本次造纸行业腐蚀调查中，有一正在生产的小型造纸单位的抄造厂房内，热气弥漫，视线模糊并且气味刺鼻，生产环境非常恶劣，设备腐蚀现象严重。两台造纸机几乎全部已经被锈层和残留在机器上的纸浆所覆盖。图1是造纸机典型部位的腐蚀照片。图1（a）箭头指向处为白水循环系统的管道，可以看出该段管道发生了严重的全面腐蚀；图1（b）为造纸机机身构成部分，腐蚀类型为局部腐蚀；图1（c）中标记的构件焊接处为局部腐蚀；而图1（d）标记的固定压辊轴的螺母处为均匀腐蚀，还可能伴有缝隙腐蚀。

 

　　图1 造纸机不同部位腐蚀照片

 

　　在对大型及中型造纸厂的调查中发现，大型造纸厂引进设备都比较先进，腐蚀程度较浅，但旧设备仍存在腐蚀，而且腐蚀还较严重。如下图2.8所示，造纸设备支架及水循环系统的管道发了均匀腐蚀，该单位正在对设备进行检修和清洗，可以清楚的看到有些部位出现了一些麻点和蚀坑，发生了严重的局部腐蚀，原因可能是在这些部位聚集了腐浆等其他污物，发生了化学和微生物两方面的腐蚀，具体原因分析如下。

 

　　图2 造纸设备腐蚀照片

 

　　造纸机所处的工况环境潮湿，环境介质种类多，影响设备腐蚀的因素较多。首先随着工农业的发展，由于水需要量的增加和供水量的减少，水的重复利用问题越来越引起人们的重视.近几年来造纸工业除了狠抓用水的科学管理外，重点推广了纸机白水封闭循环，节约了用水，减少了排污，回收了纤维和填料，具有明显的经济和环境效益。但是由于白水长时间循环，形成了溶解性固形物的积累，pH值逐渐降低，并且溶解氧增加，造成设备及管道的腐蚀，特别是在白水回用率较高的使用商品浆的造纸厂，腐蚀问题尤为突出。有文献也通过实验说明了碳钢在造纸白水中不耐腐蚀。另外，文献对造纸厂生产过程中的造纸废水和废气中的有机污染物种类进行定性分析，对污水进行分析检测出了48种有机污染物，包括芳香族及其衍生物、树脂酸及其衍生物、脂肪酸、甘油醋及昌醇类物质，分析空气污染物成分，检测出苯、甲苯等多种有机污染物。同时我国造纸厂大部分工厂还处于车速较低的情况，浆料在设备中的停留时间相对较长，从而导致沉积物和腐浆的产生，这点从以上图1可以看出，造纸机身布满腐浆。有机物及腐浆的大量存在都为微生物的生存创造了有利的环境。所以针对其工作特点，设备腐蚀原因主要有两方面，化学腐蚀原因和微生物腐蚀原因。化学腐蚀原因如上文解释到，循环水中含有溶解盐离子，属于电解质溶液，而循环水中又溶解了大量的氧气，所以无论是图1和图2中的排水管道还是造纸机身，都形成了无数的腐蚀电池，每时每刻都在发生腐蚀。只是在图1（b）中，钢架有些位置被腐浆覆盖，而有些位置依然暴露在空气中，形成氧浓差电池，而发生局部腐蚀。在图1（c）中的焊接部位腐蚀情况较同一钢架非焊接部位要严重很多，引起腐蚀的原因较复杂，这主要是由于焊接部位组织不一样，形成大阴极小阳极的电偶腐蚀；其次焊接部分可能存在残余应力，在一定条件下，此处很有可能产生应力腐蚀微裂纹。

        另外，循环水中含有大量氯气，从Cl2和Fe的化学性质上来分析，Fe是较活泼的金属，常温下在没有水蒸汽存在时，它们与氯等非金属单质不发生显著反应，但在高温Fe将和Cl2单质及水蒸汽发生剧烈反应，最后生成α-Fe2O3和Fe3O4即铁锈，铁锈的成份比较复杂，通常简略用Fe2O3·xH2O表示，它是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不受锈蚀。同时高温、高浓及高流速的共同作用，阻止金属表面防腐蚀保护膜的形成，也使设备更容易被腐蚀。微生物可以伴随造纸原料及生产环境生存。微生物进行生命代谢活动时，会产生各种化学物质，而其中所产生的无机酸和有机酸对金属有很大的腐蚀性，如一种硫细菌在有氧条件下能使硫或其它硫酸化合物氧化，反应最终产生硫酸，对金属造成腐蚀。同时这些细菌新陈代谢产生的分泌物促使纤维、填料或无机盐沉积在设备表面，沉积物下面的设备金属表面由于缺氧而成为阴极，形成浓差电池，腐蚀作用开始发生。在造纸生产系统中，对设备可造成腐蚀的常见的微生物有硫酸盐还原菌、丝状铁菌及硫菌等。其中硫酸盐还原菌是使铁金属腐蚀的主要原因，硫酸盐还原菌在pH值5.0-9.0,温度25-60℃范围内活动最旺盛。在造纸环境中，微生物污垢、纤维填料及有机或无机盐的沉积物以及白水中碳水化合物（糖淀粉、纤维素）、溶解氧、蛋白质、硫酸盐、pH值及温度都适合其生长，图2（a）中的麻点和蚀坑可能是受微生物腐蚀影响形成的。图2（d）2处出现的不规则蚀坑，很大可能是涂层局部机械损伤而引起的局部腐蚀。

 

　　因为硫酸盐还原菌能使硫酸盐还原为硫化物，如硫化氢等，硫酸盐还原菌造成的电化学反应如下：

 

　　阳极的溶解作用使钢铁被极化，H+的中和又使钢铁去极化

 

　　钢铁表面吸收氢使硫酸盐还原为硫化物

 

　　溶液中的Fe2+与OH-反应生成Fe（OH）2沉淀

 

　　S2-与铁反应生成硫化铁沉淀物