化工设备腐蚀及防腐分析

化工设备腐蚀及防腐分析

王姝

天津渤天化工有限责任公司天津300480

摘要：化工行业将直接影响到我国能源的发展，对我国的国民经济的快速发展有着十分重要的作用。然而化工设备作为重要的基础设施，极易出现老化或是腐蚀的问题，造成泄漏、爆炸等安全事故的出现，严重的危害到人民生命财产的安全。本文就从作者的实际工作经验进行入手，简要的概述了化工设备腐蚀及其防腐的措施，希望可供从业者参考借鉴。

关键词：化工设备；腐蚀问题；防腐措施

前言：由于腐蚀现象的普遍存在，各种耐腐蚀材料、保护技术防腐蚀设计和防腐蚀技术管理也在日益受到重视，所以各化工厂家，也在积极的探讨化工设备的腐蚀与防腐措施的问题。只有有效的了解化工设备腐蚀的成因，才能采取有针对性的防腐措施。基于此，下面就对化工设备的腐蚀问题进行分析，并且提出了加强防腐处理的措施，以促使化工企业的进一步发展。

1化工设备腐蚀的定义分析

广义的腐蚀主要是指材料与环境之间所产生的化学或是电化学相互作用，造成了材料功能受到了损伤。狭义的腐蚀主要是指金属与周围环境发生了化学反应、电化学的反应、物理溶解作用所造成的金属损坏。化工设备的腐蚀性问题将直接影响着化工企业经济效益及其生产效能，因此，我们必须重视对其化工设备腐蚀原因的问题，并且采取有针对性的措施进行应对。

2化工设备腐蚀的原因

2.1腐蚀破坏的原因

第一，化工生产中存在着许多具有一定腐蚀性的介质，如酸、碱、盐、水、氧等，这是产生腐蚀的主要原因之一。

第二，操作中的超温、超压，设备管理不完善，思想不重视，也是产生腐蚀破坏的原因之一。

第三，设备结构设计不合理，选材不当，制造加工质量不高，焊接残余应力的存在，缺乏防腐措施或施工质量低劣等，都为腐蚀破坏提供了环境。

2.2造成腐蚀破坏的内在因素

第一，不同的金属对于不同的介质具有不同的抗腐蚀能力。第二，金属的晶粒越粗，腐蚀越快；反之，则越慢。如不锈钢比铸铁的耐腐蚀性能高。第三，零部件的表面越粗糙，越易腐蚀。表面有氧化膜则耐腐蚀。第四，设备结构的形状突变处，如开口、缝隙或死角等位置，金属腐蚀较快。

2.3造成腐蚀破坏的外在因素

第一，介质的种类、化学成分、浓度、pH值、杂质、水分和含氧气是造成腐蚀的外在原因。

第二，介质的温度越高，压力越高，腐蚀越快，因为腐蚀是一种化学反应，每升温10℃，腐蚀速度增加1～3倍。温度升高，扩散速度增大，同时电解液电阻蚀降，所以使腐蚀电池的反应加快。

第三，介质流动速度愈快，愈易腐蚀，它会冲刷保护膜，产生旋涡、湍流、空泡，引起严重的冲击磨损和空泡腐蚀。

第四，零部件受外力或残余应力愈大，腐蚀越快。

第五，应力及疲劳的影响。设备应力的产生一方面是在加工过程中形成的，如冷加工的变形应力，热加工的组织应力；另一方面在运转中对于承受压力或旋转的部件也会使之产生应力。这些应力的作用结果引起金属内部的扭曲，从而降低了该部位的电极电位，加剧微电池腐蚀，形成腐蚀破裂。

3加强对化工设备防腐措施的优化

3.1设备防腐结构设计

防腐蚀结构设计指的是在设计的时候考虑如何防止设备的腐蚀，其不仅包含了单个设备的设计，还包括设备间安装情况以及管道系统的布置，也就是系统设计的问题。在设计焊接零件时应遵守等厚度或逐渐过渡原则。结构设计还应防止腐蚀介质的停滞、热负荷分配的不均匀、蒸汽的冷凝和腐蚀产物的积存。在安装时应注意设备的防震设施，以防止交变应力引起的腐蚀疲劳。

3.2对环境影响因素的控制

3.2.1除去环境中腐蚀性物质的方法

除去水分为防止大气腐蚀，有效的方法是依靠大气的除湿使金属表面经常保持在露点以上，对装置内部的腐蚀、将水分控制在一定指标以下。比如在输送二氧化碳、硫化氢、氯化物等介质时，前置脱水装置。脱除溶解在水中的氧为防止中性水所引起的碳钢腐蚀，最有效的办法可采用机械脱气法或添加脱氧剂（如联氨、亚硫酸钠等）。脱除其他有害成分在某些工艺炼制过程中，为避免产生腐蚀性的酸性气体，可前置脱盐装置等。

3.2.2在环境中添加具有防腐蚀作用的成分的方法

第一，添加防腐蚀剂：在腐蚀环境中少量添加缓蚀剂，在金属表面形成保护膜，能显著抑制金属腐蚀的速度取得一定防腐蚀效果。如加入铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐可在金属表面形成氧化膜，加入聚合磷酸盐、磷酸盐、锌盐、硫基苯并噻唑、苯并三唑可使金属表面形成沉淀保护膜。加入胺类表面活性剂可使金属表面形成吸附保护膜等。但是在使用这类缓蚀剂时，添加的浓度要求十分严格

第二，添加钝化剂：如不锈钢、钛合金等，对于盐酸、硫酸之类的非氧化性酸，耐腐蚀性差，可通过添加氧和铬酸、硝酸、Fe3+、Cu2+等少量氧化剂，可明显减少腐蚀。

第三，添加中和剂：通过添加中和剂的方法调整PH值、氢氧化钠、碳酸钠、氨等可有效地避免酸性腐蚀，但使用方法要妥当，以避免产生碱性脆化及其他材料劣化。

3.3选取合理的化工设备材质

化工设备的材质直接关系着化工设备的运行性能，选取合理的化工设备材质，不仅可以提高化工设备的抗腐蚀性能，还能够节约化工设备的维护成本，可以极大地延长化工设备的使用寿命、可靠性和稳定性，因此化工行业要注意选取合理的化工设备材质。在制造化工设备的过程中，首先要充分考虑多种非金属和金属材质的抗腐蚀性能，结合化工设备的运行环境，选择合理的材质，避开化工设备在使用过程中出现的多种极限性能力学值，如化工设备的应变应力和弯曲应力的极限值[3]，提高化工设备加工制造的经济性能和工艺性能，提高化工行业的安全稳定性。

3.4电化学保护技术

电化学保护技术主要是指根据化学反应电解原理，利用阴阳离子之间的相互作用，起到保护化工设备的作用，电化学保护技术主要包括阳极保护技术和阴极保护技术。

阳极保护技术主要是指利用化工设备表面发生的化学反应，在金属化工设备表面形成大量的阳极电流，使整个化工设备金属表面的电位始终保持在金属材质的钝化区域内，防止化工设备发生腐蚀。

阴极保护技术主要是指利用化工设备表面发生的化学反应，在金属化工设备表面产生大量的阴极电流，减小金属表面阳极的溶解速度，阴极保护技术也可以利用外加电流的方法和牺牲阳极的保护方法，从而起到防止化工设备发生腐蚀的作用。

3.5化工设备涂抹保护层

在化工行业中，涂抹保护层是一种重要的防腐措施，被广泛地应用在很多化工设备上，只要选择恰当的涂料品种，配合适当的调配比例，对化工设备涂抹保护层就是一种最经济、最有效、最简便的防腐措施，具有很多优良的防腐特性。对化工设备涂抹保护层主要分为陶瓷涂层、塑料涂层、金属涂层这三种涂层技术，陶瓷涂层具有良好的防腐性和耐磨性，将含有大量增强型陶瓷颗粒的复合材料涂抹在非金属和金属化工设备表面，具有高致密度、高强度、高附着力，便于修复和施工，使用方便。金属涂层主要应用了化学镀锡技术，利用化工设备表面发生的氧化还原反应，在化工设备表面利用Ni-P-B、Ni-P含金镀层技术，即使在H2S、盐碱、海水等介质中，金属涂层也具有较强耐腐蚀性。

4结语：

总而言之，随着化工行业飞速的发展，对化工设备的质量问题也是十分的重视。对于化工设备中极易出现的腐蚀性问题，我们必须深入探讨化工设备腐蚀的原因，采取有针对性的防腐措施，积极做好防腐蚀的工作，进而有效的提升化工设备安全运行的性能，推动化工行业的快速安全发展。

参考文献：

[1]戚敏华.浅谈化工设备的防腐防护工作[J].中国石油和化工标准与质量，2013，08：31.

[2]王君彪.石油化工设备的腐蚀分析及寿命评价方法[J].中国石油和化工标准与质量，2013，17：230+267.

[3]吴健忠.化工设备设计防腐相关问题探讨[J].科技风，2013，04：164+166.