氯碱化工厂房生产区的腐蚀及防护(正式)

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氯碱化工厂房生产区的腐蚀及防护(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-2692-68 氯碱化工厂房生产区的腐蚀及防护

(正式)

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工业腐蚀是指材料在介质环境作用下发生相互作用而引起的破坏或变化。腐蚀介质大体三种形式，在我们设计中常遇到的化工氯碱生产区中这三种介质都存在。生产中所使用的原料、中间产品以及成品，如原盐、液碱、硫酸、盐酸、氯气等均是腐蚀性很强的介质。因此，氯碱工厂生产区是化学腐蚀比较严重的地方。各种化学侵蚀性气体、液体和颗粒剂小的腐蚀性粉尘直接与建筑构件的材料发生作用，从而对厂房、构筑物产生危害，对建构筑物安全构成威胁，乃至破坏，大大缩短了建构筑物的使用寿命。因此如何采用必要的措施避免建构筑物腐蚀或减轻腐蚀造成的破坏是在设计中面临的一大问题。下面仅就氯碱生产中的厂房防腐设计为例来说明建筑防腐设计的某些问题。

一、氯碱工业中的腐蚀介质和腐蚀机理

氯碱生产中普遍存在着腐蚀介质多、分布广的特点。了解环境中的腐蚀介质是预防腐蚀发生的前提。如下表所列情况：

由上表看出主要的腐蚀介质有：

1.1HCl溶液和HCl气体

作为氯碱生产中的主要产品和主要化学反应介质，盐酸溶液和HCl气体是界区内主要的腐蚀介质。盐酸作为一种强酸，对砖砌体、混凝土、钢筋混凝土均有着很强的化学腐蚀性，特别是其对硬化后的水泥砂浆的腐蚀。水泥砂浆的主要成分氢氧化钙在酸性环境下发生置换反应，生成易溶于水或松软无胶结力的化合物，导致水泥砂浆结构遭到破坏。而水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料，水泥一旦破坏，水泥砂浆和混凝土的强度性能将不复存在。HCl气体对砖砌体和混凝土直接腐蚀较轻，一方面，HCl气体在潮湿环境下吸附在建筑物表面形成盐酸持续腐蚀建筑物；另一方

面，当HCl气体渗入混凝土内部和钢筋接触时，氯离子和钢筋接触时，氯离子使钢筋表面的钝化膜丧失作用，引起钢筋的锈蚀膨胀，并对混凝土保护层产生巨大的压力，使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂纹。当混凝土表面的裂缝开展到一定程度时，混凝土保护层则开始剥落，最终导致构建丧失承重能力。

1.2NaCl溶液、NaCl固体

NaCl溶液作为一种盐溶液，对混凝土的腐蚀很小，对砖砌体有一定的腐蚀性，而对钢筋混凝土的腐蚀性较大。不同于强酸强碱的化学腐蚀，NaCl溶液对混凝土和砖砌体的腐蚀更多的是一种物理作用。NaCl溶液渗入材料的孔隙后，经过再结晶发生体积膨胀，最终导致材料破坏。混凝土结构由于其自身质地密实、吸水性好，所以腐蚀性较小。而砖自身空隙较多、吸水性大且抗压强度低，其相应腐蚀程度就大。对钢筋混凝土的腐蚀则主要由于在NaCl环境中，钢筋发生电化学反应加速锈蚀而导致的结构破坏。

1.3H2SO4溶液

硫酸在氯碱工业中被用于干燥湿氯气，其腐蚀主要发生在氯氢处理工段和罐区。硫酸对砖砌体、混凝土、钢筋混凝土均有很强的腐蚀性，其腐蚀主要是其作为强酸的化学腐蚀。另应注意到硫酸对地基土有较强的腐蚀性。当硫酸渗入地下后，和土壤中的成分发生作用，产生一种新的盐类，使地基土产生膨胀变形，从而出现基础上升变形、地坪起包、上部结构开裂等现象。

1.4NaOH溶液

作为氯碱工业的主要产品，常温下NaOH溶液对混凝土结构腐蚀性较小，但在碱液蒸发过程中随着温度的升高，对混凝土的腐蚀性急剧增加。NaOH溶液对砖砌体有很强的腐蚀性，其腐蚀类似于NaCl溶液对砖砌体的内部结晶膨胀。

二、采取防腐的常见部位及应采取的防护措施

在氯碱工业中，防腐设计应从多方面考虑，设计中常见的主要部位有：

1.基础的防腐

在氯碱工业建构筑物的设计中一般选用钢筋混凝土基础。它具有密实性好、强度高、表面平整等优点。《工业建筑防腐蚀设计规范》中有明确规定。材料若选用毛石混凝土、素混凝土或钢筋混凝土，则钢筋混凝土的混凝土强度等级不低于C30；毛石混凝土和素混凝土的强度等级不应低于C25。若地面有较多的硫酸、氢氧化钠液体作用时，基础埋置深度不小于2m。当基础附近有腐蚀性溶液的储槽或储罐的地坑时，基础底面宜低于储槽或地坑的底面不小于500mm。腐蚀性液体介质的管道或排水沟穿过基础时，基础应留洞，洞边加强防护。

2.设备基础

生产过程中设备内的介质跑、冒、漏、滴时，首先接触的就是设备基础。设备基础的地下部分应满足基础对防腐的要求。地上部分，应根据介质的腐蚀性等级、检修安装的机械作用、基础的形式及大小等因素，选择材料和构造。当基础顶面与所在地面高差小于300mm时，基础的防护面层与地面一致。泵基础宜

采用花岗石等耐冲击材料。液态介质作用多的设备基础，其基础顶面及四周地面宜采取集液、排液措施。

3.楼地面

楼地面在防腐方面起着重要的作用，它接触腐蚀介质最频繁。楼层面层破坏或渗漏直接影响楼板承重结构。地面面层破坏会导致地基、基础的腐蚀。因此楼地面的防腐设计是建筑防腐设计的一个重点。对于有盐酸、硫酸液体作用的楼地面，可使用耐酸砖、水玻璃混凝土等面层。对于有氢氧化钠液体作用的楼地面，可使用耐酸砖、树脂稀胶泥或砂浆等面层。对于有盐作用的楼地面，可使用树脂稀胶泥或砂浆、沥青砂浆、聚合物水泥砂浆等面层。有大型设备且检修频繁和有冲击磨损作用的地面，应采用厚度不小于60mm 的块材面层或是水玻璃混凝土、密实混凝土等整体面层。除选用耐腐蚀的面层之外，楼地面应设计有组织的排水方式，以底层不小于2%，楼层不小于1%的坡度坡向排水沟或地漏，减少液体在楼地面的停滞时间。有腐蚀介质存在的场所周围还可加设围堰或排水沟，