王小敏，侯方敏，蘇武臣，程傳明

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開封東大化工有限公司，河南 開封 475003）

1 異?，F(xiàn)象

開封東大化工公司共有10萬(wàn)t/a燒堿和5萬(wàn)t/a燒堿2個(gè)電解系統(tǒng)，2017年8月和9月分別對(duì)10萬(wàn)t/a系統(tǒng)C/D/E 3臺(tái)槽進(jìn)行了膜極距改造，C/D 2臺(tái)槽改造后一個(gè)月，發(fā)現(xiàn)槽電壓上升較快，停車檢查發(fā)現(xiàn)陰極進(jìn)口總管和過(guò)濾器內(nèi)有黑色鱗片狀物質(zhì)，經(jīng)過(guò)化驗(yàn)分析:含離子鎳57%，鐵離子1%。運(yùn)行到第5個(gè)月后，開始多次出現(xiàn)陽(yáng)極出口軟管螺紋內(nèi)側(cè)腐蝕透，泄漏鹽水等現(xiàn)象，頻繁被動(dòng)停車檢修。具體現(xiàn)象如下。

（1）2018年1月24日新電解D槽8#陽(yáng)極出口軟管泄漏鹽水，停車洗槽后，拉開槽子，檢查發(fā)現(xiàn)犧牲電極完好，墊片下部的螺紋內(nèi)側(cè)與犧牲電極連接處腐蝕呈凹坑狀小洞；

（2）2018年2月10日新電解C槽13#陽(yáng)極出口軟管泄漏鹽水，停車檢查發(fā)現(xiàn)出口嘴和犧牲電極均發(fā)生腐蝕，犧牲電極與淡鹽水接觸的部分已全部消失，與氯氣接觸的部分尚在，但顏色變紫，出口嘴螺紋內(nèi)側(cè)與犧牲電極連接處也腐蝕呈現(xiàn)凹坑狀小洞；

（3）2018年3月15日新電解D槽6#陽(yáng)極出口軟管泄漏鹽水，停車檢查腐蝕現(xiàn)象與2月10日類似。

（4）2018年3月17日新電解C槽11#陽(yáng)極出口軟管泄漏鹽水，停車后檢查腐蝕現(xiàn)象與2月10日和3月15日基本一樣。

由于尚未對(duì)電解槽采取有效措施，5月4日和5月7日C、D槽分別出現(xiàn)多個(gè)出口嘴腐蝕透，造成鹽水泄漏停車。

（5）5月 4日 C 槽 3#、4#、5#、7#、25# 等 5 片單元槽陽(yáng)極出口犧牲電極腐蝕，同時(shí)3#、4#、5#槽3片槽出口嘴腐蝕透，停車將3#、4#、5#槽取下，更換上兩片嘴部修復(fù)過(guò)的電解槽C27B12和169B08，更換7#和25#槽犧牲電極。

（6）5 月 7 日 D 槽 169B02、B03、B09、B25 槽陽(yáng)極出口犧牲電極腐蝕，停車將169B01、B02、B09、B11、B25被腐蝕的犧牲電極拆下，焊接新犧牲電極（修槽廠家提供）后重新裝上，169B11、B17、B20、B21出口嘴腐蝕透，將 B17、B20、B21、B88 號(hào)槽取下（B88槽內(nèi)漏），更換上3片 168B34，167B61，227B49膜極距新槽和一片227B71高電密槽子。

2 腐蝕現(xiàn)象原因分析

鑒于新電解C、D槽反復(fù)出現(xiàn)陽(yáng)極出口嘴和犧牲電極腐蝕而造成停車事故，該公司召開了事故分析會(huì)，總結(jié)導(dǎo)致腐蝕的原因主要有:電解槽接地不良，雜散電流高發(fā)生電化學(xué)腐蝕，犧牲電極涂層脫落等。

3 雜散電流產(chǎn)生原因分析[1]

（1）雜散電流的腐蝕。在電解槽工作時(shí)，由于通入大的直流電流進(jìn)行食鹽水溶液的電解反應(yīng)制取氯、氫和燒堿，往往會(huì)出現(xiàn)電流的泄漏，使金屬構(gòu)件的局部區(qū)域受到很大電流密度的陽(yáng)極極化，很快發(fā)生電蝕現(xiàn)象，這是由于雜散電流引起的陽(yáng)極溶解的緣故。

（2）在正常情況下，電流按照設(shè)計(jì)的要求在指定的導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)。若由于某些原因，一部分電流離開了指定的導(dǎo)體而在原來(lái)不應(yīng)有電流的導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)，這部分電流就叫做雜散電流。當(dāng)雜散電流在金屬構(gòu)件的某一表面區(qū)城離開金屬（電子導(dǎo)體相）而進(jìn)入介質(zhì)（離子導(dǎo)體相）時(shí)，對(duì)于金屬構(gòu)件的這一表面區(qū)域來(lái)說(shuō)，是陽(yáng)極電流，加速金屬的陽(yáng)極溶解，造成由雜散電流引起的腐蝕破壞。

（3）一般來(lái)說(shuō)，雜散電流的形成主要有下列2種情況:

a.由于金屬構(gòu)件本身某些部位導(dǎo)電不良，使得全部的或一部分的電流從裝接部位的一側(cè)離開金屬進(jìn)入介質(zhì)，而在裝接部位的另一側(cè)從介質(zhì)流入金屬。

b.電流本來(lái)應(yīng)當(dāng)在介質(zhì)中流動(dòng)，由于介質(zhì)具有一定的電阻率，在電流流過(guò)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)中形成具有一定大小場(chǎng)強(qiáng)的電場(chǎng)。如果有一個(gè)金屬構(gòu)件處在這個(gè)電場(chǎng)中，那就會(huì)使得一部分電流在金屬構(gòu)作的某個(gè)表面區(qū)域進(jìn)入金屬，而在金屬構(gòu)件的另一表面區(qū)域從金屬流向介質(zhì)，引起這個(gè)部位腐蝕加速。

（4）由直流的雜散電流引起金屬腐蝕的特點(diǎn)是破壞區(qū)域比較集中，破壞速度比較快。

（5）在正電位區(qū)的雜散電流是經(jīng)過(guò)設(shè)備、管件等導(dǎo)入大地的，出現(xiàn)的腐蝕部位往往是在物料的出口或接近地面處，如鹽水支管的根部腐蝕。在負(fù)電位區(qū)的雜散電流是由大地經(jīng)過(guò)設(shè)備、管件等進(jìn)入電路系統(tǒng)，因此，發(fā)生的腐蝕部位多數(shù)是在物料的入口面靠近電路的地方，如鹽水支管的頂部腐蝕，電解液管線上的漏斗溢堿處的支管界面和焊接處的腐蝕。該公司于2017年8月對(duì)新電解C/D/E 3臺(tái)槽進(jìn)行膜極距改造后，陰極曾出現(xiàn)不同程度的電化腐蝕，開車幾天后停車沖洗陰極進(jìn)口總管時(shí)，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)有許多鱗片裝黑色物質(zhì)，經(jīng)化驗(yàn)分析其主要成分是鎳和鐵。

（6）離子膜電解槽有槽內(nèi)短路雜散電流和槽外對(duì)地兩種泄漏電流，零電位在最中間一個(gè)單元槽時(shí)，無(wú)對(duì)地泄漏電流，零電位偏移時(shí)才有。對(duì)于離子膜電解槽來(lái)說(shuō)，由于每個(gè)單元槽在電解的過(guò)程中，均有一個(gè)相對(duì)的槽電壓，所以，單元槽對(duì)于零電位有一定的電動(dòng)勢(shì)，在這種電動(dòng)勢(shì)的作用下，若有金屬導(dǎo)體或具有導(dǎo)電離子的電解液，就會(huì)發(fā)生電流自高電動(dòng)勢(shì)的部位流向低電動(dòng)勢(shì)的部位，從而形成泄漏電流。尤其是在復(fù)極式離子膜電解槽上，由于離子膜電解槽是串聯(lián)在一起，其靠近離子膜電解槽兩端的單元槽的電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于零電位更加突出，更容易產(chǎn)生泄漏電流，從而加劇泄漏電流腐蝕。離子膜電解槽的總管是接地的，處于零電位，單元槽雖然和總管之間不存在金屬導(dǎo)電連接，但通過(guò)進(jìn)出口軟管中的陰陽(yáng)極電解液，可以形成泄漏電流[2]。

4 如何防止雜散電流腐蝕

復(fù)極式離子膜電解槽在防止雜散電流腐蝕方面采取以下幾種措施:

（1）整臺(tái)電解裝置的單元槽有良好的絕緣；（2）在單臺(tái)離子膜電解槽的氧化區(qū)（即高電位區(qū)）采用外加犧牲電極；（3）在電解液總管內(nèi)增加犧牲電極；（4）整臺(tái)離子膜電解槽的總管具有良好的接地裝置；（5）離子膜電解槽和總管之間采用一定長(zhǎng)度的絕緣軟管連接；（6）有效控制零電位的漂移。

5 對(duì)C/D槽采取的檢修措施

（1）5月4日和5月7日停車期間，分別對(duì)C、D槽接地線重新安裝；（2）5月24日、25日整體更換了2臺(tái)槽陽(yáng)極出口犧牲電極。5月至10月尚未出現(xiàn)陽(yáng)極出口嘴和犧牲電極腐蝕現(xiàn)象。