在强碱性环境（如pH＞12的NaOH、KOH、Na₂CO₃溶液）中，设备防腐需从 材料选择、结构设计、防护涂层 三方面综合应对。以下是系统化的防腐方案：
一、强碱腐蚀机理
1. 化学腐蚀
- 碱液与金属反应生成可溶性氢氧化物（如Al(OH)₄⁻、Zn(OH)₄²⁻），尤其对两性金属（铝、锌）腐蚀极强。
- 非金属材料（如普通橡胶）会发生 碱解聚，导致硬化开裂。
2. 电化学腐蚀
- 高温碱液（＞80℃）加速碳钢的 碱脆（应力腐蚀开裂）。
二、关键防腐措施
1. 材料优选（按介质浓度/温度分类）
介质条件 | 推荐材料 | 耐受极限 |
常温低浓度（＜30%，＜40℃） | 304不锈钢、PP（聚丙烯）、PVC | 304不锈钢：≤50℃，≤40% NaOH |
高温高浓度（≥30%，≥80℃） | 镍基合金（Hastelloy C276）、PTFE衬里、陶瓷 | C276：可耐沸点下50% NaOH |
固体碱接触部位 | 高密度聚乙烯（HDPE）、PTFE、碳化硅陶瓷 | HDPE：耐≤60℃浓碱 |
2.特殊注意事项：
- 不锈钢慎用：316L仅适用于＜10%碱液（50℃以下），高浓度碱会导致晶间腐蚀。
- 避免异种金属接触：如碳钢螺栓连接不锈钢设备会引发电偶腐蚀。
3. 表面处理技术
- 衬里防腐：
- PTFE衬里：2-3mm厚，通过热胀法或松衬法包覆金属基体（适用温度-50~200℃）。
- 橡胶衬里：选用EPDM（三元乙丙橡胶）或FPM（氟橡胶），厚度≥5mm（EPDM耐碱温度≤120℃）。
- 涂层防护：
涂层类型 | 施工工艺 | 适用场景 |
环氧酚醛涂层 | 高温固化（200℃） | 储罐内壁（耐≤40% NaOH，80℃） |
聚脲涂层 | 喷涂成型（快速固化） | 管道外壁防飞溅 |
陶瓷涂层 | 等离子喷涂（Al₂O₃/TiO₂） | 泵叶轮等高磨损部位 |
4. 结构设计优化
- 避免死角：容器底部采用30°以上锥形设计，防止碱液沉积。
- 焊缝处理：
- 内焊缝打磨至Ra＜08μm，减少缝隙腐蚀风险。
- 采用对接焊+PTFE带覆盖（禁止搭接焊）。
- 阴极保护（仅限碳钢设备）：
- 牺牲阳极法：安装锌块（保护电流密度10-30mA/m²）。
5. 运行维护策略
- 定期检测： 每3个月用超声波测厚仪 检查金属壁厚（减薄量＞10%需更换） 、橡胶衬里每年进行 电火花检测（≥5kV电压检查针孔）。
- 清洗规程： 停机后立即用淡水冲洗，防止碱液结晶（结晶后体积膨胀加速腐蚀）。
三、典型设备防腐方案
1. 碱液储罐（50% NaOH, 60℃）
- 材质：碳钢+5mm EPDM衬里
- 附件： 人孔盖采用PTFE包覆螺栓 、液位计选用PP磁翻板式
2. 碱液输送泵
- 泵型选择：
- 磁力泵（无密封泄漏风险）：
- 过流部件：C276合金或陶瓷
- 隔离套：PTFE涂层哈氏合金
- 密封选择：双端面机械密封（缓冲液用甘油）
3. 管道系统
- 管材：PTFE内衬钢管（DN≤200mm）或PPH均聚管（DN＞200mm）
- 法兰防护：
- 螺栓涂抹 碱脂（含石墨或MoS₂）
- 垫片用PTFE包覆石墨
四、紧急修复技术
当发现局部腐蚀时可采用：
1. 复合材料修补： 使用碱固化环氧胶泥（如Belzona 1111）临时修补罐体孔洞。
2. 带压堵漏： 对管道泄漏点安装 不锈钢夹套+注胶密封。
五、注意事项
- 温度骤变风险：PTFE衬里设备需控制升温速率＜5℃/min，防止热应力开裂。
- 禁用材料： 避免使用玻璃钢（FRP）在＞10% NaOH中（树脂会被皂化）、铜及其合金在碱液中腐蚀速率＞1mm/年。
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