硫酸儲罐耐酸堿防腐涂料

硫酸是活潑的無機強酸之一，它是化肥、醫藥、冶金、染料、化纖、精細化工、礦物加工、制藥、石油煉制和各類有機無機化工行業的催化劑、溶劑和生產原料，因此在化工行業的廣泛應用而號稱“化工之母"。硫酸因與肥料三要素（氨、磷、鉀）及硫基肥所制造的母體作用有密不可分的聯系，更是被稱為“化肥之母"。

  由于硫酸具有很強的腐蝕性，所以在生產、運輸和使用過程中，硫酸的安全儲存是一個非常重要的環節。為了保證儲存設施能安全運行，應正確選材、合理設計、妥善管理，系統地運用電化學保護、鈍化、覆蓋層保護等多種手段加以保護。

硫酸腐蝕原理及特點

表1 市面上的硫酸常見的濃度、狀態及腐蝕特點

硫酸金屬儲罐外壁腐蝕主要為氣相腐蝕，只是弱腐蝕，一般采取涂裝防腐即可， 

碳鋼在硫酸中發生的腐蝕過程是典型的電化學腐蝕。其化學反應式表述如下：

Fe+H₂S0₄→H₂+FeS0₄

    金屬材料的本質、表面狀態及金屬陰極相雜質、硫酸濃度(pH值)、溫度都會影響到金屬的氫去極化腐蝕。此外，一些物理因素如介質流速、固相顆粒、結垢等也會影響硫酸的腐蝕性。

硫酸儲罐的選材及防腐措施

針對不同濃度，不同溫度狀態的硫酸，耐腐蝕選材也不盡相同。

3.1金屬

   金屬材質硫酸儲罐主要分為三類：整體金屬材質硫酸儲罐、金屬外殼內刷涂料的硫酸儲罐、金屬外殼內襯玻璃鋼或鱗片膠泥硫酸儲罐。

3.1.1整體金屬材質

 各種不同金屬或合金的耐硫酸腐蝕性能及作為硫酸儲罐的選擇可行性如下：

1）普通碳鋼不耐80%以下稀硫酸，但可以耐65℃左右的80%～100%的濃硫酸。因碳鋼在這一濃度范圍內可形成鈍化保護膜，因此碳鋼可直接用作為常溫、無流速、無沖刷、無充氣、密封的80%～100%濃硫酸儲存和運輸設備的制造材料，內壁無需額外做其他防腐處理，外壁只需做普通的弱腐蝕防銹耐候涂裝處理。

2）普通碳鋼和鑄鐵都不耐102%以上的發煙硫酸，因此不可作為發煙硫酸儲罐的制造材料

3）鉛、鉛銻合金、可耐96%以下室溫的硫酸，對80%以下的硫酸可耐至210℃（也因表面產生保護膜），但鉛銻不耐具有流速和摩擦沖刷的濃硫酸（因其破壞了保護膜）。因此襯鉛也是常用的耐硫酸腐蝕設備的制造材料和襯里材料。

4）普通不銹鋼（如304不銹鋼）只能耐5%以下的極稀的硫酸，和碳鋼一樣不直接作為稀硫酸儲罐的制造材料。316L不銹鋼是含鉬不銹鋼，可耐室溫下15%濃度以內的無流速、無沖刷、無充氣的硫酸溶液和85%～100%濃度的常溫、無流速、無沖刷、無充氣、密封的硫酸。

5）高硅不銹鋼、高合金不銹鋼、鎳鉬鉻合金（及哈氏合金）可以同時耐稀、濃硫酸，可以耐高溫、高速下一切濃度硫酸。其中高硅不銹鋼，但高硅不銹鋼抗震差、加工困難、不耐含氟或亞硫酸雜質的硫酸溶液（此時可選用20號高合金鋼）。高硅不銹鋼是硫酸行業采用最多的合金材料，用來制造硫酸工廠的干燥塔、吸收塔、管式分酸器、槽管式分酸器、塔內填料支撐箅子板、循環酸槽、管殼式酸冷卻器、管線、泵、法蘭和閥門等硫酸生產設備。但是直接采用高硅不銹鋼來制造硫酸儲罐，還是不多。

6）銅、鎳只能耐60%以下的不充氣的稀硫酸，銀、鈦、鋯、鋁、鎂也都只是適于稀硫酸，一般不直接作為硫酸儲罐制造材料。

7）盡管鉑、金、鈀、鉬這幾類金屬材料對所有濃度的硫酸都具有非常好的耐蝕性能，但這些貴金屬的成本都非常昂貴，不可能用它們來制作硫酸儲罐。

3.1.2 碳鋼外殼附加內壁防護措施

實際市面上的金屬硫酸罐，90%以上是采用普通碳鋼制造的，部分發煙硫酸儲罐是采用合金鋼制造的。

普通碳鋼用于80%以下濃度稀硫酸時，務必采取可靠的防護措施。目前市面上的使用較多的防護形式有：碳鋼外殼內刷防腐涂料、碳鋼外殼內襯橡膠、碳鋼外殼內襯玻璃鋼或玻璃鱗片膠泥。采用碳鋼外殼附加防護措施的硫酸儲罐只是稀硫酸儲罐的方案之一，大多數時候，直接采用有機塑料、玻璃鋼儲罐的性價比和使用壽命會更高；還可以采用耐強氧化防腐涂料，簡便施工防腐效果好。

類：碳鋼外殼內刷防腐涂料。這類方法一般針對常溫下低濃度（45%以下）稀硫酸碳鋼儲罐。根據具體濃度大小，選用不同的成膜物的防腐涂料涂刷碳鋼罐內壁。基材處理和施工方法和金屬鋼結構涂裝防腐無異。常選用的防腐涂料有：環氧防腐涂料、乙烯基酯樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、玻璃鱗片防腐涂料、丙烯酸樹脂工業防腐涂料、聚氯乙烯含氟螢丹防腐涂料、氯磺化聚乙烯防腐涂料等，選擇重防腐耐強氧化性好的產品可以達到理想效果。

第二類：金屬外殼內襯橡膠。這類方法就是襯膠，襯膠防腐防腐多見于硫酸環境下的碳鋼槽、管件、法蘭等，碳鋼儲罐用襯膠的方法制作的占少數。

橡膠襯里碳鋼硫酸罐也針對的是中低溫度下的稀硫酸溶液，它兼具耐磨、防空蝕、抗應力變化、耐溫度驟變等特殊性能，但同時存在耐熱性較差（硬質橡膠也不超過85℃）、不耐具有氧化性的濃硫酸（耐不了常溫下80%以上濃度的硫酸，耐不了65℃以上65%～80%的中等濃度的硫酸）、導熱性能差等缺陷。

第三類：金屬外殼內襯玻璃鋼或玻璃鱗片膠泥。

這類方法屬于樹脂重防腐^[3]防腐方法之一。這類方案適用于一定溫度下的稀硫酸。玻璃鋼的耐腐蝕性能主要取決于粘結料樹脂種類及性能、增強材料種類及性能、玻璃鋼固化程度、施工質量等。

3.2非金屬材料

硅酸鹽材料（陶瓷、玻璃、搪瓷、耐酸巖石）、浸漬石墨材料等無機盡管可耐大多數濃度和溫度下的硫酸，常作為槽、塔襯里磚板，并不用于硫酸儲罐的防腐。

非金屬材料中用于整體硫酸儲罐的材料常有兩類：整體塑料材質硫酸罐、整體玻璃鋼材質硫酸罐。這兩類樹脂重防腐的方法都只是適用于中低溫度，80%以下稀硫酸儲罐。

3.2.1 整體塑料材質

熱塑性塑料一般適用于中低溫下70%以內的稀硫酸，一些特殊的含氟塑料可耐高溫高濃度硫酸。熱塑性塑料儲罐主要優點是：耐腐蝕性強、操作方便、使用壽命長、重量輕、對設備的運輸、安裝、維修都比較有利。

高密度PE材質儲罐，使用溫度范圍為-70℃～+70℃，可在上限溫度以內盛放50%以內濃度的硫酸，常溫下可盛放75%濃度以內的硫酸，濃度再高，或高溫下具有氧化性的硫酸，PE材質儲罐已經不合適了。PP的強度較PE更好，韌性更佳，整體塑料儲罐材質更多選用的是PP。PP材質儲罐可在使用溫度范圍(-20℃～+120℃)內盛放65%以內濃度的硫酸，但同樣不能用于強氧化性的硫酸。PVC也可用于整體塑料儲罐，在使用溫度范圍(-40℃～+60℃)內適用于65%以內濃度的硫酸，也耐不了氧化性的硫酸。經過氯化的氯化聚氯乙烯CPVC材質的硫酸儲罐，適用于80%濃度以內85℃以下的硫酸溶液。

聚四氟乙烯，PTFE可在240℃以內盛放任意濃度的硫酸或發煙硫酸，聚全氟乙丙稀F46的加工性能較PTFE更好，其材質的儲罐也可在200℃以內盛放任意濃度的硫酸或發煙硫酸。含氟類塑料是硫酸塑料儲罐的熱塑性塑料選擇，但成本非常高，實際使用極少。

實際場合下，PP、PVC材料的塑料儲罐，由于加工成型的限制，多以標準型號的中小型立式和臥式的整體貯槽、貯罐為主。

3.2.2 整體玻璃鋼材質

熱固性塑料玻璃鋼只適用于長期浸泡在85%濃度以下的硫酸，并且濃度不同，耐溫級別不同，對硫酸蒸汽，耐溫會更高。FRP材料的耐硫酸的濃度和溫度隨熱固性樹脂、纖維增強材料的不同而不同。

4  罐體防腐涂料

濃硫酸具有強氧化性，能與絕大多數金屬進行反應，腐蝕機理有脫水腐蝕、析氫腐蝕、應力腐蝕和晶間腐蝕等，選擇高惰性材料可以防住強氧化介質的腐蝕。

ZS-1032  硫酸儲罐耐酸堿防腐涂料，采用聚四氟乙烯、鱗片狀石墨烯、重晶石等材料，惰性高，涂層致密。耐溶脹性好。適用耐濃硫酸儲罐內壁防腐，可以直接接觸酸性介質，溶脹率低，耐溫250℃，

適用底材廣泛，可在不銹鋼、碳鋼等金屬材質，還可在非金屬材質陶瓷、玻璃鋼等表面施工，附著力好，防腐效果佳。

產品優勢

?  本產品采用聚四氟樹脂作為成膜物，以鱗片石墨作為主要功能顏填料；

?  聚四氟是目前較好的化工防腐內襯材料；

?  產品成膜后鱗片狀石墨形成多層致密的魚鱗結構的隔離層，進一步防止腐蝕介質滲透；

?  石墨具有化學惰性，同時具有導熱、導靜電作用，可防止電化學腐蝕；

?  涂層耐溫250℃，作為地坪用，可避免濃硫酸遇水（擦洗時）放熱而燒損涂層；

?  涂層可涂刷在金屬及混凝土材質上，可長期浸泡；

?  涂層可耐各種常見酸液（各種濃度）浸泡，對混合酸亦有很好的防腐效果，對于更為復雜的工況或特殊的不同的混合物的腐蝕，需按實際情況判斷其防護周期；

?  可采用刷涂、輥涂、噴涂的方式進行施工，建議膜厚250μm，基于此膜厚理論涂布率為1.5㎡/kg；

?  此涂料為溶劑型涂料，在未經認可的情況下，只允許采用二甲苯作為稀釋劑；

?  涂層施工完畢后，建議常溫養護72h后再投入使用。

結束語

針對硫酸介質的儲存和運輸，務必根據硫酸的濃度、溫度、流速、相態、雜質成分等多角度考慮，在碳鋼、合金、玻璃鋼襯里、橡膠襯里、塑料、玻璃鋼等材料中，進行安全、合理的選材，保證恰當的設計前提下，對硫酸儲罐進行正確的維護和管理也是十分重要的。

ZS1032耐強氧化防腐涂料針對濃硫酸等強氧化介質的腐蝕，何以起到保護金屬耐腐蝕，延長使用壽命。