化工設(shè)備的腐蝕及防腐措施的設(shè)計(jì)應(yīng)用淺談

2013年02月18日

    慧聰表面處理網(wǎng)：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的進(jìn)程也逐漸的加快，工業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)日益重要。化工設(shè)備是工業(yè)發(fā)展中一個(gè)不可缺少的部分，其正常運(yùn)行直接會(huì)關(guān)系到工程項(xiàng)目的正常生產(chǎn)和運(yùn)作。腐蝕，是化工設(shè)備發(fā)生的常見問(wèn)題，這主要是由于化工設(shè)備在日常的環(huán)境中由于空氣以及水分等因素而發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損耗或者是破壞的狀況。化工設(shè)備在被腐蝕之后會(huì)在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化，從而影響設(shè)備的正常使用和生產(chǎn)，也會(huì)給相關(guān)的企業(yè)帶來(lái)一定的損失。所以，對(duì)于化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。本文就化工設(shè)備的腐蝕以及防腐的措施進(jìn)行研究和探討。

    一、化工設(shè)備腐蝕發(fā)生的原因以及分類

    通常情況下，由于化工設(shè)備使用環(huán)境的特殊性，所以一般是金屬制品，對(duì)于金屬來(lái)講其本身的結(jié)構(gòu)是極其容易發(fā)生腐蝕的，溫度、濕度以及空氣等外部的環(huán)境會(huì)直接的導(dǎo)致金屬發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)環(huán)境下，特別是化工企業(yè)，生產(chǎn)中都涉及到一些氧化-還原性的氣體、介質(zhì)等，加上生產(chǎn)車間的濕度較大、溫度較高，所以就會(huì)在金屬的表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而形成腐蝕。

    對(duì)于腐蝕的分類，一般有兩種分類方法，一是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分類，另一種是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的原因和表象分類。根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)分，主要可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是指金屬材料在與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸之后，由于會(huì)發(fā)生表面的電極反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，這種反應(yīng)一般來(lái)講是氧化還原反應(yīng)，主要因素是環(huán)境的濕度以及溫度的問(wèn)題；化學(xué)腐蝕是指金屬表面與其周圍接觸的介質(zhì)會(huì)發(fā)生較為強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而使得金屬受到一定的損壞，這種腐蝕誘發(fā)的原因主要是溫度高、環(huán)境干燥。而根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類可以分為，剝層腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等等。

    二、化工設(shè)備防腐措施的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

    1.合理選材，優(yōu)化設(shè)計(jì)

    設(shè)備的腐蝕與設(shè)備的材料息息相關(guān)，在化工材料的選擇過(guò)程中，要圍繞腐蝕發(fā)生的情況，注重選材的合理，要充分的考慮到介質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境的溫度以及運(yùn)行的壓力等等，根據(jù)化工原料的要求啦設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和類型。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該圍繞化工設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行中的生產(chǎn)要求和應(yīng)力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要注重一下幾個(gè)方面：首先是產(chǎn)品的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求應(yīng)該要與生產(chǎn)化工產(chǎn)品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意化工設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和流暢性，防止具有腐蝕性能的介質(zhì)的停頓、熱負(fù)荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結(jié)和腐蝕產(chǎn)物的累積；最后是要注意對(duì)于外力的保護(hù)，防止因交變應(yīng)力而引起的疲勞腐蝕。

    2.環(huán)境防腐處理方法

    環(huán)境防腐處理就是通過(guò)使環(huán)境在不影響生產(chǎn)工藝的條件范圍下變化而降低腐蝕作用，主要可以通過(guò)以下幾個(gè)方面：一是去除環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。去除環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)，包括去除環(huán)境中的水分和氧氣以及其他的有害成分，可以通過(guò)添加脫氧劑來(lái)去除氧氣，通過(guò)依靠除濕來(lái)使金屬的表面保持在露點(diǎn)以上，并對(duì)裝置內(nèi)的水分控制在一定的指標(biāo)下面；二是添加具有防腐性能的添加劑?？梢蕴砑臃栏瘎?，使得金屬的表面能夠形成一定的保護(hù)膜，進(jìn)而顯著的抑制金屬表面的腐蝕從而達(dá)到防腐的目的，常見的防腐劑有亞硝酸鹽、絡(luò)酸鹽、硫基苯等，在使用這些添加劑時(shí)，添加的濃度要十分的嚴(yán)格。

    3.表面涂層的防腐措施

    常見的是涂漆，這是最為直觀的防腐措施。通常使用的防腐漆為油料涂漆，比如鄰苯二甲酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等等，為了達(dá)到更好的防腐目的，通常在涂漆時(shí)不僅要對(duì)漆膜的防銹能力、機(jī)械性質(zhì)以及老化性質(zhì)等進(jìn)行嚴(yán)格要求還要對(duì)涂漆的物件的性質(zhì)、表面狀況以及施工環(huán)境和使用條件等做充分的了解。另外就是通過(guò)金屬覆蓋層來(lái)防腐。金屬覆蓋層通常有兩種，一種是在覆蓋層材料中采用塞焊以及焊襯里、金屬?gòu)?fù)合法，這種防范因?yàn)楦采w層的防腐蝕性能好并且較厚，所以具有很長(zhǎng)的使用壽命，但是工藝要求較為嚴(yán)格；另一種就是通過(guò)犧牲陽(yáng)極來(lái)達(dá)到防腐的目的，此法一般有均勻渡鉛法、熱浸鍍和噴鍍法，但是由于加工效率較低、覆蓋層較薄、使用中局部性防腐壽命短所以使用不是很普遍。

    4.規(guī)范操作，減少腐蝕程度

    化工設(shè)備的防腐不僅需要從材料以及防腐手段上面著手，也要注意平時(shí)的操作的規(guī)范性來(lái)達(dá)到防腐的效果。在平時(shí)的工作中，要對(duì)工人進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高工人的安全生產(chǎn)意識(shí)和規(guī)范操作能力，嚴(yán)格的遵守操作要求，不準(zhǔn)超壓、超溫、超負(fù)荷運(yùn)行。并且，要注意日常的維護(hù)和修理，對(duì)于一些腐蝕性能較差和壓力容器要注重其養(yǎng)護(hù)，最好是能夠建立設(shè)備的檔案，對(duì)于其制備原料、施工環(huán)境等做好相應(yīng)的檢查和記錄，以便在日常的工作中能夠有效的運(yùn)作，提高化工設(shè)備的防腐性能。

    三、化工設(shè)備腐蝕的機(jī)理

    1.電化學(xué)腐蝕的機(jī)理

    金屬容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，主要是由于金屬其表層與離子型的導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生一系列的電化學(xué)作用，從而使得金屬的表面遭到破壞。所有的電化學(xué)腐蝕，都會(huì)至少包括一個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，同時(shí)，也會(huì)通過(guò)金屬內(nèi)部的電子流和在介質(zhì)中的離子流發(fā)生交換。陽(yáng)極反應(yīng)是一個(gè)氧化過(guò)程，是金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)離出來(lái)，到介質(zhì)中，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的電子，發(fā)生化學(xué)價(jià)的改變，之后電子與質(zhì)子中的離子結(jié)合。陰極反應(yīng)則是還原反應(yīng)，是介質(zhì)中的氧化劑組成通過(guò)吸收陽(yáng)極的電子而發(fā)生還原反應(yīng)。由于電化學(xué)腐蝕其電子流不會(huì)對(duì)外做功，都會(huì)在腐蝕的電池內(nèi)部消耗點(diǎn)，所以電化學(xué)腐蝕是會(huì)逐漸的加快腐蝕的速度。

    2.工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理

    處于那些工業(yè)污染比較嚴(yán)重的環(huán)境中，由于空氣中那些硫化物、二氧化碳以及氫氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)比較多，同時(shí)也包含一些工業(yè)的粉塵，這些都是容易引起腐蝕的介質(zhì)。這些介質(zhì)在潮濕的環(huán)境之下，酸性氣體會(huì)結(jié)合水形成無(wú)機(jī)酸，這些酸具有很強(qiáng)的腐蝕性能，所以就會(huì)誘發(fā)腐蝕現(xiàn)象。在工業(yè)大氣的環(huán)境下，設(shè)備是由電化學(xué)腐蝕以及直接化學(xué)腐蝕的綜合作用引起的。所有腐蝕的本質(zhì)，其實(shí)都是金屬元素在失去電子之后形成離子的一個(gè)氧化過(guò)程。對(duì)于電化學(xué)腐蝕和工業(yè)大氣腐蝕最主要的不同就是二者發(fā)生的環(huán)境不同。

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