次氯酸盐腐蚀控制|工业腐蚀与防护

张作华

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2023-12-29

次氯酸盐腐蚀控制

赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主张作华

次氯酸盐最具代表性的产品就是次氯酸钠和次氯酸钙，也是日常生活中经常使用到的消毒杀菌剂。次氯酸钠在家庭洗涤剂中又叫漂白水，而次氯酸钙商品名称叫做漂白粉和漂粉精，它们的共同特点就是能够释放出有效氯，起到氧化、杀菌、漂白的作用，是最经典的饮用水及游泳池和其他生活用水的消毒产品。据不完全统计2022年全球漂白粉市场规模约为174.9亿美元，到2025年有望达到206.2亿美元，亚太地区是目前漂白粉市场最大的地区之一。漂白粉市场分析专家指出，随着亚太地区经济的不断发展和人口的增长，漂白粉市场在这一地区仍将保持强劲的增长势头。

虽然次氯酸盐消毒产品为人们的生活带来了健康卫生的便利，也对生产及贮存诸如次氯酸钠、次氯酸钙产品的设施和设备带来严重的腐蚀危害，造成生产及运行成本的增加。因此，对于次氯酸盐产品腐蚀控制和耐腐蚀材料的选择一直成为防腐蚀技术人员关注的重点。漂白水次氯酸钠溶液PH>10碱性条件下稳定性较好，接近中性时就会分解，在酸性条件下则更加速分解并且释放出氯气，如果温度升高或者加热时分解加快，同时生成氯酸盐。日光和紫外线也能够促进次氯酸钠的分解，释放的产物对金属非金属都具有很强的腐蚀性。在次氯酸钠溶液中，含有饱和状态的氧，还有氯化钠，都是强渗透性的介质，因此对设施设备的防腐材料选择必须要求抗渗性能，耐酸耐碱交替及耐强氧化性都非常好。

次氯酸钙商品产品有漂白粉和漂粉精两种，其中漂白精比漂白粉稳定性好，当次氯酸钙在中性或者弱酸性条件下是不稳定的，当遇水时会分解成次氯酸，极不稳定的次氯酸就会很快分解释放出氧，并且使得部分次氯酸钙再分解放出氯气；另外在光和高温条件下，次氯酸钙也是不稳定的，会分解出盐酸和氧。所以，次氯酸钙在有水存在的条件下会产生湿的氯气，次氯酸，盐酸和氧，这些物质都具有很强的腐蚀性，其中漂粉精腐蚀程度大于漂白粉。次氯酸钙与次氯酸钠溶液相比较，对于金属和非金属次氯酸钙的渗透性及碱性腐蚀性均比次氯酸钠溶液低。

次氯酸钠溶液腐蚀控制经常会选择的材料有天然橡胶衬里，但是使用寿命大约只有2年，而选择PVC塑料板衬里使用寿命也只有2-3年，这两种耐蚀材料实际使用年限不够理想，主要原因抗氧性能和渗透性能不够优良。双酚A聚酯或者乙烯基树脂玻璃钢虽然具有优良的抗氧化性；但是玻璃钢抗氧渗透性差，再就是双酚A聚酯不耐碱。因此，次氯酸钠防腐蚀材料大部分选择具有优良抗渗性能和耐腐蚀效果的丁基胶板衬里，或者是滚塑衬里聚乙烯。如果选择使用金属钛制作设备可以具有很好的耐次氯酸钠溶液性能和使用效果。一些次氯酸钠储槽采用滚塑衬里（带有龟甲网）5㎜厚，发现在使用3年后观测涂层依然光洁如初，取得很好的防腐蚀效果和较长的使用寿命。

次氯酸钙腐蚀性相对于次氯酸钠溶液腐蚀性小一些，设备设施除了使用金属钛外，还可以使用内衬双酚A聚酯或者乙烯基酯树脂玻璃钢，也可以使用滚塑成型聚乙烯衬里，如氯化浆受槽，满足3年以上的使用寿命不成问题。氯化浆贮槽，缓冲槽内壁衬胶可以达到10年的耐蚀年限。一次分离器喂料槽，采用玻璃钢增强PVC结构工艺，服役10年完全胜任。一次母液槽，二次反应器设备内壁内衬氯丁橡胶使用10年依然继续使用。

通过以上对次氯酸钠溶液和次氯酸钙的化学性能的了解，符合次氯酸盐现有的耐腐蚀材料不多，这就造成大量的次氯酸盐产品与其生产储存设备设施腐蚀控制水平的不相匹配。笔者建议相关耐蚀材料研发生产部门能够重视这个重防腐领域的“沙漠地带”，开发出独特的优良的次氯酸盐产品防腐蚀材料。因为次氯酸盐特有的强氧化性及渗透性导致了许多重防腐材料不能满足生产和储存设备设施的整体防腐蚀要求，导致不可避免的使用贵金属钛制作设备和储存设施，造成生产成本增大和有限资源的减少；但是随着次氯酸盐重防腐材料研发技术的发展，一些专用于次氯酸盐腐蚀控制的新材料，新工艺不断出现，给“沙漠地带”带来“一片绿洲”，诸如纳米陶瓷杂化复合耐蚀材料的研发成功为次氯酸盐腐蚀控制带来防腐材料多品种选择的希望，实际使用效果究竟如何，笔者认为依然需要经过时间的检验；但是已经在次氯酸盐腐蚀控制的进程中迈出了一大步，毕竟已经受到防腐蚀技术人员和专家的重视。就目前情况看，经过多年的案列积累和实际应用效果，防腐蚀技术人员认为钛金属仍然是当今次氯酸盐生产及储存设备设施防腐的最佳选择材料，其次就是内壁衬胶特别是滚塑聚乙烯也是很好的最经济的工艺方法；也有防腐材料研发专家认为在次氯酸盐（次氯酸钠溶液及次氯酸钙）强渗透性强氧化介质腐蚀环境下，环氧硅酸酯重防腐涂料，钛纳米重防腐涂料对于钢结构和混凝土的外表面防腐具有不错的效果；但是不能作为全浸泡耐腐蚀材料使用，这一点特别重要。笔者在此特别提醒，任何一款防腐蚀材料使用前，必须做小样试验，确认可行性后才能进行大范围使用，避免不可挽回的质量事故损失。

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