烧碱防腐蚀技术
赛化云防腐蚀技术总监51防腐蚀论坛资深版主 张作华
烧碱又称为氢氧化钠，火碱，苛性钠，是重要的工业产品，用途非常广泛。它是一种强碱，常温下腐蚀并不严重；但是在高温和应力存在下会对许多金属产生严重腐蚀。工业生产及储运中经常使用碳钢贮罐，池槽贮存烧碱；但必须在一定的温度及浓度下才可以，即常温或者低温环境，浓度低于30%条件下。碳钢在常温或者低温及低浓度氢氧化钠溶液中，可以在其表面形成牢固的氧化保护膜，腐蚀很轻，甚至不腐蚀，因此从经济性和实用性角度考虑，碳钢是贮存，储运烧碱的优选金属材料。
烧碱在实际生产和应用中，温度和浓度往往是千变万化的，也不可能固定在一定的范围条件下，一旦不符合碳钢的耐蚀要求，那么碳钢的腐蚀速度就会迅速增加，造成设备的损害，一定的温度一定的浓度下甚至出现危险的应力腐蚀破裂----碱脆。碱脆直接形成裂缝，而且这种裂缝不断扩大，速度迅速加快，给生产和储运带来安全隐患，甚至造成不可估量的严重后果。
碳钢的理化性能决定了其远远不能满足烧碱在工业生产和贮存及运输中的实际应用；但是在金属材料中，有一些材料如银，镍，不锈钢等耐烧碱性能优良。虽然造价比较高，但是使用寿命更长。银对烧碱的耐蚀性最好，其次为镍，银和镍能够耐所有浓度和温度的烧碱，金，铂和各种镍合金对各种浓度温度的烧碱也具有较好的耐蚀性，各种不锈钢可以耐温度80℃，浓度<50%的烧碱。铜可耐温度100℃，30%和80℃，50%的烧碱，镁可耐60℃，50%的烧碱。这些耐烧碱金属可以根据工艺的温度，浓度使用在烧碱生产设备及管道中，如蒸发器，输液泵，熬碱锅，分离器等，使用量最多的就是镍及其合金或者奥氏体不锈钢。
烧碱防腐蚀除了以上金属本体耐蚀外，还可以通过非金属衬里的工艺来控制，最为适用的就是碳钢加非金属衬里的方法，将碳钢与烧碱介质隔离开来，阻止烧碱对碳钢的腐蚀。非金属材料在烧碱防腐蚀施工现场使用较多，简单的来说，就是在碳钢内壁贴衬非金属材料，满足强度及耐腐蚀要求。非金属材料耐烧碱的有碳，石墨，橡胶，塑料（PVC,PE,F4,PVDF等），陶瓷（温度80℃，浓度<20%），玻璃（常温，稀碱），搪瓷（常温稀碱）等硅酸盐材料（适用于低温低浓度，不适用于高温高浓度烧碱腐蚀环境）。其中橡胶衬里在各种防腐措施中占有非常重要的地位，是一种优良的耐碱材料，天然和合成橡胶60-80℃环境下耐50-60%烧碱溶液，85℃液碱使用天然硬胶，氯磺化聚乙烯和乙丙橡胶可以耐140-150℃液碱，软氯丁橡胶可耐110℃，70%的液碱；而浸渍石墨中酚醛树脂浸渍产品不耐碱，糠醇，酚醛-环氧，糠酮树脂浸渍产品可耐温度200℃，浓度40%-50%的烧碱溶液。塑料中大部分材料都耐烧碱的，如聚乙烯（65℃以下20%以上），聚丙烯（100℃，<70%；65℃，100%固态烧碱），聚氯乙烯（65℃，<60%），环氧（双酚A型环氧90℃，10-30%；60℃，30-50%，），呋喃（100℃，<50%），氟塑料（190℃，所有浓度烧碱）等；但是也有一些不耐烧碱的如酚醛，漆酚-糠醛树脂等。
烧碱防腐蚀施工和应用中，耐烧碱防腐涂料有糠醇涂料，环氧涂料，过氯乙烯防腐涂料，天然及合成橡胶浆涂料，氯化橡胶涂料，氯磺化聚乙烯涂料，沥青漆等，以及聚乙烯，聚氯乙烯，尼龙及聚四氟乙烯热喷涂或者浸涂层等。随着耐蚀涂料的技术发展，特别是针对强碱性介质的腐蚀，市场上出现了许多高性能耐烧碱涂料，如氟橡胶涂料，PF-01涂料，TC涂料，PS涂料，为烧碱介质腐蚀增加了耐蚀材料选择的空间。烧碱防腐蚀工艺技术也在不断出新，有防腐蚀专家提出50%液碱防腐蚀可以采取“联合涂层”的工艺，具体方法是在经济比较低廉的碳钢储罐内壁热喷涂100μm的316L不锈钢，再使用低粘度耐碱涂料进行封闭，最后进行较高粘度的耐碱面涂材料施工，涂装方法可采取滚涂或者高压喷涂。这种“联合涂层”组合层配套工艺可以代替价格昂贵的不锈钢材料，节约了大量的资金，还可满足50%液碱的储存要求，大大降低了储罐制作成本。 笔者从博思数据发布的《2023-2029年中国烧碱（氢氧化钠）市场分析与投资前景研究报告》获悉：2022年我国烧碱产量累计值达3980.5万吨，期末总额比上年累计增长1.4%。烧碱行业贮存，储运量将会急剧增加，防腐蚀施工规模也随之迅速扩大，业务的增长也会促进传统耐蚀材料，施工技术的革新和进步，激发更多的腐蚀科技工作者向更深的碱腐蚀领域探索迈进，我们相信长期困扰防腐界的烧碱腐蚀将会得到有效控制，因烧碱引起的腐蚀危害及经济损失会大大降低。
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