т. д. Антикоррозионная обработка с использованием смол относится к категории термопластических покрытий из поливинилхлорида и стекловолоконных композитов. Основные участки, подверженные коррозии в химической промышленности хлора и каучука, и соответствующие стратегии борьбы с ней? Во-первых, это коррозия под действием соленой воды. Стальные материалы нельзя использовать в оборудовании, работающем в соленой воде, поскольку коррозия металла в такой среде представляет собой процесс деполяризационной коррозии под действием кислорода, в результате чего металл быстро ржавеет. Оборудование внутренних систем соленой воды, такое как устройства для приготовления соли, резервуары высокого давления, резервуары для распределения воды, трубопроводы и т. д., в основном защищается с помощью гумового покрытия или стеклопластика, что полностью удовлетворяет потребности производства. Осадитель также может быть выстлан эпоксидным стеклопластиком или эпоксидной каменноугольной смолой. Здесь наибольшая степень коррозии наблюдается у предварительного нагревателя насоса для соленой воды, поскольку паразитные токи, возникающие из-за горячей соленой воды, чрезвычайно опасны. Поэтому некоторые заводы по производству хлор-щелочей сейчас вкладывают большие средства сразу же в использование титановых материалов, чтобы избежать проблем, связанных с предварительным нагревателем. (Паразитный ток, подробное объяснение: ток утечки, выходящий за пределы нормального канала.) Части, которые проникают наружу, соприкасаясь с участками земли с плохой изоляцией, вызывают коррозию металлических элементов, таких как углеродистая сталь. Часто используемые методы защиты от коррозии, вызванной паразитными токами: более надежная изоляция, дополнительные устройства для снижения тока, а также метод защиты катода с использованием жертвенных анодов. Исходные материалы и готовая продукция в электролизерах обладают высокой коррозийной активностью. Коррозия стенок электролизеров, будь то электролизеры с мембраной или ртутные электролизеры, происходит в значительной степени; особенно сильная коррозия наблюдается в зонах длительного контакта с жидкостью ； Температура сырья и продукта в зоне контакта с дном канавки выше, концентрация больше; это сильно щелочные растворы, которые способствуют коррозии под действием длительного воздействия ； Крышка на верхней части канавки подвергается в основном коррозии под действием горячих газов; часто наблюдается коррозия под действием влажного хлора при высоких температурах и высокой концентрации. Современные проекты, разрабатываемые в отечественных проектных институтах (в том числе и в 8-м институте), предусматривают использование следующих материалов для изоляции: гумовая изоляция, гранитные плиты в качестве внутреннего покрытия, высокостойкий стеклопластик, а также стеклопластиковое покрытие с внутренней изоляцией из термопластичного поливинилхлорида PVC/FRP. Эти распространенные методы представляют собой, по сути, наиболее экономически эффективные решения, которые могут быть предложены современными проектными институтами. Чтобы увеличить срок службы изделий, можно использовать титановый материал. Однако в настоящее время этот материал имеет высокую стоимость, поэтому случаи, когда заказчик использует исключительно титановый материал, встречаются крайне редко. Затем идет хлор. Коррозия под действием хлора происходит в широком спектре условий: при высоких температурах и влажности с использованием хлора, при использовании сухого хлора, концентрированной серной кислоты, содержащей хлор, при высоких температурах с использованием соляной кислоты, а также при использовании концентрированной соляной кислоты и органических хлорсодержащих веществ. Коррозия влажного хлора на самом деле представляет собой коррозию, вызванную соляной кислотой и гипохлоритной кислотой. Влажный хлор при температуре ниже 80 градусов может использоваться в ФПП-трубах с внутренней облицовкой из смолы винилэстера типа бисфенол А ； Если температура ещё ниже, можно просто использовать ПВХ-трубы, которые легче обрабатывать и стоят дешевле ； При температуре, близкой к 100 градусам или даже выше этого значения, а также при кратковременном повышении температуры (обычно в течение 30 минут) до уровня свыше 120 градусов для работы с влажным хлором необходимо использовать трубопроводы с внутренним покрытием из фенолформальдегидных винилэстерных смол. При чрезвычайно высоких температурах требуется использование винилэстерных смол с высокой степенью кросс-связи. Это та же логика: титан или его сплавы являются более подходящими материалами, но у них также высокая стоимость. Однако в последние годы многие производители все чаще используют этот дорогой титановый сплав в критически важных узлах, работающих при высоких температурах. С одной стороны, за эти годы в конструкторских бюро при использовании других материалов происходило немало аварий, поэтому они потеряли уверенность. К тому же, не имея тесного сотрудничества с разработчиками из производственных компаний, производящих смолы на основе винилэстера, им было проще просто использовать специальные сплавы, тем самым избегая ответственности. Конечно, термопластичные фторопластики, а также покрытия и ненасыщенные смолы на основе хлорсодержащих кислот также могут использоваться в условиях влажного хлора, однако из-за множества ограничений они редко встречаются в практических проектных предложениях. В-третьих, это концентрированный щелочной раствор и щелочной раствор при высокой температуре: путем нагревания из раствора испаряется вода, в результате чего образуется концентрированный щелочной раствор при высокой температуре. На всех этапах — сырьевой раствор, содержащий хлор, промежуточный продукт в виде концентрированного щелочного раствора с содержанием хлора, а также сам концентрированный щелочной раствор при высокой температуре — имеется коррозионная активность. Особенно сильна коррозионная активность у концентрированного щелочного раствора при высокой температуре: уже при температуре выше 80 градусов его коррозионная способность становится чрезвычайно высокой. В настоящее время для редких щелочных растворов при низких температурах, а также для концентрированных щелочных растворов при низких температурах наиболее экономичными вариантами остаются использование гуттаперчевых покрытий, стеклопластика, PVC/FRP. Вопрос о методах защиты от коррозии при высоких температурах и концентрации щелочи в диапазоне 40–80 градусов является предметом активных дискуссий. Существуют материалы типа PVC/FRP, а также стеклопластик на основе винила; у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. В настоящее время среди производителей оборудования в этой отрасли преобладают два подхода: при более низких температурах, обычно ниже 60 градусов, чаще используется PVC/FRP, а при температурах около 70 градусов — полный FRP на основе винила. У виниловых смол разных производителей разный уровень содержания эстерных связей. Неправильный выбор марки смолы, а также отсутствие выбора производителя с лучшей стойкостью к щелочам — вот основные причины возникновения проблем. По-видимому, на данный момент винилэстерные смолы типа бисфенол А с низким содержанием эстерных связей являются предпочтительным материалом для производства оборудования из композитных материалов в большинстве предприятий хлороалькилированной промышленности. Для работы с концентрированным щелочным раствором, температура кипения которого близка к 100 градусам, также используется виниловый смолистый материал, о котором шла речь ранее. Однако независимо от того, какой именно смолистый материал используется, срок его службы всегда оказывается недолгим (при постоянной работе при температуре, близкой к температуре кипения, уже через 2 года требуется ремонт). В таких случаях проектные институты и заказчики предпочитают использовать специальные сплавы, такие как никель и хром, которые устойчивы к коррозии, вызванной высокотемпературной щелочью. В оборудовании, таком как концентратные испарители и нагревательные трубки, чаще всего используются именно такие дорогие, но более надежные с точки зрения защиты от коррозии сплавы.