氯離子基于其半徑小、穿透能力強的特點，因此能夠優先地選擇吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然后和鈍化膜中的陽離子結合成可溶性氯化物，結果在新露出的基底金屬的特定點上生成小蝕坑，進而造成對設備的腐蝕。氯離子對金屬腐蝕的影響主要表現在以下兩個方面：一方面是降低材質表面鈍化膜的形成或加速鈍化膜的破壞，從而促進局部腐蝕；另一方面使得二氧化硫和二氧化碳在水溶液中的溶解度降低，從而緩解材質的腐蝕。氯離子長期在水溶液中可以加速促進腐蝕反應，容易穿透金屬表面的保護膜，造成縫隙腐蝕和孔蝕。特別是對奧氏體不銹鋼等金屬會造成開裂危害，加速設備在短期內報廢的可能。因此，預防氯離子對金屬設備的腐蝕勢在必行。

1 水溶液中氯離子腐蝕金屬設備的機理

氯離子、水溶液硬度以及溶解氧都是造成金屬設備腐蝕的重要因素，其中氯離子的影響效果相對較低，但也不容忽視。氯離子腐蝕金屬的機理大致可分兩種，分別是成相膜理論和吸附理論。二者觀點雖然不同，但是反應過程基本是一致的。氯離子濃度越高，水溶液的導電性就越強，電解質的電阻就越低，氯離子就越容易到達金屬表面，加快局部腐蝕的進程。尤其在酸性環境中氯離子會在金屬表面形成氯化物鹽層，并替代具有保護性能的碳酸鐵膜，從而導致點蝕、應力腐蝕、孔蝕失和縫隙腐蝕的發生。腐蝕過程中，氯離子不僅在蝕坑區域富積，而且還會在周圍區域附近富積，這就是腐蝕形成的前期過程。

2 對影響氯離子腐蝕金屬設備的原因分析

首先，金屬設備在加工制作過程中雖然經過了熱處理消除應力，但仍有殘留。而且設備在安裝過程中，由于溫度機械等因素不可避免地會對設備產生內應力，進而造成這些部位氯離子很容易積聚進而造成腐蝕。其次，氯離子具有催化作用而使金屬設備產生應力腐蝕開裂，最開始的表現為腐蝕縫隙或腐蝕溝槽，使被破壞的鈍化膜無法修復。隨著腐蝕的持續進行，金屬設備隨之會呈枝狀裂紋。再次，溫度會對氯離子腐蝕產生的誘導作用。在應力和氯離子都存在的條件下，溫度較低時腐蝕并不明顯，隨著溫度的升高，腐蝕開裂日益加劇。最后，溶液的水流速度也是造成腐蝕現象的重要因素。水流速度低的時候氯離子不易擴散，這就為氯離子富集創設了有利條件，進而加劇了氯離子的腐蝕危害。

3 預防和控制氯離子腐蝕金屬設備的對策及建議

眾所周知，氯離子的化學性質十分穩定，想要通過藥劑化學反應來降低氯離子很難實現。因此通過設備改進及投入緩蝕劑等方法來降低氯離子對金屬設備的腐蝕具有極強的可行性和操控性。

3.1 合理選材，控制應力

一方面，要選用耐應力腐蝕材料，主要為高純奧氏體鉻鎳鋼，高硅奧氏體鉻鎳鋼，高鉻鐵素體鋼和鐵素體——奧氏體雙相鋼。其中，以鐵素體——奧氏體雙相鋼的抗應力腐蝕能力最好。此外還要優化金屬設備材質，完善和改進金屬設備的防腐功能，可以在金屬中加入鉬、氮、硅等元素，同時提高鉻含量。另一方面，在裝配時，盡量減少應力集中，并使其與介質接觸部分具有最小的殘余應力，防止磕碰劃傷，嚴格遵守焊接工藝規范。嚴格遵守操作規程，并控制原料成分、流速、介質溫度、壓力、pH值等工藝指標。在工藝條件允許的范圍內添加緩蝕劑。鉻鎳不銹鋼在溶解有氧的氯化物中使用時，應把氧的質量分數降低到規定的標準值。

3.2 降低氯離子在水溶液中的含量

通過加入緩蝕劑，可以增加鈍化膜的穩定性，進而達到控制腐蝕的目的，同時有利于受損鈍化膜得以再鈍化。此外還可以采用外加陰極電流保護，抑制孔蝕。另外，藥劑原理是通過與水中的鈣離子或腐蝕產物亞鐵離子相結合，生成以聚合磷酸鈣鐵為主要成份的化合物，依靠腐蝕電流電沉積于陰極表面形成沉淀膜保護金屬不被腐蝕。最后加大成本投入，通過離子交換和反滲透等方式進一步降低氯離子的含量。

3.3 無機防腐涂料的使用

無機防腐涂料可以有效預防氯離子對不銹鋼的腐蝕，它具有高強度，高韌性，耐溫高、耐沖磨，耐老化，耐酸堿鹽腐蝕，附著力強等特點，應用范圍十分廣泛。防腐涂料的技術十分先進，且防腐效果也很好。通過特制的無機防腐和金屬鈍化鋅粉所組成的溶液，對硅原子上連接整合的羥基、烷基產生很好的三元協同效應。該溶液穩定性強，減輕了對高聚物內部的影響，成膜物更致密，防腐抗腐蝕性能好，保護金屬不腐蝕，且附著力強。

總之，氯離子對金屬設備的腐蝕具有很大的影響，為了確保生產的穩定健康發展，企業要加大對氯離子腐蝕危害的重視，并根據設備材質、工藝情況以及設備工作情況做好氯離子的控制工作。此外還要設定好適宜的溫度、濃度和壓力值，以確保氯離子的濃度要低于25ppm，這才能夠實現金屬設備的安全運行。此外，還可在工藝條件允許的情況下，加入適當的緩蝕劑或選擇合理的新型材料，可并適當考慮選用非金屬材質，以達到經濟效益最佳化。

常規設備的防腐措施 

1.設備的防腐結構設計 

防腐蝕結構設計指的是在設計的時候考慮如何防止設備的腐蝕，它不僅包括單個設備的設計，還包括設備間安裝情況以及管道系統的布置，也就是系統設計的問題。主要有以下幾種情況。 

2.避免死角的出現 

設備中局部液體殘留或固體物質沉降堆積，不僅會在設備操作時局部濃縮或聚集、引起腐蝕，并且會在設備停車時引起腐蝕。設計時要盡量避免死角和排液不盡的死區等。 

3.避免間隙的產生 

許多設備都容易存有縫隙，液體流通不暢的地方易形成縫隙腐蝕，如碳鋼、鋁、不銹鋼、低合金鋼等設備都有這種現象。縫隙腐蝕產生后又往往引發孔蝕和應力腐蝕，造成更大的破壞，而良好的結構設計是防止縫隙腐蝕最好的方法。經常存在問題的部位是密封面和連接部位。由于焊接能避免連接部位的縫隙，因此，比螺栓連接要好。 

4.材料的選擇原則 

用來制造化工機械設備的材料大部分是普通的碳素結構鋼，其特點在于價格低廉，來源廣泛，力學性能好及加工方便等，這類鋼如果在普通的工作條件下使用， 腐蝕對其的危害并不大，但是如果是使用在化工行業這種高濃度腐蝕性介質的環境下，因為其耐腐蝕性能較差，就很容易遭受腐蝕的破壞。因此，耐腐蝕金屬材料的選擇原則為：1對腐蝕環境應盡可能詳細了解，如介質的成分、濃度以及操作溫度和壓力等；液體是靜止狀態還是流動狀態；應力狀態（包括殘余應力）；不同材料的接觸狀態；溫度變化，加熱冷卻的溫度周期變化，有無急冷急熱引起的熱沖擊和應力變化；高溫、低溫、高壓、真空、沖擊載荷、交變應力等需要特別注意的環境條件等；2必須考慮設備的類型、結構及產品的要求；3考慮設計預期使用年限的問題，即滿足整個生產裝置要求的壽命，盡量使整個設備或管道各部分材料均勻劣化，材料費、施工費、維修費綜合最佳的經濟考慮，從而有效降低設備的腐蝕程度，延長設備使用周期。 

5.電化學保護防護法 

電化學保護防護法在化工機械設備防腐蝕當中有著極為重要的意義。其主要原理是運用原電池的電化學原理，消除引起金屬發生電化學腐蝕的原電池反應，使金屬得到防護。 

電化學防護分陽極防護和陰極防護兩大類。陽極防護是把被保護的金屬作陽極，在一定外加電壓范圍內進行陽極鈍化，使它的表面由化學狀態轉為鈍化狀態，從而阻滯金屬在某些酸、堿或鹽中被腐蝕。陰極防護是把被保護的金屬作為陰極，方法有以下兩種：1外加電流的陰極防護法用一個不溶性電極作輔助陽極，跟陰極一道放到電解質溶液里。當接通外加直流電源后，大量電子強制流向被保護的金屬陰極（例如鋼鐵設備），并在陰極積累起來。這樣就避免或抑制鋼鐵發生失去電子的氧化作用，從而被保護。2犧牲陽極的陰極保護法用比鐵還原性更強的金屬（如鋅）或合金跟鋼鐵制品連接。當發生電化腐蝕時，這種活潑金屬就作為微電池的負極而被腐蝕，鋼鐵設備得到保護。在電化學保護方法當中，目前較為有效的一種防腐蝕控制方法就是應用犧牲陽極的保護方法，而對化工機械設備進行陰極的保護。我國當前較為常用的犧牲陽極的材料為：鎂陽極，其中包括了純鎂以及Mg-Mn合金等。其中，標準鋅電極電位相對鐵而言為負，因而在一定的介質條件之下，當這兩種金屬相互之間進行接觸的時候，就會形成一個微電池，其中鋅為陽極，而鐵為陰極，鋅在介質當中被腐蝕，而鐵得到了保護。在具體的使用過程當中，可以應用將犧牲陽極在化工機械設備的構件上進行焊接，以此作為犧牲陽極安裝方法，同時也可以應用螺栓來進行固定。 

6.緩蝕劑 

緩蝕劑是一種向緩蝕體系中添加適當濃度，就能顯著降低金屬的腐蝕速度而對腐蝕劑濃度影響很小的化學物質。緩蝕劑的用量很少，雖然它不能改變金屬在介質中的腐蝕傾向，但它能在金屬表面形成保護膜，從而減緩金屬的腐蝕速度，從而抑制金屬的腐蝕。與其他防腐蝕方法相比緩蝕劑具有使用方便、經濟、有效的特點，廣泛地應用于石油化工、機械制造、交通等工業部門，并在某些工業生產中成為不可取代的重要防護措施，列入到生產工藝或操作規程中。石油工業是使用緩蝕劑最多的部門之一，從石油的鉆探、開發、集輸到煉制都要用到緩蝕劑。近些年來，隨著人類環境保護意識的增強和可持續發展思想的深入，對緩蝕劑的開發和應用也提出了新的要求，圍繞性能和經濟目標研究開發對環境不構成破壞作用即環境友好。 

7.緩蝕劑成為未來緩蝕劑的發展方向 

總之，化工設備的防腐是一個很實際的問題。所以化工設備的防腐問題還有許多亟待解決的問題，需要科研人員和實際生產者不斷地解決。 

幾種不銹鋼在含氯水溶液中的適用條件

1 304型不銹鋼這是最廉價、最廣泛使用的奧氏體不銹鋼（如食品、化工、原子能等工業設備）。適用于一般的有機和無機介質。例如，濃度＜30％、溫度≤100℃或濃度≥30％、溫度＜50℃的硝酸；溫度≤100℃的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。在硫酸和鹽酸中的耐蝕性差；尤其對含氯介質（如冷卻水）引起的縫隙腐蝕最敏感。

2 304L 型不銹鋼耐蝕性和用途與304 型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故耐蝕性（尤其耐晶間腐蝕， 包括焊縫區）和可焊性更好，可用于半焊式或全焊式PHE。

3 316 型不銹鋼適用于一般的有機和無機介質。例如，天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水；碳酸；濃度＜50％的醋酸和苛性堿液；醇類和丙酮等溶劑；溫度≤100℃的稀硝酸（濃度＜20％＝、稀磷酸（濃度＜30％＝等。但是，不宜用于硫酸。由于約含2％的Mo，故在海水和其他含氯介質中的耐蝕性比304 型好，完全可以替代304 型。

4 316L型不銹鋼耐蝕性和用途與316 型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故可焊性和焊后的耐蝕性也更好，可用于半焊式或全焊式PHE。

5 317 型不銹鋼適合要求比316 型使用壽命更長的工況。由于Cr、Mo、Ni元素的含量比316 型稍高，故耐縫隙腐蝕、點蝕和應力腐蝕的性能更好。

6 AISI 904L或SUS 890L 型不銹鋼這是一種兼顧了價格與耐蝕性的高性價比的奧氏體不銹鋼，其耐蝕性比以上幾種材料好，特別適合一般的硫酸、磷酸等酸類和鹵化物（含Cl—、F— ）。由于Cr、Ni、Mo含量較高，故具有良好的耐應力腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕性能。

7 Avesta 254 SMO高級不銹鋼這是一種通過提高Mo含量對316 型進行了改進的超低碳高級不銹鋼，具有優良的耐氯化物點蝕和縫隙腐蝕性能，適用于不能用316 型的含鹽水、無機酸等介質。

8  Avesta 654 SMO高級不銹鋼這是一種Cr、Ni、Mo、N含量均高于254 SMO 的超低碳高級不銹鋼，耐氯化物腐蝕的性能比254 SMO更好，可用于冷的海水。

9 RS-2（OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不銹鋼這是一種國產的Cr–Ni–Mo-Cu 不銹鋼。耐點蝕和縫隙腐蝕的性能相當于316型，而耐應力腐蝕的性能更好。可用于80 ℃以下的濃硫酸（濃度90~98％），年腐蝕率≤0.04mm/a。

10 Incoloy 825（ S） 這是一種Ni（40％）–Cr（22％）–Mo（3％）高級不銹鋼。Incoloy 是thenternational Nickel Co.公司的注冊商標。適用于低溫下各種濃度的硫酸；在濃度為50％~70％的苛性堿（如NaOH）溶液中，具有良好的耐蝕性，不產生應力腐蝕開裂。但是，對氯化物引起的縫隙腐蝕卻很敏感。此外，沖壓性能也不太好，故不是板片常用的材料。

11   31 合金由904L改進后的（提高Mo、N含量）、標準的6％Mo高級不銹鋼（31％Ni-27％Cr-6.5％Mo-32％Fe）。在許多介質中的耐蝕性比904L更好；在濃度20％~80％、溫度60℃~100℃的硫酸中，耐蝕性能甚至超過 C-276。

12  33 合金一種完全奧氏體化的鉻基高級不銹鋼，其耐蝕性可與Inconel 625等一些Ni-Cr-Mo合金媲美。在酸性和堿性介質（包括硝酸、硝酸與氫氟酸的混合物）中，具有良好的耐局部腐蝕和應力腐蝕開裂的性能；在濃硝酸中的耐蝕性比304L好得多。例如，適用于濃度大于96％~99％、溫度≤150℃、氧化硫含量小于200 mg/L的硫酸；熱的海水；濃度≤50％、沸騰的強腐蝕性溶液；濃度≤85％、溫度≤150℃的磷酸等。但是，不適用于還原性介質（如稀硫酸等）。價格與C-276相差不多。

13  C-2000 合金一種二十世紀90 年代研發的鎳基合金，價格與C-276 相近，是以上材料中耐腐蝕性能最好者之一。在中等濃度以下的硫酸、稀鹽酸和沸騰溫度下，濃度≤50％的磷酸，以及熱的氯化物等介質中，其耐蝕性比C-276 和 C-22更好， 有取代C-22 合金的趨勢。但是，對于濃度≥70％的硫酸，耐蝕性不如C-276。

14  59 合金化學成分與C-2000比較，除了Ni 含量稍高（59％），且低Fe,無Cu、W外，其余基本上相同。這是目前鎳基合金中耐蝕性、熱穩定性、可沖壓性和可焊性最好的一種材料，自1990年商業化以來，已廣泛用于硫酸、鹽酸、氫氟酸以及含氯、含氧、低pH值的許多介質。