科普 | 电解槽的大修全流程

在氯碱、制氢等以电解为核心工艺的企业中，电解槽既是“心脏”也是“能耗大户”。一旦密封失效、隔膜老化或极板腐蚀，不仅会引发漏碱、爆炸等安全事故，还会导致气体纯度下降、电耗飙升、产能缩水。此时，一次系统、规范的大检修就成为恢复设备性能、延长服役周期、降低综合成本的最优解。现结合现场实践，对电解槽大修的全流程、技术要点及风险控制进行系统梳理，供参考。

一、大修触发条件——“该修就修”的底线思维

1. 密封绝缘垫、隔膜、框架或极板出现大量漏碱，且无法通过紧固、局部补焊解决；

2. 氢中氧、氧中氢持续超标，经清洗、调参仍高于工艺报警值；

3. 直流电耗较设计值升高≥5%，小室电压分布离散度>±3%，碱洗后无改善；

4. 极板镀镍层脱落面积>20%、隔膜石棉布破损穿透、框架电弧熔痕深度>1 mm；

5. 计划运行周期届满（一般34年），或累计运行时间≥30 000 h。

出现以上任一情形，即应启动大修评估，避免“小病拖成大病”。

二、大修前准备——“七分准备三分干”

1. 备件核查：按槽型一次性备足极板、隔膜框、密封垫、弹簧盘、绝缘套等关键件，留10%富余量；新极板须预检镀层厚度（≥8 μm）、活化层电阻（≤0.3 Ω·cm²）。

2. 工具清单：大扭矩液压扳手、尼龙吊带、铜锤、长柄草棕刷、不锈钢扁铲、绝缘电阻表、氦质谱检漏仪；起重器具（手拉葫芦、钢丝绳）须提前载荷试验1.25倍、签证合格。

3. 数据档案：打印近6个月“单小室电压曲线”“气体纯度日报”“槽温槽压趋势”，为拆槽后失效分析提供参照。

4. 现场隔离：运行槽与检修槽之间设硬质围栏，悬挂“正在检修 禁止合闸”警示牌；地面铺设防渗透布，防止碱液污染。

三、大修标准流程——“逆序拆解、有序回装”

1. 断电洗槽

1.1 确认整流机组闭锁、挂接地线；

1.2 负压抽碱→清水循环冲洗→pH试纸检测≤8；

1.3 氮气置换三段式：0.05 MPa充氮→放空→采样，O2≤0.5%为合格。

2. 拆解与标记

2.1 按“后装先拆”原则，对角松螺母，用铜锤轻击松动；

2.2 每拆一组极板/框架，立即用记号笔在隔膜框顶部编号（槽号-单元号-阴阳极），拍照记录镀层腐蚀、石棉黑点、沉积物分布；

2.3 可疑腐蚀产物取样封袋，送SEM/EDS分析，判断杂质源。

3. 清洗与检测

3.1 极板：阴极面用长柄草棕刷+3%稀碱刷洗，阳极面用软毛刷，严禁钢丝球；

3.2 隔膜框：2%硼酸溶液浸泡30 min→高压水枪（≤0.4 MPa）冲洗→烘干，透光检查无针孔；

3.3 弹簧盘：万能试验机压缩至工作高度，弹力衰减>10%即报废；

3.4 绝缘件：整体浸入硼酸溶液，绝缘电阻测试≥500 MΩ（500 V DC）。

4. 修复与更换

4.1 极板脱镍>20%或电弧熔痕>1 mm，采用“低温冷补镍+刷镀”工艺，补后镀层厚度≥原设计值；

4.2 框架密封线出现贯穿划痕，用TIG补焊→铣平→手工抛光Ra≤0.8 μm；

4.3 新石棉布隔膜需预收缩处理：80 ℃热水浸泡2 h，自然晾干后再装配，防止运行后收缩漏气。

5. 回装与紧固

5.1 地面铺设胶皮，极板竖向排列，每片间加5 mm软木垫防磕碰；

5.2 按“先中间、后两端”顺序穿杆，对角紧固；分三级扭矩：①手带紧→②50%额定扭矩→③100%额定扭矩，最终扭矩值喷绿漆防松标识；

5.3 回装过程连续测量槽体高度差，≤2 mm/m，超差用不锈钢薄垫片调平。

6. 气密与试车

6.1 0.15 MPa压缩空气保压30 min，压降≤2 kPa/h；

6.2 氮气置换后送电，初始电流≤30%额定值，每2 h升10%，24 h后满负荷；

6.3 连续取样：H2中O2≤0.3%，O2中H2≤0.8%，直流电耗≤设计值+2%，小室电压标准差≤±2%，即视为验收合格。

四、大修中的HSE与质控——“红线不能碰”

1. 人员防护：进入现场必须穿戴防碱服、护目镜、半面罩（A2型滤毒盒）；冲洗水枪禁止对人，地面随时撒硼酸中和。

2. 防异物管理：工具系防坠绳，拆下螺栓即刻放入封口袋；夜间作业加设防雨棚，防止灰尘、雨水进入极板。

3. 禁油禁令：所有检修工具、吊带、手套入库前用酒精脱脂；发现油污立即更换，杜绝“油脂入槽”爆炸隐患。

4. 交叉作业审批：同一区域运行槽与检修槽间距<3 m时，运行侧加装临时彩钢板，检修侧设专人监护，禁止任何动火。

5. 质量追溯：建立“一单四签”制度——清洗记录、检测数据、修复报告、回装扭矩、试车曲线，全部扫码录入ERP，实现10年可追溯。

五、大修后的效益评估——“算清经济账”

以某氯碱企业一期8台复极槽为例，大修前后对比：

1. 直流电耗由2 180 kWh/t·NaOH降至2 090 kWh/t·NaOH，年节电约320万kWh，折合人民币224万元（按0.7元/kWh）；

2. 隔膜寿命由3年延长至4.5年，折合减少换隔膜费用120万元；

3. 气体纯度提升后，下游PVC装置触媒寿命延长15%，年节约触媒成本60万元；

4. 大修总投入（含备件、人工、检测）约380万元，静态回收期仅8.5个月。

六、总结

电解槽大修并非简单的“拆—洗—装”，而是一项集失效分析、精细清洗、表面修复、系统密封、数据管理于一体的系统工程。只有把“准备精细化、流程标准化、质量数字化、安全红线化”四化理念贯穿始终，才能真正实现“修一次、稳三年、省百万”的目标。随着在线监测、AI诊断、冷喷涂修复等新技术不断成熟，未来的大修周期有望从“经验驱动”走向“数据驱动”。