鹽酸防腐蝕技術(shù)(轉(zhuǎn)發(fā)）

鹽酸是一種強(qiáng)的還原性酸，具有很強(qiáng)的腐蝕性，只有一些貴金屬如鉭、鉑、金、銀和少數(shù)合金如鎳鉬鐵合金和含鉬高硅鐵對鹽酸有良好的耐腐蝕性能。普通碳鋼及不銹鋼在鹽酸介質(zhì)環(huán)境中腐蝕十分嚴(yán)重；而大部分非金屬材料對鹽酸具有良好的耐腐蝕性能，如玻璃、陶瓷、碳、石墨、橡膠、塑料等，一些樹脂及樹脂配制成的涂料對鹽酸生產(chǎn)設(shè)備、使用設(shè)備及儲罐儲槽等設(shè)施也有優(yōu)良的耐蝕耐腐蝕性能。

許多工業(yè)工程項(xiàng)目中的生產(chǎn)設(shè)備、倉儲槽罐、管道設(shè)施、承載基礎(chǔ)及其附件大部分是水泥混凝土、水泥砂漿及碳鋼結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)與鹽酸接觸后就會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，而且非常嚴(yán)重，是危害安全生產(chǎn)、增加成本、降低效率的關(guān)鍵性因素。因此，對于鹽酸腐蝕的控制歷來被防腐技術(shù)工程人員關(guān)注和重視，在長期的實(shí)踐和大量案列中，防腐蝕技術(shù)人員從施工工藝及材料選擇等方面總結(jié)了大量的經(jīng)驗(yàn)，成為有效的控制鹽酸腐蝕的經(jīng)典傳統(tǒng)型工藝方案。例如塑料襯里、橡膠襯里、玻璃鋼襯里、鱗片襯里、耐酸磚板襯里及一些高耐蝕樹脂涂料的涂裝等諸多耐鹽酸腐蝕的成功案例，極大的提高了鹽酸生產(chǎn)，應(yīng)用及儲存設(shè)施設(shè)備的使用壽命。隨著防腐蝕技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合防腐蝕工藝也在鹽酸防腐蝕工程中被大量應(yīng)用，如鱗片膠泥與玻璃鋼的復(fù)合防腐，耐蝕磚板與玻璃鋼的復(fù)合防腐，涂層與玻璃鋼或者鱗片膠泥的復(fù)合防腐，橡膠板與耐蝕磚板的復(fù)合防腐等等，復(fù)合型防腐工藝突破了傳統(tǒng)的單一防腐蝕工藝中出現(xiàn)的某些缺陷，延長了被保護(hù)物的使用壽命，降低了鹽酸生產(chǎn)和應(yīng)用及儲存中的維護(hù)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益和安全系數(shù)。

控制鹽酸強(qiáng)腐蝕，除了實(shí)施先進(jìn)的施工工藝外關(guān)鍵的就是對于耐鹽酸材料的選擇。耐鹽酸材料無外乎金屬材料和非金屬材料兩種，金屬材料上文提到的如高硅鐵，含鉬高硅鐵比不含鉬高硅鐵對鹽酸的耐蝕性能優(yōu)良，適合中等溫度以下的一切濃度的鹽酸腐蝕；但是不耐沸騰的濃鹽酸，對于溫度介于60℃-80℃的濃鹽酸適合。普通的不含鉬高硅鐵能夠耐常溫下鹽酸和<60℃，濃度<10%稀鹽酸高鎳鑄鐵，耐常溫下稀鹽酸不耐濃度>10%或者高溫環(huán)境下的鹽酸。不銹鋼，在鹽酸中腐蝕嚴(yán)重（氯離子的晶間腐蝕），也不能耐含鹵素離子的各種酸液（如含鹽酸或者氯化物的硝酸）介質(zhì)，含有氯離子的物質(zhì)都不能使用不銹鋼設(shè)備。鋁和鋁合金在一切濃度和溫度的鹽酸中迅速溶解，沒有適用價值，根本不能耐鹽酸腐蝕。鉛和鉛合金，耐常溫20%-30%以下的酸或者溫度較高的稀酸。銅及銅合金，耐<30℃不充氣而濃度<20%鹽酸，含鋅>17%的黃銅不適用于鹽酸，含磷和錫的青銅耐100℃的鹽酸。鎳及鎳銅合金，鎳耐不充氣濃度<20%鹽酸，鎳銅合金耐濃度<10%酸；鎳及鎳銅合金耐充氣濃度<5%溫度<50℃的鹽酸。鎳鉻鐵合金，常溫耐濃度<10%稀鹽酸，耐高溫氯化氫氣體達(dá)到540℃。鎳鉬鐵和鎳鉬鉻合金（哈氏合金）耐各種濃度的鹽酸，尤以哈氏B為最好，能耐各種濃度的沸酸。鈦及鈦合金，耐充氣或者含氧化劑的稀鹽酸，耐濃度<10%不充氣鹽酸。鋯及鋯合金，耐一切沸點(diǎn)以下的一切濃度和溫度的鹽酸。銀，不耐充氣鹽酸，耐不充氣70℃-100℃濃度<20%的鹽酸，耐常溫條件下濃度>20%的鹽酸。鉭，耐一切濃度和溫度至沸點(diǎn)的鹽酸，包括王水在內(nèi)的大多數(shù)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)（除氫氟酸及游離三氧化硫以外），導(dǎo)熱性優(yōu)良，在鹽酸生產(chǎn)設(shè)備及其他強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中廣為應(yīng)用（缺點(diǎn)就是價格高）。

選擇耐鹽酸腐蝕的金屬及合金材料其中最大的原因就是具有很好的機(jī)械強(qiáng)度及熱導(dǎo)率高，缺點(diǎn)就是造價太高。非金屬材料雖然大部分耐鹽酸性能較好；但是在熱導(dǎo)率、機(jī)械強(qiáng)度方面不如金屬及合金材料。非金屬材料如，陶瓷和玻璃，耐一切濃度和溫度的鹽酸，耐酸瓷磚廣泛用于鹽酸儲槽、罐、泵、閥及管道管件，酸煙吸收塔，反應(yīng)塔。石英玻璃，耐一切濃度和溫度的鹽酸，耐熱耐振動。搪瓷，耐酸搪瓷對一切濃度和溫度的鹽酸都無作用，廣泛應(yīng)用于含鹽酸的操作。木材，可以適用于濃度<20%溫度<100℃，溫度較高時，可以在木材表面涂刷瀝青或者酚醛清漆等涂料，當(dāng)然木材使用樹脂浸漬后，耐蝕性能和強(qiáng)度都會提高。碳及石墨，能夠耐一切溫度濃度的鹽酸，因此碳和石墨被廣泛用于生產(chǎn)和使用鹽酸的設(shè)施設(shè)備。塑料，大部分塑料對鹽酸具有優(yōu)良的耐蝕性能，如酚醛，呋喃，聚三氟氯乙烯，聚四氟乙烯，聚全氟乙、丙烯、聚偏二氟乙烯、氯化聚醚等能耐一切濃度和沸點(diǎn)以下的鹽酸；環(huán)氧、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、過氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、ABS、聚苯醚、聚苯硫醚等可耐30%-38%及以下的鹽酸，溫度可到材料的耐溫極限，一些如尼龍，共聚甲醛及幾種纖維素塑料則完全不耐鹽酸。酚醛石棉或者石墨塑料常溫耐濃度>30%的鹽酸，可以儲存濃度10%以上的沸鹽酸。聚氯乙烯塑料，耐溫度<60℃各種濃度的鹽酸。氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物，耐常溫下濃度<35%鹽酸，耐80℃，20%鹽酸，耐沸騰鹽酸及110℃酸煙，耐80℃，濃度34%鹽酸或者常溫下濃度為36%的酸。橡膠，天然和合成橡膠在其耐溫極限內(nèi)耐一切濃度的鹽酸，應(yīng)用溫度為60-80℃。天然硬橡膠耐100℃，20%的鹽酸，還可以耐80℃的濃鹽酸。涂料中，酚醛，呋喃，環(huán)氧耐鹽酸腐蝕，氯化橡膠常溫下耐濃度<36的鹽酸和50℃10%以下的酸，瀝青可耐常溫下濃度<50%酸和50℃濃度<37%的酸。生漆，是一種優(yōu)良的耐鹽酸材料，能夠耐沸點(diǎn)以下一切濃度的鹽酸，堅(jiān)固耐久，適合鹽酸噴濺短暫接觸部位，對于長期浸沒接觸時，必須慎重使用。

當(dāng)今對鹽酸腐蝕控制除了選擇金屬本征型耐蝕材料外（生產(chǎn)及應(yīng)用設(shè)施）大部分都是選擇塑料（整體設(shè)備制作）和其他非金屬材料的防護(hù)。例如涂料防護(hù)，襯里防護(hù)等方法。涂料防腐簡單方便，一些耐鹽酸樹脂或者改性樹脂涂料可以直接涂覆于碳鋼或者水泥基面，無論是附著力及耐蝕效果都能滿足一定的使用壽命年限要求。襯里防護(hù)在厚度要求、耐磨性能及耐蝕性能方面更勝涂料防護(hù)一籌，如乙烯基玻璃鋼或者鱗片膠泥襯里、呋喃樹脂玻璃鋼或者鱗片膠泥襯里、酚醛樹脂玻璃鋼或者鱗片膠泥襯里、改性環(huán)氧樹脂玻璃鋼或者鱗片膠泥襯里、橡膠襯里、耐蝕磚板襯里、石墨板襯里、花崗巖襯里等等。防腐工藝技術(shù)上面采取復(fù)合防腐的方法，如玻璃鋼襯里復(fù)合耐酸磚板或者花崗巖，鱗片膠泥復(fù)合玻璃鋼，玻璃鋼或者鱗片膠泥復(fù)合涂料等，目的就是最大程度的延長處于鹽酸介質(zhì)環(huán)境下的各種生產(chǎn)及使用設(shè)備，儲存容器的使用壽命。經(jīng)過長期的施工實(shí)踐和大量的成功應(yīng)用案列證明復(fù)合防腐比單一防腐效果更加明顯，耐鹽酸腐蝕時間大大延長。隨著工業(yè)化發(fā)展，耐鹽酸金屬或者合金生產(chǎn)，應(yīng)用及儲存設(shè)施的大量應(yīng)用，導(dǎo)致生產(chǎn)及使用工程中的維護(hù)成本的增加，加之金屬及合金資源的有限性，因此對于非金屬耐鹽酸腐蝕材料需求在逐漸增加；目前面臨的就是非金屬材料機(jī)械強(qiáng)度還不如金屬及合金。因此不能大范圍推廣使用，只能使用一些價格比較低廉的碳鋼進(jìn)行防腐處理，如非金屬材料復(fù)合防腐后，既能滿足耐蝕要求也能達(dá)到機(jī)械強(qiáng)度條件，性價比也比較高?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)用及儲存鹽酸的設(shè)備設(shè)施（特別是碳鋼和水泥基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施）的防腐依然以非金屬復(fù)合型重防腐工藝為主流工藝之一，一些設(shè)備設(shè)施運(yùn)行十年以上幾乎沒有什么變化，成為鹽酸腐蝕控制最為有效的典型案列。

筆者據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2022-2028年中國鹽酸行業(yè)市場專項(xiàng)調(diào)研及投資前景研究報告》發(fā)現(xiàn)，隨著我國經(jīng)濟(jì)增速放緩，鹽酸行業(yè)下游市場需求表現(xiàn)低迷，導(dǎo)致鹽酸產(chǎn)能過剩，市場供大于求的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。2021年我國鹽酸（氯化氫含量31%）產(chǎn)量為802.24萬噸，整體產(chǎn)能呈過剩態(tài)勢，但鹽酸行業(yè)產(chǎn)能主要集中在中低端領(lǐng)域，高端需求市場的鹽酸產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。當(dāng)前我國正處于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式的出現(xiàn)推動制造業(yè)不斷發(fā)展，為鹽酸產(chǎn)業(yè)提供了新的機(jī)遇，與之相關(guān)聯(lián)的鹽酸防腐蝕行業(yè)將迎來一個高速發(fā)展時期，也給鹽酸生產(chǎn)、應(yīng)用、儲存防腐蝕技術(shù)提出了更高的要求。