1 氯堿行業主要物料
1.1 氯堿工藝流程簡介
氯堿生產工藝主要包括一次鹽水、二次鹽水及電解、氯氫處理、氯化氫合成及鹽酸、液氯及包裝、蒸發及固堿等。在上述工藝中，主要的物料有氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、濕氯氣、氫氣、干氯氣、液氯、氯化氫和鹽酸等。
1.2 主要物料的特性
氯堿裝置中大多是易燃易爆、 劇毒和腐蝕性很強的介質，從對人身危害程度劃分，氯堿裝置中主要有液氯（高度危害）、干氯氣（高度危害）、鹽酸（中度危害）、氫氣（易燃易爆）和燒堿（輕度危害）等介質。
1.3 主要物料的腐蝕性
（1）氫氧化鈉。 氫氧化鈉又稱燒堿，是一種強堿，在常溫下腐蝕不嚴重，但在高溫和有應力存在下對愈多金屬產生嚴重腐蝕。
（2）氯氣。 干燥氯氣在常溫下腐蝕性不大，高溫時有強烈的腐蝕性。 濕氯氣對金屬有很強的腐蝕性。
（3）氯化鈉。 氯化鈉溶液廣泛應用于工業生產中，且普遍存在于自然界中。 大多數金屬在氯化鈉溶液的腐蝕率雖比一些酸中要小，但是氯化鈉溶液對金屬的腐蝕性也不容小覷。 有些金屬在氯化鈉溶液中容易產生孔蝕或者應力腐蝕破裂等現象。
（4）鹽酸（氯化氫）。 氯化氫，腐蝕性的不燃燒氣體 ,與水不反應但易溶于水，空氣中常以鹽酸煙霧的形式存在。 鹽酸是還原性強酸，是腐蝕性最強的物質之一。
2 主要物料管道選材
2.1 管道材料選擇原則
氯堿裝置中大多是易燃易爆、 劇毒和腐蝕性很強的介質，主要管道都屬于壓力管道范疇。 管道材料的選材則是根據這些介質的物化性能，腐蝕性以及各個具體物料點的操作工況來決定。 根據上述使用條件判斷該管道是否承受壓力，屬于哪一類壓力管道，不同類別的壓力管道因其重要性各異，根據發生事故帶來的危害程度，對材料的特殊要求，來進行管道材料的選擇，從而達到滿足開工條件、安全要求和正常操作的目的。
2.2 管道材料使用注意事項
2.2.1 管道材料在高溫下的性能
（1）金屬管道
金屬管道在高溫下性能發生以下幾個變化：
蠕變，碳素鋼工作溫度超過 300~350℃，合金鋼工作溫度超過 300~400℃就會有蠕變。 石墨化，碳鋼長期工作在 425℃以上環境是地，就會發生石墨化。熱疲勞性能，鋼材如果長期冷熱交替工作，那么材料內部在溫差變化引起的熱應力作用下， 會產生微小裂紋而不斷擴展，最后導致破裂。 因此，在溫度起伏變化工作條件下的結構、管道應考慮鋼材的熱疲勞性能。
（2）非金屬管道
常見的非金屬管道耐熱溫度為 110℃以下， 但長期耐熱性普遍較差，易老化，管道性能會隨著溫度的升高而迅速下降。 因此在使用中，需注意非金屬管道允許使用溫度。
2.2.2 管道材料在低溫下性能
（1）金屬管道
當環境溫度低于該材料的臨界溫度時，金屬材料沖擊韌性會急劇降低，這一臨界溫度稱為材料的脆性轉變溫度。 常用低溫沖擊韌性（沖擊功）來衡量材料的低溫韌性，在低溫下工作的管道，必須注意其低溫沖擊韌性。
（2）非金屬管道
在低溫下，非金屬管道的脆性增大，抗沖效能降低，在受到外力沖擊時可能會產生微觀裂紋，在相同的環向應力下，這些裂紋的擴展速率明顯加快，導致管材破裂。
2.2.3 管道材料在腐蝕環境中性能
（1）金屬管道
金屬腐蝕的危害性十分普遍，而且也十分嚴重，腐蝕會造成直接或間接損失。 例如，金屬的應力腐蝕、疲勞腐蝕和晶間腐蝕往往會造成災難性重大事故，金屬腐蝕會造成大量的金屬消耗，浪費大量資源。
（2）非金屬管道
非金屬管道都有比較好的耐腐蝕性。 但在使用中，需注意其在高溫環境下，耐腐蝕性能的表現。
2.3 管道材料的選擇
2.3.1 氯化鈉管道
氯化鈉鹽水屬于強電解質， 對金屬管道產生電化學腐蝕。不純的金屬跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化電化學腐蝕尤其對碳鋼的管道的腐蝕更為嚴重。當鋼材中的鉻原子數量不低于 12.5%時，可使鋼的電極電位發生突變，由負電位升到正的電極電位，阻止電化學腐蝕。 因此，用于生產、輸送以及儲存氯化鈉溶液的管道經常采用含鉻量 17~22%的不銹鋼材質，如奧氏體不銹鋼等。
2.3.2 氫氧化鈉管道
堿液管道在一定條件下能引起碳鋼材料的應力腐蝕 （堿脆），影響碳鋼產生應力腐蝕的因素有堿液的濃度、溫度和材料中存在的殘余應力等。燒堿具有強腐蝕性，溫度與其越高，濃度越高，腐蝕越劇烈。 冷卻后的堿液腐蝕性大大下降，在常溫下，碳鋼在 0.1%~40.0%NaOH 中的腐蝕速度僅為 0.0025mm/a, 碳鋼即可滿足耐蝕要求。
2.3.3 氯氣
由電解槽出來的濕氯氣，溫度高并伴有大量的水蒸氣和雜質，具有較強的腐蝕性，必須經過冷卻、干燥和凈化處理。溫度低于 60℃的濕氯氣， 應宜選用 FRP/UPVC 管道及管件；溫度高于 60℃的濕氯氣應選用鈦合金管道及管件。
氯氣經干燥后，水的體積分數降至 0.04%以下，腐蝕性大大降低，輸送管道采用碳鋼材質，如 20 號鋼。 鈦材在干燥氯氣中會引起劇烈的化學反應而燃燒，因此，不能用鈦管輸送干燥的氯氣。 液氯管道應選 10 號鋼，16Mn 或耐低溫性能優于 16Mn的材料。
3 結語
在氯堿生產過程中對管道材料的選擇，不僅要考慮氯堿工藝對易燃易爆、有毒介質管道的安全性的要求，還應考慮生產中高溫、 低溫等環境對管道材質的要求以及主要物料的生產、輸送和儲存過程中對管道耐腐蝕性的要求。 在實際設計中，通過了解管道的種類、規格、性能、使用范圍，正確選擇所使用的管道材料，認真分析生產過程中可能出現的各種問題，確保所選擇的管道材料安全耐用和經濟合理料。
參考文獻：
[1] 左景伊 . 腐蝕數據與選材手冊 [M]. 北京 : 化學工業出版社 ,1995.
[2]中國氯堿工業協會。氯堿生產安全標準化指導手冊[M].2008.
