電解液管路腐蝕特點及實例分析目前國內(nèi)制造燒堿的方法主要有兩種，一種方法是離子膜電解法，另一種方法是隔膜電解法。他們的原理一樣，但兩種方法生產(chǎn)出來的電解液的成分不同。所以，兩種電解液的管道及設(shè)備的腐蝕狀況不盡一樣。無論是離子膜電解法還是隔膜電解法它們都有一樣的化學(xué)反響方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2下面分別介紹隔膜法電解的原理及電解液、氫氣、氯氣的分別過程，從中找出導(dǎo)致兩種電解液成分不同的緣由。隔膜電解法原理：隔膜電解就是用隔膜電解槽〔即在電解槽陰陽極之間設(shè)置一層隔膜〕進展電解生產(chǎn)，其陽極為石墨陽極或金屬陽極，陰極為鐵陰極。當(dāng)直流電通過飽和食鹽水溶液時，在陽極上產(chǎn)生氯氣，在陰極上產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉。產(chǎn)品分別過程：電解槽的陰陽極之間設(shè)置多孔的隔膜，把電解槽分為陽極室和陰極室兩局部。隔膜是一種多孔的隔層，它能讓電流通過，但能阻擋陰陽極電解產(chǎn)物的混合。因此，在隔膜電解槽陽極產(chǎn)生的氯氣，不能進入陰極室，經(jīng)陽極室上方的氯氣支管導(dǎo)出；在陰極上產(chǎn)生的氫氣，不能進入到陽極室，由陰極箱氫氣支管導(dǎo)出，電解液經(jīng)陰極箱下方被導(dǎo)出。這樣就到達隔離和分解電解產(chǎn)物的目的。離子膜電解法原理：離子膜法電解生產(chǎn)過程中，陽離子交換膜安裝在陽極和陰極之間。作為電解質(zhì)，鹽水和堿液分別在陽極室和陰極室循環(huán)，當(dāng)電解槽通入直流電時，食鹽水溶液發(fā)生電解，在陽極上產(chǎn)生氯氣，在陰極上產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉。產(chǎn)品的分別過程：離子膜法電解生產(chǎn)中使用的離子膜，不僅起到阻擋陰、陽極電解產(chǎn)物混合的作用，更重要的是使鈉離子選擇性透過離子膜，阻擋與Cl-的滲透〔遷移〕和OH-的反滲透。離子交換膜帶有負電荷，陽極室內(nèi)的鈉離子帶有正電荷，由于二者的親合性，鈉離子能夠順當(dāng)?shù)赝高^離子交換膜而到陰極區(qū)去，在那里遇到OH-即形成NaOHCl-和OH-NaOHNaOH和H2，陽極產(chǎn)生的Cl2和淡鹽水經(jīng)陰、陽極分別器分別，氯氣和氫氣進入到各自的管道，成品堿進入到成品堿儲罐，淡鹽水進入到淡鹽水循環(huán)罐循環(huán)使用。離子膜堿、隔膜堿出口溫度、組分及含鹽量比照隔膜堿出口溫度：90-105℃離子膜堿出口溫度：85-90℃組分電解方法質(zhì)量百分比NaOHNaCl質(zhì)量百分比Na 2CO 3質(zhì)量百分比H 2O質(zhì)量百分比隔膜電解 10.4% 15.7% 0.04% 73.86%離子膜電解 32.2% 0.002% 0.1% 67.698%從電解液質(zhì)量組分比照狀況看離子膜堿主要由NaOH只含極少量的NaCNaOH綜上可知，隔膜堿所選用管道及設(shè)備的材料既要耐燒堿的腐蝕還要耐鹽水的腐蝕。燒堿腐蝕與鹽水腐蝕的特點燒堿是一種強堿，在常溫下腐蝕不嚴峻，但在高溫順應(yīng)力存在下對很多金屬產(chǎn)生嚴峻腐蝕。鋼鐵在常溫、較稀的氫氧化鈉溶液中，外表產(chǎn)生結(jié)實的保護膜，所以在工業(yè)生產(chǎn)和貯運低濃度常溫氫氧化鈉溶30%，溫度高于800C時，鋼鐵的腐蝕快速增加，溫度越高，腐蝕越嚴峻，承受應(yīng)力的部件〔如焊接設(shè)備焊縫四周的剩余應(yīng)力區(qū)〕就簡潔發(fā)生危急的的應(yīng)力腐蝕裂開——堿脆。氯化鈉是食鹽的學(xué)名，是自然存在的最多的化學(xué)物質(zhì)之一。大多數(shù)金屬在氯化鈉溶液中的腐蝕率雖然遠比在一些酸中小，但是氯化鈉對金屬的腐蝕卻不容無視。由于它不僅廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)中，而且普遍存在于自然界中〔如海水〕和它接觸的材料數(shù)量格外巨大。二則雖然有些金屬在氯化鈉溶液中均勻腐蝕率不太高，但簡潔產(chǎn)生危急的孔蝕或應(yīng)力腐蝕裂開，像著名的耐腐蝕材料不銹鋼就有這種危急。此外，充氣作用、高速運動、湍流、電偶作用、雜散電流作用、過低的PH值，都會使金屬在氯化鈉溶液中的腐蝕顯著增大。隔膜電解液管道腐蝕狀況04改為不銹鋼316型，由于316型〕不銹鋼屬于鉻鎳不銹鋼，它適用于中等濃度和中等溫度的堿液，并且在離子膜電解液管道上也是廣泛使用。這次改造意在延長管道的使用壽命。但是，改造后的管道在使用后一個月內(nèi)就發(fā)生了嚴峻的泄漏。泄漏首先發(fā)生在電解液管道的焊接接口的熱影響區(qū)四周。這是由于熱影響區(qū)內(nèi)的淬硬傾向大，存在焊接剩余應(yīng)力，同時隔膜電解液中又存在著大量的氯離子，所以，在的臨界氯離子濃度隨溫度的上升而減小，高溫下，氯離子濃度只要到達10-6mg/kg(ppm),即能引起裂開。發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂開的臨界溫度為700C〔隔膜堿出口溫度：90-105℃〕不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋是典型的的枯樹枝狀穿晶型裂紋。這種現(xiàn)象很快就進展到管道的每一道焊縫，并且裂紋的尖端由于存在很大的應(yīng)力，所以，裂紋擴展速度很快，腐蝕進一步加劇。與此同時，管道終端的盲板也消滅了嚴峻的腐蝕，腐蝕發(fā)生是由于不銹鋼是簡潔鈍化的金屬，電解液中溶解的氧促成產(chǎn)生鈍化膜，但由于隔膜電解液中含有大量的氯離子，而氯離子卻能引起鈍化膜的局部破損。鈍化膜的微小破口和四周大面積的膜構(gòu)成“鈍化—特別是猛烈的去極劑三氯化鐵，將加速電池的工作。使不銹鋼在幾個月或更短的時間內(nèi)發(fā)生穿孔。綜上所述，氯離子造成的“應(yīng)力腐蝕裂開”和“孔蝕”是造成隔膜電解液管道腐蝕的根本緣由。除氯離子造成的“應(yīng)力腐蝕裂開”和“孔蝕”以外，還有雜散電流的腐蝕促進和加快了腐蝕進度。雜散電流的產(chǎn)生是隨隔膜電解液一起進入到電解液管道。電解液管道的選材離子膜電解液管道選用316L和304罐的管道選用316L304，離子膜電解液成品堿泵使用316L。這是由于鉻鎳不銹鋼適用于中等濃度和中等溫度的堿液，如：1000C50%以下的堿液。隔膜電解液管道的選材不同于離子膜電解液管道，由于隔膜電解液中含有大量的氯離子，所以，隔膜電解液管道要既耐堿又要耐氯離子應(yīng)力腐蝕。2隔膜電解液管道材質(zhì)選用參考材質(zhì)選用緣由適用范圍襯聚四氟乙烯碳鋼管〔聚四氟乙烯熱噴或浸涂層〕聚四氟乙烯對一切濃度的堿液都有良1900C。并能耐鹽水、雜散電流等的腐〔1〕電解槽出口的電解液管道；隔膜電解液泵殼等；隔膜電解液計量閥門；〔氯磺化聚乙烯漆做涂層的碳鋼管一般的有機涂層都不受1300C以上的堿，氯磺化聚乙烯漆可耐1200C左右的堿〔1〕電解槽出口的電解液管道；〔2〕隔膜電解液貯槽；低碳鋼 碳鋼對常溫低濃度的電解液有良好耐蝕性如燒〔650 C〕中，低碳鋼的腐蝕率約為0.2mm/年。碳鋼在氯化鈉溶液中，簡潔產(chǎn)生鐵銹，但是腐蝕率不高。由于電解液中氧的溶解度降低，腐蝕率約為：0.1-0.5mm/年。此外，低碳鋼有價格低，