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氯化液干燥器腐蚀分析和防护于晓宁中国石化集团南京化工厂，江苏南京210038）提高产品质量与生产的稳定。确保工厂生产的安、稳、长、满、优“运行。
碳钢是一种铁碳合金，价格低廉，机械性能与工艺性能良好，其基本组成相是铁素体a）、渗碳体Fe.C）和石墨C）。
异种金属在同一介质中，由于腐蚀电位不相等，有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀。而电位较高的金属，溶解速度反而减小，这就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。
在金属表面的局部地区，出现纵向发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀或点蚀。碳钢在表面的氧化皮或锈层有孔隙的情况下，在多氯离子的水中亦会出现孔蚀现象。由于金属与含氧量不同的溶液相接触会形成氧浓差电池，又称不均匀电池。这种电池是造成金属局部腐蚀的重要因素之一。它是一种较普遍存在的、危害很大的腐蚀形式。
在氯化液干燥器的栅板上面垫有0.3m高的瓷环和3.3m高的填料食盐）。工作介质为307氯化经过分析，该设备发生孔蚀是由以下几个方面1刖目南京化工厂氯化苯装置现有氯化液干燥器4台，净重10000kg，材质为Q235-A碳钢，每台造价4万j元。
氯化液干燥器的主要作用是将经水洗、碱洗后的氯化液进行干燥后送入氯化液大罐，再经氯化液大罐进入初馏塔进行蒸馏。因此该设备的干燥效果的好坏将直接影响到氯化苯产品的质量、后续工序的负荷及氯化液大罐、初馏塔的使用寿命，而该设备处于不完好状态如本体烂通）等需要更换时，不但会影响氯化液的干燥效果，还会导致产品质量的下降，而含水过高还会增加蒸馏等后续工序的负担。由于设计方面的原因，该设备更换周期长并需要动火，给安全生产带来了较大隐患。
自1997年新氯化苯装置开车运行以来，已有6台次氯化液干燥器因筒体烂通而更换。经对旧设备解体检查，发现设备内壁有大量点坑，属于典型的小孔腐蚀。同时，经测厚检查，发现设备中下部分腐蚀较严重，壁厚较上半部分薄，仅剩7mm左右。
通过对工作介质及材质等方面的综合分析，找出氯化液干燥器孔蚀的原因，采取相应的防范措施来延长设备的使用寿命，并提高设备的使用效率，以1994-201.ChinaAcademicJournalElectronic用同2时1碳钢hf面▲氧化皮的的不连续性士或！面存1础吨舰差电池bookmark3的因素所引起：干燥器内装有大量的氯化钠固体，其内部液体为饱和氯化钠，属于强电解质。而该设备材质为碳钢，内部含有FeC和石墨，铁素体与它们具有不同的电极电位，石墨的电位较高，为0.37V，铁素体的电位*低，为-0.44V，渗碳体的电位介于两者之间。由于组织的非均一性，当设备与氯化钠饱和溶液相接触时，表面必然形成较大电位差的微电池作用，其中渗碳体和石墨是阴极，铁素体是阳极，从而形成无数个小阴极大阳极的微电极，加快了基体金属铁的腐蚀。
此时由于在碳钢表面形成1层有孔隙的锈层及表面存在着硫化物夹杂，在氯离子和氧的作用下产生了孔蚀。表示了碳钢的腐蚀机理。
从可以看到，由于介质属于弱碱性，孔外的主要反应为：2+2H2+4e！40H-；孔内介质相对于孔外介质呈滞流状态，溶解的金属阳离子不易往外扩散，溶解氧亦不易扩散进来。由于孔内金属阳离子的增加，氯离子迁入以维持电中性。这样就使孔内形成金属氯化物如FeCl2）的浓溶液，这种浓溶液可使孔内金属表面继续维持活态。又由于氯化物水解的结果，孔内介质酸度增加。酸度的增加使阳级溶解速度加快，蚀孔就进一步向纵深发展。随着腐蚀的进行，孔口介质的pH值逐渐升高，水中的可溶性盐如CaHC3）将转化为CaCO沉淀。结果锈层与垢层一起在孔口沉积形成一个闭塞电池。闭塞电池形成后，孔内、外物质交换更困难，使孔内金属氯化物更加浓缩，氯化物的水解使介质酸度进一步增加，酸度的增加促使阳极溶解速度进一步加快，结果，蚀孔的高速度深化可把金属断面蚀穿。这种由闭塞电池引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用，称为‘自催化酸化作在硫化物夹杂，可使它在含氯离子充气的水中产生孔蚀。图中表示孔内出现MnS夹杂物，它对蚀孔的形成起促进作用。硫化物MnS）可按下式溶解：MnS+2*介质酸化。由于硫化物电位比基体金属高，蚀孔在基体金属一侧发展。孔内生成FeCl2+HCl+H2S）的酸性浓溶液。孔外钢是阴极，孔内则是阳极，构成大阴极一小阳极，存在较大腐蚀电流，加速了孔蚀速度。
大多数的孔蚀都是在含氯离子或氯化物介质中发生的，氯离子称为孔蚀的激发剂“，随着介质中氯离子浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀容易发生且加速进行。尤利格确定了孔蚀电位与氯离子浓度间的关系。
特别是FeCl属于强烈的孔蚀促进剂，由于它的金属离子电对的还原电位较高，即使在缺氧的条件下亦能够在阴极上进行还原，起到促进去极化作用。
由于氯化液经过水、碱洗后，介质温度明显升高，导致氯化液干燥器在运行中持续高温40~50=），随着介质温度的升高，会导致金属的击穿电位值明显降低，使孔蚀加速。同时，介质温度过高，还会导致干燥效果不佳，增加了物料中水的含量，给干燥及后续工序带来负担。
金属表面状态对孔蚀也有一定的影响。经冷加工的粗糙表面或加工后残留在金属表面的焊渣、焊渣飞溅、焊缝气孔、锈层等，在这些部位往往引起孔蚀或危害更大的缝隙腐蚀。
氧浓差电池的产生。旧设备解体后，除了发现大量点坑外，通过测厚检查还发现设备下半部分的壁厚明显较上半部分薄，原因是由于干燥器下半部分为相对密度较大的盐水，而上半部分为相对密度较小的物料。由于盐水的腐蚀性而导致设备下半部分腐蚀较严重，同时设备下半部分盐水含氧较多，因此下半部分碳钢浸于含氧的中性溶液里会形成氧电极，并发生如下电极反应：2+2H2+4e！40H-；氧电极的电极电位与氧的分压有关，氧的分压越大，氧电极的电极电位就越高。因此，如果介质中氧的含量不同，就会因氧浓度的差别产生电位差。
金属在氧浓度较低的区域相对于氧浓度较高的区域来说，因其电位较低而成为阳极，形成充气不均匀的宏观电池，所以罐底的中央常受到局部腐蚀的破坏。
如果金属表面铆、焊不当，其连接处就有可能出现缝隙。由于在缝隙深处补充氧特别困难，因此，更易形催化作用，导致缝隙处的严重腐蚀，缝隙腐蚀的危害性较孔蚀的危害性更大，更易使设备报废。有1台干燥器在2001年7月就是在焊缝处烂通而报废。
3防范措施通过以上5个方面的原因分析，建议采取以下防范措施加以整改，达到延长设备使用寿命和提高工艺水平的目的。
3.1不改变设备材质金属的击穿电位值少b随着温度的增加而明显降低。所以为了保证碳钢的击穿电位值处于较高值，可以从降低介质温度方面着手，使设备在运行中处于低温状态。可以在干燥器的前一道工序即碱洗）后加装冷凝器，不但可使干燥器内部温度维持在较低水平，而且可以提高干燥器的使用效率，提高其干燥效能。现在使用的淡水温度为4*，正好可满足要求。
利用降低介质温度的方法来提高碳钢的击穿电位值少（能有效地控制小孔腐蚀的形成及加速腐蚀继而导致孔穿，同时提高了其干燥效率和工艺水平。
对于设备表面状态，首先应该加强检查，注意设备内部是否抛光光滑，焊接是否存在缺陷等，新设备使用前注意检查内部是否清洁等。对施工单位提出要求，尽可能不采用铆接结构而采用焊接结构。
焊接时尽可能采用对焊、连续焊而不采用搭接焊、间断焊，以免形成缝隙腐蚀。或采取措施如敛缝、锡焊或涂层等）将缝隙封闭起来。或将平锥结构改为圆筒形结构，后种结构简单，面积较小，便于防腐蚀施工和检修。
牺牲阳极保护法是在被保护的金属上连接1个电位较负的金属作为阳极，它与被保护金属在电解液中形成1个大电池并使金属设备阴极极化而得到保护。牺牲阳极保护借助于牺牲阳极与被保护金属之间有较大的电位差所产生的电流来达到极化目的。牺牲阳极保护法属于阴极保护法的一种，通过在设备内加装锌板或锌棒，使锌作为阳极遭受腐蚀，而碳钢则作为阴极得到保护。
牺牲阳极保护由于不需要外加电源，不会干扰邻近设施，电流的分散能力好，设备简单，施工方便，不需要经常维护和检修等特点，已经广泛用于海洋、船舶、水下设备、地下电缆等的保护。
在氯化液干燥器内，里面装满了饱和氯化钠和固体食盐，当以锌作为阳极材料时，由于锌与碳钢在此介质中有0.2V的电位差碳钢为-0.85V，锌（为丨2这个电位差称为驱动电位产1生的电1流可以使处于腐蚀区的碳钢进行阴极极化，使其电位向负移至稳定区，则碳钢可由腐蚀状态进入热力学稳定状态，使设备腐蚀停止而得到保护。同时，由于电位向负移，可以使电偶腐蚀引起的微电池的阳极腐蚀电流减小，当腐蚀体系总电位降至与微电池阳极的起始电位相等时，则碳钢的腐蚀电流为零，此时碳钢得到了很好的保护。此时的电流密度称为*小保护电流密度。碳钢在饱和氯化钠和固体食盐的阴极*小保护电流密度为0.15A/m2.在确定阳极材料和每个阳极的尺寸后，可以通过公式计算出每台氯化液干燥器所需的阳极数。I=ixS 1gS1+lgA少-1+78归本福谷英工提出的阳极发生电流的经验公式）小保护电流密度，A/m2；S需要保护的金属总面积，m2；I每块电极的发生电流量，A；a遮蔽系数，一般取a=1.5~3.0；/36介质电阻率是36%*cm时发生的电流，A/块；S1每块阳极的有效工作面积，cm2；A少阴阳极有效电位差，V；I介质电阻率*cm时发生的电流，A/块；表1列出碳钢在联碱盐析结晶器溶液中的保护参数和保护度。
表1碳钢的保护参数和保护度保护电位/mV保护电流密度腐蚀率保护度由于设备内部含高浓度氯离子是无法避免的，是碳钢的腐蚀速度与溶液pH值的关系，从图中可以看到，当pH值在9~14时，碳钢的腐蚀速度大为降低，这主要是因为腐蚀产物氢氧化铁膜）在碱中的溶解度很低，并能较牢固地覆盖在金属表面上，阻滞金属的腐蚀。同是，随着pH值的升高，使金属的击穿电位值％显著地变正，阻碍孔蚀的深挖“。所以也可以通过加定量的碱到设备内控制干燥器的腐蚀。而带碱性的废水则可用于副产酸雾净化塔的吸收液。
为避免浓差电池，可在氯化液干燥器底部加碳钢的腐蚀速度与溶液pH值的关系水的高度，操作人员通过勤放水，就可以有效地防止浓差电池的长期存在。
3.2改变设备材质方案1.由于该设备下部腐蚀明显大于中上部，故可以对干燥器2%以下的部位进行防腐。防腐方案如下：在设备内表面含接管、人孔等）处喷砂除锈达Sa2.5级；刷E44环氧底漆2遍；坑凹不平处E44环氧刮垢；衬02布E44/呋喃改性FRP2层；衬02布呋喃FRP 2层；刷呋喃面漆3遍。
此方案施工方便，费用较小，比较实用。2000年用此方案对氯化苯50%3次品罐1.2%下方进行了防腐，使用1.5a后打开检查，发现效果良好。
方案2.改用钢衬聚丙烯材料。聚丙烯具有优良的耐腐蚀性能，能耐1001的酸、碱或盐溶液的腐蚀。
将设备材质改为钢衬聚丙烯，每台设备估计增加成本3万元，4台共增加成本12万元，每台35m2冷凝器6万元，可较好解决设备更换频繁造成的经济损失。如为节省资金，对设备内部进行防腐也能较好达到目的，每台设备估计增加成本8000余元。
方案3.南京工业大学新研制出1种防静电树脂漆，该树脂不但具有较好的防腐性能，且因其内部添加了易导电介质而具有导电性能，使用该材质能有效解决静电问题。还可推广应用于罐区储罐的内部防腐，同时，该材质可涂于氟合金泵壳的内、外表面，有效地解决了静电引起的火灾事故。
