化工设备腐蚀（共12篇）
化工设备腐蚀 篇1
引言
随着社会经济的快速发展, 设备腐蚀为化工厂带来的经济损失及人员伤亡日益严重。在不影响系统正常运作的基础上, 对设备腐蚀速率及相关参数进行连续测量的在线腐蚀监测技术发展迅速。同时, 此技术的研究与应用已成为国内石化企业的重要研究课题之一。
1 设备腐烛机理类型
根据化工设备腐蚀作用机理, 金属腐蚀机理主要包含化学、电化学、生物及物理四种腐蚀类型。据数据显示, 化学与电化学腐蚀在化工企业比较常见, 尤其电化学更是普遍存在。
1.1 化学腐蚀
该腐蚀主要是指金属表面直接与非电解质发生化学反应, 从而对金属造成一系列破坏。如果发生氧化还原反应, 不会形成腐蚀电流, 此种情况下化学腐蚀会从属于化学多相反应动力学规律。比如, 在干燥气体中金属受到腐蚀, 在四氯化碳及中银成分受到腐蚀。必须要注意的是, 化学腐蚀其介质中没有水分。但在实际生产中, 单纯的化学腐蚀非常少, 主要是由于介质含水量低, 化学腐蚀会转换为电化学腐蚀。因此, 化学腐蚀是在无水干燥气体或有机溶剂情况下出现的腐蚀。
1.2 电化学腐蚀
这种腐蚀主要是由于金属与电解质溶液间出现电化学反应, 从而对金属造成损害。相较之化学腐蚀, 其主要包含阳极与阴极两个同时存在又相互独立的化学反应过程, 同时会产生一定的腐蚀电流。因此, 该腐蚀从属于电化学动力学原理。该腐蚀比较常见, 且其带来的伤害也是最大的。
2 影响金属腐烛的主要因素
腐蚀类型不同, 其影响因素也不同。就影响因素的本质而言, 金属腐蚀主要包含金属物理、化学及力学三大类影响因素。其中, 金属物理主要是材质及组织结构等对腐蚀造成的影响;金属化学主要是造成金属腐蚀的相关化学因素, 如介质、离子浓度、温度及流速等;金属力学则是指腐蚀金属受到的残余及工作等应力。总之, 在这些因素的作用下, 宏微观腐蚀电池应用而生。因此, 只有掌握各腐蚀因素规律及其破坏性, 才能制定行之有效的防腐措施。在实际生产中, 可从三方面分析设备构件腐蚀失效的影响因素。
2.1 介质
介质主要是引起金属腐蚀的外在因素。在分析腐蚀失效因素时, 首先要明确造成腐蚀的外在环境介质, 主要包含介质成分、浓度、压力、导电性、温度及流速等物理、化学及电化学等相关阐述。介质与材料不同, 其腐蚀规律也大不相同。
2.2 材质
腐蚀过程, 具体而言就是环境介质与金属表面或界面出现的化学与电化学反应。因此, 对于腐蚀过程而言, 金属材料非常关键。材质因素是造成金属腐蚀的内在因素。在分析腐蚀现象时, 材质影响因素主要分为四类。第一类, 材料冶炼质量, 主要是材料的化学成分、非金属杂物、饶注缩孔、偏析、加热及冷却白点等现象与缺陷。第二类, 材料加工质量, 主要是轧制、锻造与挤压成型的加热中形成的沿晶氧化缺陷。由于冷却速度比较快, 造成细小裂纹引起的各类缺陷, 甚至热影响区的各类不良因素。第三类, 热处理不规范。在热处理加热操作中, 由于温度过高或过烧产生晶粒大、脱碳及增碳等;在冷却及淬火中引起开裂、回火脆性、微观组织不合理等造成的缺陷。第四类, 材质表面状态, 其表面粗糙度会影响金属腐蚀形貌与速度。
2.3 结构设计
在设备结构设计中, 要尽可能避免出现不合理的应力集中与积液等现象。在确定设备材料时, 要充分考虑材质与环境的相容性。
由上可以发现, 腐蚀失效影响因素较多, 且比较复杂。在分析其时效过程时, 要综合考虑各影响因素, 才能准确判定失效成因。就化工设备而言, 介质因素是其腐蚀速率的主要影响因素。通过分析其腐蚀行为, 掌握介质因素改变, 其腐蚀速率也会改变, 这对准确判断设备腐蚀倾向非常重要。
3 分析化工企业对设备腐蚀监测管理系统的开发与应用
石化企业在长期实践中积累了大量与生产设备及管线相关的设计参数、运行情况、检测信息及维修状况等数据。这些数据为分析腐蚀失效、更换设备及制定防腐措施, 提供了数据支持。在腐蚀问题解决过程中, 如何对这些数据进行科学管理并有效运用非常关键。随着现代化网络技术水平的日益提高, 化工企业实施在线监测腐蚀的意义与作用日益凸显。本文通过计算机技术开发在线腐蚀监测管理系统, 搜集腐蚀监测数据、分析腐蚀速率及报警等, 管理设备腐蚀的研究实验结果等。化工企业可以系统化管理生产装置腐蚀数据, 确保装置可以长期稳定运行的安全性。
3.1 概述腐蚀监测管理系统
该监测管理系统包含监测与管理两大功能。腐蚀监测, 最早是腐蚀实验与无损检测现场设备等技术的融合体, 功能是通过腐蚀实验与无损检测技术, 对设备腐蚀情况进行定期在线或离线检测, 从而获得腐蚀速率及离子浓度等相关数据。监测技术的不断更新, 体现了腐蚀监测技术的发展。比如, 高温电阻与电感探针等新技术的应用, 一定程度上扩大了腐蚀监测范围, 提高了监测精度。随着现代化计算机技术与程序的开发应用, 腐蚀管理系统不断发展。目前, 系统结构主要包含浏览器与客户端两种服务器系统, 增强了软件开发功能, 提高了数据处理与分析能力, 便于快速查找与管理数据。
3.2 设计开发思路
(1) 在对设备工艺流程图及腐蚀机理研究基础上, 参照工艺流程图, 结合设备运行经验, 判断设备与管道存在的潜在损伤机理与失效位置, 从而选用合适的腐蚀监测点位置与方法。
(2) 全面设置系统结构, 确保其对数据能够在线监测搜集与离线检测输入。此外, 还能够对相关数据进行一定处理。
(3) 通过编程软件, 编制腐蚀监测管理程序, 并确保其具备腐蚀速率、剩余壁厚及腐蚀实验结果等监测管理模块。在此基础上, 得到腐蚀速率与时间、剩余壁厚与时间相关关系曲线图。如果腐蚀速率、剩余壁厚及相关参数不在程序范围内, 该监测程序自动报警, 以此防范发生腐蚀失效现象。
3.3 设计腐蚀监测方案
在设计腐蚀监测方案时, 其主要包含设计监测点与选择监测防范。必须要在工艺流程图与腐蚀机理研究前提下, 掌握生产工艺状况及设备腐蚀机理, 设计监测方案, 才能确保监测点与方法具有的代表性与经济性。
换言之, 首先要确保单个监测点具有一定的代表与区域性, 监测过程具有以偏概全的效果。其次, 监测点整体布置要具备系统性, 也就是在生产系统各环节中将监测落实到位, 才能实现全面而有效的腐蚀监测。
此外, 必须要根据实际生产状况布置监测点, 满足经济发展需求, 确保测量精度与安全可靠性。
通常, 将工况条件比较差的位置设为监测点, 主要是该位置容易发生腐蚀且速度快。具体的, 可参考以下原则选择监测点: (1) 结合设备运行状况, 将事故多发的设备与管道作为腐蚀重要监测点; (2) 从介质角度出发, 将介质相变点、积液与浓缩点及高温高压易腐蚀点作为优先监测点; (3) 从设备结构角度出发, 管道易冲蚀点、应用过程中变形与应力集中位置、设备进出口位置等是首选监测点。
3.4 选取监测方法
实际生产中, 需要综合考虑介质条件、腐蚀类型及监测点特性, 以此选取合适的检测方法, 满足精度需求, 确保监测方法的经济实用性, 降低生产成本。此外, 如果设备腐蚀比较严重, 可以采用多种监测法相互补充。常用监测方法一般有两种:挂片实验法和探针监测法。
3.4.1 挂片实验法
该监测法属于比较传统的监测, 在设备关键位置设置旁路腐蚀实验室, 掌握其腐蚀状况。对一段时间内挂片失重情况进行测量, 准确判断此处设备腐蚀速度, 并在此基础上观察腐蚀形貌, 获得材料腐蚀类型等数据。
在任何环境中都可应用该监测法, 其不但可以全面监测腐蚀速度, 也对局部腐蚀有一定的分析功能。该监测法时效性特点较显著, 即随时可以进行挂片实验检测。测试精度较高, 但是监测方法无法实现在线实时监测, 需要专门人员搜集并分析测量数据, 不具备智能化数据分析测量功能。
3.4.2 探针监测法
该监测法是现代化工企业普遍采用的一种监测法, 其监测周期较短, 可以进行实时监测, 自动测量数据。一般在金属均匀腐蚀速度的测量中常用该方法, 但是其局部腐蚀监测难度较大。
现阶段, 探头式在线测量仪应用较广。它主要包含探头、测量仪表、连接配件及数据搜集器等。既有便携式的单孔腐蚀测量仪, 也有以中心为主控制的腐蚀测量仪。各类型测量仪表由于测量机理不同, 又可分为电阻、线性极化电阻、电偶及高灵敏等不同形式的探头。现阶段, 市场上插入式探头腐蚀测量仪, 可以搜集独立或多种探头数据。
4 腐蚀监测管理系统对化工设备的作用
腐蚀监测管理系统可以有效评估设备的腐蚀状况, 及时了解化工设备管道的腐蚀程度。一旦腐蚀对管道或设备有损坏, 监测管理系统会自动报警, 从而防止事故发生。同时, 监测管理系统可以科学管理和分析一些数据, 从而获得腐蚀速率与生产参数的关系, 进而实现化工设备腐蚀问题的科学化管理。
5 结论
在石化企业生产中, 化工设备腐蚀所造成的经济损失与人员伤亡不可小觑。针对化工设备腐蚀机理, 企业要加强研究并深入分析其影响因素、腐蚀速率及机理变化规律等, 从而全面掌握化工设备腐蚀状况, 并在此基础上及时制定科学合理的防腐措施, 选择有效的腐蚀监测法, 以准确预测设备腐蚀并进行适当的控制, 将腐蚀失效防患于未然, 尽可能降低设备腐蚀造成的各类损失, 为化工设备长期稳定运行提供安全保障, 为石化企业带来社会与经济效益。
摘要：对化工设备腐蚀机理进行深入研究, 并在此基础上开发合理的腐蚀监测管理系统, 对化工企业的发展具有非常重要的现实意义。
关键词：化工设备,腐蚀机理,监测管理系统
参考文献
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化工设备腐蚀 篇2
2.2 腐蚀成因
腐蚀成因的分析能够促进化工设备的防腐工作更加具有针对性。就一般的情况来说，在我国化工产品的生产过程中，造成其生产设备出现大面积腐蚀的主要原因在于电化学腐蚀的出现。除此之外，在化工产品的具体生产环节往往会因为腐蚀介质的不同而造成不同程度的腐蚀现象。另外，腐蚀成因还体现在硫化氢腐蚀和氢气腐蚀是造成金属腐蚀，因此通过采用二者相结合的联合保护层，能够促使其具有更加良好的耐腐蚀性能。
2.3 工作特点
化工设备的防腐工作与生产工艺密切相关，不同的腐蚀介质对应防腐措施也具有很大的差别。举例来说，氨水溶液和醋酸溶液的存在都会导致化工设备出现不同程度的腐蚀。除此之外，由于在化工产品的生产过程中释放出的.硫化氢在潮湿环境下氧化作用极强，钢材受到硫化氢腐蚀以后，衍化生成硫化亚铁，该物质通常是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，与钢铁基体构成一个活性的微电池，对钢铁继续进行腐蚀。因此，在化工企业，对设备防腐时应当注重尽可能的对硫化氢进行脱除、吸附或回收利用生产副产品硫磺，从而能够更好地达到防腐的作用。
2.4 工作要点
油库设备腐蚀及防腐措施浅析 篇3
油库设备;腐蚀原理;防腐蚀;措施。
随着使用时间的推移,由于油库设备自身运转和外界条件的作用影响,技术状况将发生变化,将会出现腐蚀、泄漏、变形等故障。世界上每年因腐蚀而损失掉的钢铁约占年产量的五分之一,因腐蚀造成破坏的设备约占年产量的三位之一。在油库,腐蚀更不容忽视,由于油库设备大多以钢铁材料制成,油库设备的腐蚀,除了造成材料损失、设备使用寿命缩短或破坏以外,更严重的是由于罐底及埋地管道等处腐蚀不易被发现,极易造成漏油事故。为了保持油库设备良好的技术状况,除了加强平时的维护管理外,还应该加强对油库设备的检查和技术鉴定,准确掌握油库设备的技术状况,以便有针对性地采取检修措施,恢复其技术性能。为此,在这里我单独从设备的腐蚀方面来谈一谈我的一点拙见。
一、金属腐蚀原理
金属腐蚀是由于材料和环境作用而引起的破坏或变质。这里的环境指的是与材料接触的所有的介质和气氛,包括水、大气、土壤、化工介质。材料由于腐蚀所造成的破坏或变质指的是重量损失。金属腐蚀通常分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
1、化学腐蚀
化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏,在腐蚀过程中没有电流产生。例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀等。引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
2、电化学腐蚀
电化学腐蚀是指当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气 中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池。阳极上发生氧化反应,使阳极发生溶解,阴极上发生还原反应,一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜,因而使空气中CO2,SO2,NO2等溶解在这层水膜中,形成电解质溶液,而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的,如工业用的钢铁,实际上是合金,即除铁之外,还含有石墨、以及其它金属和杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。
二、影响油库设备腐蚀的因素
影响金属腐蚀的因素有金属本身因素和介质因素两个方面。
1、金属本身因素
金属自身因素有异金属接触、化学成分不均、组织结构不均、物理状态不均及表面膜不完整等。这些因素受金属自身以及炼制工艺的影响比较大。
2、介质因素
介质因素有氧浓差、温度差等。这些差异都取决于金属所处的环境。油库设备所处的环境有大气和土壤两种。 大气腐蚀和土壤腐蚀是油库设施设备腐蚀破坏的主要原因。
(1)影响大气腐蚀的因素
①气候条件
Ⅰ湿度。湿度是决定大气腐蚀类型和速度的基本因素。湿度越大,一般大气的腐蚀性越强。
Ⅱ降水量。雨水沾湿金属表面,甚至冲刷破坏腐蚀产物的保护层,有促进腐蚀的作用。
Ⅲ温度。统计结果表明,在其他条件类似的情况下,平均气温高的地区大气腐蚀严重。此外,气温剧烈变化对腐蚀也有影响。例如,因昼夜温差而导致的结露现象,也有加速腐蚀的作用。
Ⅳ日照量。日照量对大气腐蚀起一种间接的影响。日照量大的地区往往容易发生结露现象。另一方面,阳光中的紫外线能使有机涂料变质,保护性能恶化。
②大气污染物质
Ⅰ二氧化硫。大气中的一部分二氧化硫能被直接氧化成三氧化硫,溶于水后形成硫酸,另一部分吸附在金属表面,与铁反应生成易溶的硫酸亚铁。硫酸亚铁进一步被氧化,并由于强烈的水解作用生成硫酸,与铁反应。
Ⅱ固体粉尘。固体粉尘的成分包括碳和碳化物等固体颗粒。一些固体颗粒本身没有腐蚀性,但能吸附腐蚀性物质,如碳粒吸收二氧化硫和水汽后,生成腐蚀性的酸性溶液。
③金属表面性质和腐蚀物
金属表面粗糙会使吸附力增强,腐蚀加重,表面如存在缝隙、小孔等死角,会使其中长期保持有水液存在,使腐蚀大大加重。
(2)影响土壤腐蚀的因素
①土壤性质
Ⅰ孔隙度。较大的孔隙度有利于氧渗透和水分的保存,而它们都是发生腐蚀的促进因素。
Ⅱ含水量。土壤中含水量对腐蚀影响很大。土壤的水分对于金属溶解的离子化过程及土壤电解质的离子化是必要的。除了参与腐蚀的基本过程外,水分对于涉及土壤的其他因素几乎也有影响。
Ⅲ电阻率。土壤的电阻率与土壤的孔隙度、含水量及含盐量等许多因素有关。一般认为,土壤电阻率越小,腐蚀越严重。
Ⅳ酸度。有的来源于土壤中的酸性矿物质,有的来自生物和微生物的生命活动所形成的有机酸和无机酸,有的来自工业污水中人为活动造成的土壤污染。随着酸性的增强,土壤的腐蚀性增加。
Ⅴ含盐量。土壤中的含盐量越大,土壤的电导率就越大,因而土壤腐蚀越严重。
②微生物
在缺氧的土壤条件下,例如密实、潮湿的粘土深处,金属腐蚀过程似应很难进行,但是这样的条件却有利于微生物的生长。据估计,地下埋设金属构件的腐蚀,有一半要归咎于微生物的腐蚀作用。许多微生物还能破坏有机物为基础的防护覆盖层。
三、油库设备的防腐措施
1、覆盖层保护法。
最常见的保护措施,埋地管路通常使用焦油沥清覆盖层。为了增强覆盖层的强度,往往加入填料活用石棉、玻璃纤维等无机纤维缠绕加固。近年来又发展了聚乙烯塑料、环氧树脂喷涂等方法。
2、阴极保护法
金属的腐蚀是一阳极过程。就是将金属置于阴极,即阴极保护法。阴极保护法具体又分为两种。其一是将被保护的金属接在一起.这也称为牺牲阳极保护法。在地下管线密集的地区,应注意阴极保护装置引起的附近管道设施的杂散电流腐蚀。
3、隔离法
微电池作用是造成金属腐蚀的主要原因.但单一个电极是构不成电池的.要构成电池就必须同时具备阴阳两级。因此,金属腐蚀的措施就是将金属(阳极)和其它介质(阴极)隔离开来,使之构不成电池。可以通过静电喷涂等,氧化或钝化(包括化学钝化和电化学钝化)、等方法在金属表面覆盖一层金属或非金属保护层来实现。
4、研制开发新的耐腐蚀材料
解决金属腐蚀的根本措施是研制开发新的耐腐蚀材料,如特种合金、新型陶瓷、复合材料等来取代易腐蚀的金属。但因其成本太高而不可能在工业上大规模使用。不锈钢则是便宜得多因而也用得较为普遍。钛也是一种很好的耐腐蚀金属。在不锈钢中加入钛可防止晶间腐蚀。随着科技的进步,新的耐腐蚀材料一定会层出不穷。
四、结束语
1、由于我国很多油库设备当时不是按照目前油品的性质设计的,这样就使得我国油库设备的腐蚀问题日趋严重,采取经济而有效的防腐措施已迫在眉睫。近年来,已加大了对设备防腐与工艺防腐资金的投入。
2、做好油库设备的防腐工作,首先要了解腐蚀的原理,找到油库设备腐蚀的主要原因。
3、油库设备的腐蚀主要是电化学腐蚀,针对这种腐蚀提出了涂防腐涂料和阴极保护的措施。
参考文献:
[1]穆冬莉.原油设备的腐蚀机理及防护技术.石油化工设计2007,2
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浅淡化工设备的腐蚀与防腐措施 篇4
1.1 电化学腐蚀机理
金属容易出现电化学腐蚀, 关键是因为金属其表层和离子型的导电介质形成一连串的电化学作用, 从而破坏了金属的表面。电化学腐蚀, 最少包含一个阳极反应与阴极反应, 同时, 也会经过金属内部的电子流与在介质中的离子流产生交换。氧化的一个经过就是阳极反应, 是从金属中转离出来的金属离子, 到介质中, 同时发出相关的电子, 出现化学价的变化, 然后电子和质子中的离子结合。还原反应则是阴极反应, 是介质中的氧化剂构成经过吸收阳极的电子而出现还原反应。因为电化学腐蚀不会对外做功的电子流, 都会在腐蚀的电池内部消耗点, 因此电化学腐蚀会使腐蚀速度渐渐的加快。
1.2 工业大气腐蚀机理
化工厂大部分位于重工业比较集中的位置, 一般空气受到很严重的工业废气污染, 大气环境中含有浓度非常高的二氧化硫、二氧化碳和硫化氢气体与各类酸性雾气在空气的相对湿度达到必然程度的时候, 空气中的水分会与这些腐蚀性气体结合产生无机酸。长时间处于这种环境之中的化工机械的钢铁部件, 金属表面与空气中的酸雾接触会出现化学反应, 最后造成钢铁部件的损坏。
2 化工设备的防腐措施
2.1 选择科学的化工设备材质
化工设备的材质直接影响着化工设备的运行功能, 选择科学的化工设备材质, 不但能够把化工设备的抗腐蚀功能提高, 还可以节省化工设备的维护成本, 能够使化工设备的使用寿命、可靠性与稳定性极大地延长, 所以化工行业要留意选择科学的化工设备材质。在化工设备制造的过程中, 第一要充分思考多种非金属与金属材质的抗腐蚀功能, 联合化工设备的运行环境, 选择合理的材质, 避开化工设备在应用过程中发生的几种极限功能力学值, 像化工设备的应变应力与弯曲应力的极限值, 使化工设备加工制造的经济功能与工艺功能提高, 把化工行业的安全稳定性提高。
2.2 有效隔离腐蚀介质
为了防止有外在腐蚀问题发生于化工设备中, 化工设备与腐蚀介质就需要有效隔离。通常状况下, 常常用到的方法是把油漆涂抹应用于化工设备的表面, 便于充分施展防护功能。环氧树脂、酚醛树脂等都是很先进的油漆涂料。在涂抹防护层以前, 需要充分了解化工的材质、应用状况等, 还需要把设备功能、老化和防护层的耐腐蚀能力等原因充分纳入考虑区域。另外, 为了有效隔离, 也能够把金属覆盖层制作于化工设备的表面, 这种形式能够有效地应对化学物质的腐蚀, 在化工设备表面所涂抹的金属漆常常具有相对好的耐腐蚀功能, 或者是把其制成合理的形状, 便于焊接在母材的表面。母材由于材料属性的约束, 要求比较低的电位, 那么覆盖以后, 就需要把腐蚀保护设备作为阳极, 在电流持续升高的过程中, 会使腐蚀电流持续降低, 便于有效控制腐蚀率, 提高防腐效果。
2.3 防腐涂料的准确应用
防腐涂料通常由惰性物质和化学惰性的粘接剂、固化剂等构成, 和化学介质不发生反应, 当其在化工设备表面涂覆之后就会在设备构造材料和化学反应介质之间产生有效的阻隔, 同时由防腐涂料固化后产生的漆膜具备较高的电极电位, 对金属物质产生了阴极保护, 能避免腐蚀电流的形成, 所以避免或延缓了化学腐蚀与电化学腐蚀的出现。同时需要留意的是, 各个生产工艺条件有非常大的差异, 在选取防腐涂料时要依据工艺特征与不一样的介质性质实施合理的运算后优选出最好的防腐涂料。涂覆时既要确保防腐涂层的平均与致密, 同时还要确保产生的涂层可以和构造产生牢固的粘接, 如果使用刷涂的工艺, 则严禁前后两次互相垂直涂刷, 而要确保后次涂刷一定要覆盖前次涂刷的缝隙处, 从而确保涂层对化工设备的完全包裹。
2.4 工作人员的防腐工作意识要进一步加强与提高
机械设备的防腐想要全面提高, 一定要进一步加强与提升工作人员的防腐工作意识。在进一步加强石化单位的管理人员、项目人员注重企业生产发展的同时, 还需要高度注重机械设备的防腐意识, 主动构建相关的机制。在实施正常的生产安排与生产指导的同时, 企业要增强对机械设备防腐工作的落实、安排和检验。一方面, 从思想意识方面把全体职工的防腐意义提高, 特别是企业的领导者, 更需要注重机械防腐问题, 使企业上下的防腐工作意识进一步加强;另一方面真正贯彻落实防腐工作, 把组织上的落实与执行做好, 贯彻到企业生产经营的整个过程, 只有两方面一起努力, 齐抓共管, 真正做到“预防为主、防治结合”, 在源头上消灭设备腐蚀。
3 结束语
现代经济的高速发展, 也和化工生产息息相关, 而化工生产过程中的问题一定要受到高度关注, 而且快速解决。化工设备的防腐是一个非常现实的问题。所以要求化工设备一定要具有相对强的防腐蚀功能, 增强化工设备防腐的方法有很多, 现实工作中需要依据详细设备的工艺特征选择合理的技术方法, 并加强施工人员的管理, 严格把关, 以提高化工设备的安全性。
参考文献
化工设备腐蚀 篇5
一、石油化工设备的腐蚀类别分析
石油化工设备长时间运行在污染环境之中，受到各种化学溶剂、溶液的影响较大，导致石油化工设备出现不同程度的腐蚀现象和问题。其腐蚀类别主要表现为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，其中：化学腐蚀是金属与其接触物质发生氧化还原反应而被氧化的现象，如：石油化工设备与氯气发生反应会生成氯化亚铁。电化学腐蚀是以金属为阳极、氧为阴极，由于金属比氧的电极电位要低，因而会受到腐蚀，通常发生于水冷壁管的沉积物之下、热负荷较高的区域，如果腐蚀持续加重则会导致金属穿孔或超温爆管，产生较大的危害性。从石油化工设备腐蚀的部位来看，可以分为普遍腐蚀和局部腐蚀两种，其中：普遍腐蚀通常出现于石油化工设备的电化学腐蚀过程中，由于电化学腐蚀通常伴随有去极化，因而其腐蚀速度较快，会在短时间内形成大面积的腐蚀，导致石油化工设备的性能受损。局部腐蚀则是在石油化工设备金属表面某些部位的腐蚀现象，也即不均匀腐蚀，具体表现为晶间腐蚀、孔蚀、膜孔型腐蚀等，具有较大的危害性。
二、石油化工设备腐蚀成因剖析
(一)材料选择不够合理
在石油化工设备的材料选择和应用过程中，存在不合理的现象，由于石油化工设备长期运行于恶劣的环境之中，会接触到具有腐蚀性的物质，如果材料选择不够合理和正确，则会导致石油化工设备无法正常使用。
(二)设备结构设计欠缺合理性
在对石油化工设备进行结构设计的过程中，没有充分考虑外力对设备的影响，缺乏对焊接制造加工中残留应力的合理分析，这就使石油化工设备难以承受较大的压力，而产生应力腐蚀破裂的现象，增大了石油化工设备的对外泄漏量[1]。
(三)缺乏完善的防腐措施
在对石油化工设备进行设计的过程中，缺乏对防腐措施的合理设计和应用，没有合理选取防腐材料和工艺，导致石油化工设备的.防腐性能下降。
(四)管理体系尚未健全
石油化工设备生产作业主要包括有温度、压力等相关参数，这些参数对于石油化工设备的腐蚀现象会产生较大的影响，而管理体系的不完善现象加剧了设备的腐蚀现象。
三、石油化工设备防腐蚀设计与应用路径探索
(一)合理运用防腐蚀涂料
石油化工设备要结合设备性能、运行环境、腐蚀介质等因素，选取适宜的防腐蚀涂料，具体来说，主要可以选取如下防腐蚀涂料：(1)无机防腐蚀涂料。该涂料可以由复合氧化物纳米分散体组成无色透明液体，也可以由锌粉、金属氧化物超微粉体、稀土化合物超微粉体构成灰色超微粉体，利用其阴极保护作用、屏蔽作用和自愈作用，可以较好地提升对石油化工设备的防腐蚀保护性能，并体现出绿色环保、长效防腐、吸附力超强的特点。(2)低VOC高膜厚涂料。该涂料的体积分子得到提升，可以较好地节约单位面积涂料用量，可以较好地替代传统的氯乙烯、高氯化聚乙烯等产品，适宜应用于石油化工设备的设计之中。(3)水性重防腐涂料。该涂料含有高固体分子，挥发性有机化合物中的VOC含量偏低，表现出良好的附着力，可以较好地应用于石油化工设备的防腐蚀结构设计之中，结合电化腐蚀、高温氧化等具体情况进行科学合理的设计。(4)低表面处理环氧涂料。该涂料通过低表面方式实现对环氧涂料的处理，体现出良好的附着力和耐久性。
(二)优化石油化工设备的结构设计
要在全面了解石油化工设备的介质成分、浓度、液体状态、应力条件等腐蚀环境前提下，进行石油化工设备的优化结构设计，重点考虑设备间的安装情况和管道系统的布设，在结构设计中尽量避免死角和间隙，以够局部液体残留或固体物质沉降堆积，从而形成局部腐蚀现象，对此要采用焊接的方式以规避连接部位存在的缝隙，避免金属缝隙出现腐蚀现象。还要在石油化工设备的结构设计之中，尽量避免异种金属相接触，要在石油化工设备连接部位之中采用不同的金属，避免不同金属化学介质的不同腐蚀电位而引发电偶腐蚀现象，尤其要注意阴极金属与阳极金属的面积比以及焊缝腐蚀现象[2]。
(三)采用科学先进的防腐技术
要在石油化工设备的防腐设计中采用衬氟防腐技术，采用四氟乙烯共聚物的乙烯衬氟材料，对石油化工机械设备实施喷砂防腐处理，增强石油化工设备的抗腐蚀稳定性。
四、小结
综上所述，石油化工设备的防腐蚀设计是关注的焦点，要充分认识石油化工设备的腐蚀特点，采用科学合理的防腐蚀结构设计、防腐涂料及防腐技术，较好地提升石油化工设备的抗腐蚀性，从源头上消除石油化工设备的腐蚀性问题，确保设备安全稳定运行。
参考文献
[1]宋迎.石油化工设备腐蚀原因分析及应对措施[J].石化技术,(7):45.
化工设备腐蚀 篇6
关键词：港口机械设备;防腐蚀处理;技术
港口通常包括含门座式起重机、岸桥、台架吊、装船机、固定吊、螺旋卸车机、场桥、皮带输送机、轨道行车等机械设备。此类机械设备在港口位置运行时，常会处于恶劣的腐蚀环境中，部分部位甚至位于浪溅区。加上设备超负荷工作及特殊工况的影响，其金属结构表层的防腐材料很容易受到损坏，由此可能加剧金属结构腐蚀的形成及扩散。因此，加强有关港口机械设备防腐处理技术的研究，对于改善港口设备管理质量具有重要的理论和现实意义。
1. 常用港口机械设备防腐涂料
1.1脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆
脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆具备较佳的机械性能及耐候性，在钢结构防腐涂装中可进行大范围应用，是当前港口机械设备中常用的面漆种类。当前使用较多的配套类型为：环氧富锌底漆1层;环氧云铁中间漆1～2层;脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆2层，总干膜厚度在200～350um左右。在沿海区域此种配套涂层的防护周期通常为8～10年，而在内陆区域可延长至10～15年。其在对防护周期要求不是很严格的钢结构涂装中比较常用。[1]
1.2中间漆
中间漆的使用可促进各涂层间形成良好粘结，进而构建有效防护体系。在港口机械设备防腐中通常选用环氧云铁中间漆，该种涂料的主要原料为云母氧化铁，因云母氧化铁的片状结构可在涂膜中同基底呈平行取向分布，相互叠加遮盖，可隔断漆膜中毛细孔，增大了腐蚀因子在漆膜中的扩散范围，可明显降低O2、H2O、Cl-等的内扩散。根据相关实践数据分析发现，添加Al粉的涂层透水率要比不添加Al粉的涂层透水减少80%以上。
1.3环氧磷酸锌底漆
磷酸锌是环氧磷酸锌底漆的主要加工原料，其能利用本身具有的结晶水及底材与和环境表面的微量水水解过程形成二代磷酸盐例子与氢氧化锌，并深入与底材反应形成Me-Zn-P2O5。此种组合生成的磷化膜具有良好的附着性，可促进金属底材表面钝化。另外其形成的络合物可与腐蚀产物进一步反应生成附着紧密的保护膜。环氧磷酸锌底漆防腐性能高，附着力好，对涂装技术要求不高，可同时用于各类合金涂装和略有锈蚀的金属涂装。
1.4车间底漆
无机硅酸锌车间底漆是车间底漆的常用类型，该种底漆具有防腐质量高、耐拉耐热耐溶性强、干燥迅速、热加工损伤范围小等优点。在港口机械加工时，涂装效率非常高，由钢板预处理至分段施工仅需1～2个月的时间，所以低含锌量车间底漆可充分满足暂时性保护标准，且可有效降低切割与焊接工序中形成的氧化锌烟尘量。
2.港口机械设备防腐蚀处理技术
2.1设计港口机械涂料系统
（1）机械内表面涂料体系：因港口机械内表面结构相对复杂，施工技术要求高，且环氧富锌施工要比无机富锌简便，所以通常采用环氧富锌涂装。在封闭式箱体结构的内表面，一般涂装一层50～80um的环氧富锌底漆，而在非封闭式空间内，可选用环氧中间漆与环氧富锌相结合的方案。[2]
（2）机械外表面涂料体系：机械外表面作为防腐处理的关键部位，其一般采用富锌底漆与聚氨酯面漆与环氧中间漆相配套的方案。因锌粉电极电位要低于钢铁，在钢铁介质条件下，电化学反应中锌失去电子，钢铁便能得到有效防护。使用无机富锌时，铁锌合金形成的金属键可明显改善结构防腐性能及附着力。涂装过程中技术要求相对较高，需要求钢材喷砂处理至SSPC SP1或Sa25等级以上。中间漆通常选用环氧云铁中间漆与高固体分的环氧涂料，体积固体分需控制在70%～80%左右。GEC公司生产的原浆型环氧涂料具有80%的高固体分，硬干时间缩短了60%以上，可大幅度加快结构件的场地周转速率，在港口机械防腐应用中具有良好的前景。
（3）机械不锈钢与镀锌件涂料体系：港口设备中通常包含栏杆扶手等多种镀锌构件，此种构件上的涂料产品应具备较强的涂料附着力。不锈钢虽有较好的耐腐性，但因港口设备多在海岸氯离子严重腐蚀范围内工作，所以也应实施涂漆处理。不锈钢与镀锌层耐腐蚀性能均较高，涂料可适量降低厚度，面漆颜色可依据标准选用。面漆一般选择脂肪族聚氨酯面漆，涂层应控制在50～80um的厚度;底漆则选用环氧磷酸锌，涂层控制在75～100um的厚度。
2.2锌加防腐蚀保护技术
相比较原有的有机涂料保护，锌加保护技术的阴极保护性能与涂层保护性能更强，其耐腐蚀性能为传统富锌底漆的5倍左右，防腐蚀保护周期可达到25～30年。
钢结构防腐蚀保护使用的锌加涂料主要是由有机树脂、电解锌粉及挥发性溶剂等调和形成的单组份系列产品。因锌加干膜纯锌浓度达到96%以上，其完全能满足钢结构材料的阴极保护需求。在锌加涂层发生氧化时，其表面会逐渐生成一套锌盐层提供屏障防护，且锌加涂料使用的黏结剂可提供附加的屏障防护，由此来减慢锌的氧化过程。锌加涂层同钢结构表面具有良好的化学结合与机械结合性能，在普通破损状态下完全不影响其正常使用。
2.3选用聚氨酯重防腐涂料保护
100%固体含量的长效刚性聚氨酯防腐涂料（RPU）内不存在溶剂，环保性能高，RPU膜内同时包含脲键及氨基甲酸酯键，其余多为惰性碳链结构。因其独特的结构成分组合，使RPU具备良好的耐生物污损性、水解稳定性、粘附力、耐温性和物理机械性能，其既能只作为高温涂料，也可加工成-70℃的低温涂料;另外其保护周期较长，可达到50年以上。当前RPU涂料在营口港液体化工码头等港口应用中获得了良好的应用效果。[3]
3.结束语
港口设备的防腐处理质量将直接影响着港口工程的正常运行及经济效益，因此，相关技术与研究人员应加强有关港口机械设备防腐蚀处理技术的研究，总结港口设备防腐处理技术要点及关键技术流程，以逐步改善港口机械设备的综合管理水平。
参考文献：
[1]王军.我国港口机械设备防腐蚀涂装与保护[J].现代涂料与涂装，2013，13（14）：74-75.
[2] Mahinda Pradeep，李荣俊.中国港口机械与设备钢结构防护涂装[J].中国涂料，2012，05（35）：57-58.
探析化工设备的腐蚀与防腐对策 篇7
1 腐蚀现象的类别
1.1 物理腐蚀
其主要是指设备的某部分单纯受到物理作用的侵蚀而产生的腐蚀现象, 一般主要是由渗透及溶解导致的, 例如熔融金属容器的溶解及高温溶碱、熔盐导致的渗透溶解现象。
1.2 化学溶解
其主要是指非电解质与设备金属部分直接发生化学作用而产生的腐蚀现象, 这一过程是一个单纯的氧化-还原反应, 设备金属表面与腐蚀介质的原子直接产生碰撞, 进而产生腐蚀产物, 这一反应过程当中无电流产生, 所以是合乎化学动力学定律的。
1.3 电化学腐蚀
其主要是指电解质溶液与金属发生电化学效应而导致的腐蚀现象, 这一反应过程当中, 出现了阳极失去电子, 阴极获得电子的流动, 这一反应是合乎电化学动力学定律的。
2 化工设备抗腐蚀措施
2.1 研发抗腐蚀材料
抗腐蚀材料的研发是现今抗腐蚀技术的主要突破口, 化工设备的性能提升与其有着十分密切的关系, 抗腐蚀的材质主要包含高分子材料、金属材料以及无机非金属材料等等。
金属合金材质, 是设备结构材料当中的主体, 而在所有金属材质当中钢铁所占的比重是最大的, 但是, 钢铁的抗腐蚀性能是有局限的, 但具备高性能的有色金属及合金材质的应用及开发都十分迅速, 这也在一定的程度上减轻了设备局部腐蚀及特殊环境下产生腐蚀的问题, 例如金属钼含量较高的耐腐蚀合金材质、高纯度铁素体不锈钢、双相的不锈钢材质、低合金钢材质、钛与钛合金材质以及镍基合金等, 这些抗腐蚀的非金属材质, 在现今国内外的化工设备生产过程中都是被广为利用的。这些非金属材质都具有十分优秀的抗腐蚀能力, 机械性能则可以借由外界强化的途径来弥补, 在部分领域, 已经大有取代钢材, 成为主材料的趋势。现今正在开发的材料包括玻璃钢、石墨、工程陶瓷及搪玻璃等。
2.2 表层覆盖材质
在现有的防腐措施中, 设备表层金属表层技术及抗腐蚀涂层技术的费用占据整体设备抗腐蚀费用的87%左右, 所以, 采用正确的表层抗腐蚀技术, 是能够有效提升设备使用年限、提升设备管理工作效率、减免设备维修费用的有效方式。而且采用表层抗腐蚀的技术, 可以大幅提升材料整体的抗腐蚀性。在石油化工等化工领域中应用最为广泛的抗腐蚀技术主要包含镀、涂、渗及衬等近年来逐步发展起来的新技术, 当中以涂层衬里的应用最为广泛。
2.3 抗腐蚀涂料
抗腐蚀涂料的研发, 始终是化工领域研究的重点, 在化工领域当中, 抗腐蚀的涂料主要是用于构筑物、建筑物、贮罐及装置的内外壁防护以及输气、输水、输油管线等方面。根据研究统计的结果来看, 抗腐蚀涂层的破坏的各类原因当中, 表面处理不到位的情况约占据75%左右, 所以, 对于表面处理工作加以重视, 是十分重要的。而且在总结当中, 我们也逐步发现了一些具有发展潜力的涂料, 例如重防腐涂料、耐高温涂料、陶瓷类涂料、氟树脂涂料及带锈涂装涂料等。这些都是现今国际研究领域当中最为热门的涂料。
2.4 复合管道与衬里技术
衬里技术主要是指使用如玻璃钢、碳钢和铸铁等高强度的材质作为结构材质, 并使用具有抗腐蚀性能的优质材料作为衬里的技术。衬里技术分为松衬、紧衬等形式, 国外广为利用的是紧衬技术, 衬里技术通常是在管道内壁、及化工设备内部等部分加以利用的。
2.5 其余表层工程技术
化学镀层及电镀层都是在化工抗腐蚀工作当中利用范围十分广泛的技术, 电镀主要包含镀锌、镀镍及镀铬。镀锌钝化是现今化工领域最为关注的技术, 近些年来推出的无铬或低铬黑钝化、彩色钝化、极强钝化与军绿钝化等等都是备受关注的技术, 这样的技术能够使镀锌层对于外界环境腐蚀的抵抗力大幅提升。化学镀是使用金属盐及还原剂, 在同一溶液当中进行自催化氧化还原反应, 进而在设备表层沉积出金属镀层的技术。较比电镀层来说, 化学镀层在抗腐蚀能力及选择性方面都有着很明显的优势, 是现今国际上发展速度最为可观的表层处理技术之一。
2.6 电化学保护
电化学保护主要是指用外部的电流促使金属腐蚀的电位发生变化, 以减慢其腐蚀进程的抗腐蚀技术。电化学的保护技术, 可以分为阴极与阳极保护两种, 近年来这项技术已经在化工抗腐蚀领域当中得到了广泛的重视与应用, 是一种实效性高, 且十分经济实惠的抗腐蚀技术。
2.7 缓蚀剂
缓蚀剂是一类在浓度很低情况下, 能够使金属在与腐蚀性介质接触时腐蚀速度大幅减低的抗腐蚀物质。这种抗腐蚀剂是一类化合物, 或基类化合物所构成的复合物质。在化工领域当中, 缓蚀剂主要是用于避免工业冷却水系统带来的腐蚀, 以及化工设备、锅炉、管道等部分接受化学清洗过程中所遭受的腐蚀。也有少量是用于避免设备生产过程当中产生的工艺性腐蚀。
3 结语
总而言之, 对于化工设备, 在操作、设计及管理等各个层面方面, 都要对腐蚀因素进行预防。只有不断的探究, 并对工作经验进行总结, 特别是在防腐领域中应用最为广泛的新方法及新经验, 提升自身对于抗腐蚀技术重要性的认识, 才能在探索过程中找到更加实惠且有效的防腐措手段, 确保化工设备的长久、稳定运行。
参考文献
[1]王国臣.石油化工设备表面防腐质量要求与缺陷产生原因及对策[J].中国石油和化工标准与质量, 2012, 32 (7) .
[2]贾秉鲁.浅析石油化工设备防腐的有效措施[J].城市建设理论研究, 2014 (15) .
浅析化工设备设计如何实现防腐蚀 篇8
1 腐蚀的基本原理
从金属发生腐蚀的机理上, 我们将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所为化学腐蚀是指金属与其他物质直接接触, 发生氧化还原反应而被氧化生成金属氧化物产生损耗的过程。这种腐蚀并不普遍, 在现代化学工艺中, 这一问题通过在设备表面进行涂漆、在金属中掺杂稀有金属等方式基本可以得到解决, 因而对设备防腐蚀性的研究主要基于如何防止电化学反应发生的层面上。电化学腐蚀是指金属原子和反应物形成两个电极, 组成腐蚀原电池, 具有阴极区和阳极区, 因为金属的电极电位通常比反应物的电极电位低, 所以电子由阴极区流向阳极区, 金属遭到腐蚀。以铁为例, 铁在发生电化学腐蚀后, 表面形成许多大小不一的鼓包, 次层则是黑色粉末状的腐蚀坑陷。电化学腐蚀在化工设备的生产过程中极为常见, 因此本文将其作为主要研究对象。
2 防腐蚀的基本措施
目前, 我国对化工设备的防腐蚀管理日益健全, 本文认为对设备防腐蚀性的管理应该从材料的选择、材料表面的防护、设备的运行环境以及后续的腐蚀调查四方面做起。
2.1 材料的选择
在设备设计之初, 需要对设备以后生产产品的原料的性质、生产的温度、湿度、压力、氧气的密度等等进行了解, 对可能发生的腐蚀反应进行估计, 并通过实验对设备的腐蚀效果进行预测, 通过可靠的数据对材料的腐蚀性及经济性等做出综合的测量, 尽量避免使用易腐蚀的金属设备。随着冶炼技术的发展, 通过在铁中掺入少量C、Si、Mn、P、S以及其他元素, 能够使铁的组织结构和性能发生变化, 产生的合金在硬度、耐磨性、韧性、抗腐蚀性上较纯铁相比都具有更好的特性。
2.2 材料表面的防护
所谓材料的表面防护是指通过电镀、喷镀等方法对金属表面进行处理, 在其表面形成一层保护膜, 使其与外界原料、空气相隔绝, 防止其被氧化。根据生产产品的不同, 表面防护层的性质有很大区别。一方面, 出于对设备导电性能的考虑, 将在金属表面形成一层比该金属更为活泼的保护层, 这一保护层作为原电池的负极在生产过程中被腐蚀原金属作为正极受到了保护。另外, 还可以在设备外设置有机涂层, 如塑料、橡胶等, 玻璃、搪瓷等也能起到防腐蚀的作用。在设备的安装过程中, 往往需要对设备进行焊接, 焊接的接头部位是极易发生氧化的点, 焊接工艺对设备寿命具有决定作用, 必要时, 需要对焊接部位进行特殊的保护。
2.3 设备运行环境的标准化
化工产品的生产一般是在弱酸性或中性环境中进行的, 因而铁的吸氧腐蚀是最经常发生的, 在这一反应中:2Fe+O2+2H2O=2Fe (OH) 2, 负极 (Fe) :Fe-2e-=Fe2+, 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-。因而, 在设备的工作中, 应尽量将氧气和水蒸气的浓度控制在较低水平, 同时尽可能使工作环境呈现弱碱性。常见的除氧方式有铁屑除氧、真空除氧以及化学试剂除氧等。以化学试剂除氧为例:通过将亚硫酸钠、联氨、二甲基酮肟等化学药剂直接加入设备中即可达到深度除氧的目的, 不但操作简单、投资省而且除氧效果稳定。在日常的设备储存过程中, 应该尽量防止碰撞、划伤, 尽量保持设备表面光洁完好。在设备的使用过程中, 更应该严格控制化工生产的工艺条件, 对流速、pH值、温度、介质浓度等指标严格按规定执行, 防止由于操作失误带来的腐蚀隐患。
2.4 腐蚀调查及防腐管理
尽管防腐蚀技术已经有了很大的发展, 但是在实际操作过程中, 化工设备的腐蚀是不可避免的, 因而, 在化工设备的生产过程中, 腐蚀调查和防腐管理是极其必要和重要的。一方面, 需要定期对设备的受腐蚀情况进行调查, 对腐蚀的部位、腐蚀的厚度、腐蚀的类型进行严格的记录, 同时要标明该设备的工作环境, 对设备工作环境的空气湿度、氧气浓度、pH值进行精确测量。另一方面, 应该对设备的腐蚀情况进行横向和纵向的对比, 通过控制单一变量的方法, 观察实际应用与理论值之间的差别, 对设备腐蚀程度以及环境控制难度进行综合的估算得出合适的结论。
3 对降低设备腐蚀的意见和建议
3.1 加强防腐蚀材料的研制
防腐蚀材料的性能是化工设备防腐蚀的基础, 随着现代工艺的发展, 必然能够生产出防腐蚀性更强的适用于化工生产的材料, 关键在于如何降低其成本, 使其能够广泛得到应用。
3.2 强化防腐蚀设备的施工质量
设备施工质量是设备防腐蚀性的关键, 因而应该对其进行严格的过程控制, 保证喷砂质量达标, 材料用量标准。
3.3 培养化工防腐蚀方面的专业人员
专业化的人才是化工设备防腐蚀的后续保障, 化工设备防腐蚀的保证更需要专业、谨慎、负责的人才。
4 结语
防腐蚀管理的好坏直接关系到设备能否正常运行以及企业是否安全, 关系企业的经济效益, 是企业管理的重要部分。对化工防腐蚀的管理以及专业人员的专业技能、综合分析能力提出了更高水平的要求, 企业只有做好防腐蚀工作、积极促进反防腐蚀技术发展, 才能更好的实现企业的发展。
摘要：化工设备的性能关系到生产产品的质量, 关系到企业的利润, 对化工设备的防腐蚀管理有利于降低设备的折旧速度, 节约企业的重置成本。因而, 对化工设备的防腐蚀性研究具有重要意义。本文分析了化工设备受腐蚀的基本原理, 并阐述了化工设备防腐蚀的基本措施, 在此基础上, 对企业防止化工设备受腐蚀提出相关的意见和建议。
关键词：化工设备,防腐蚀,电化学反应
参考文献
[1]张引玲, 郇新峰, 党引线.浅谈化工设备防腐蚀管理和调查[J].管理科学, 2012 (2) .
[2]刘继光.化工设备高温防腐蚀应用[J].科技信息, 2008 (8) .
化工设备腐蚀 篇9
1 氯碱化工设备的腐蚀成因
1.1 氯气
氯气作为氯碱化工生产过程中的主要产物之一, 是造成氯碱化工设备腐蚀的重大原因, 它是一种化学性质十分活泼的气体, 腐蚀性与温度成正比, 也就是说在常温干燥的条件下, 氯气对金属并不会产生很强的腐蚀作用, 但是随着温度的升高, 氯气的腐蚀程度也会随之加强。而且如果是湿氯气中的氯元素和水反应将会生成一种腐蚀性极强的新物质, 能够腐蚀绝大多数的金属, 比如碳钢、铜、镍、不锈钢等, 只有一小部分金属或者非金属材料能够在特殊条件下抵抗湿氯气的腐蚀。
1.2 烧碱
烧碱虽然不和氯气一样参与氯碱化工的直接生产, 但是它作为氯碱化工生产的直接产物, 也贯穿着整个氯碱生产过程。烧碱自身的腐蚀性威力对氯碱化工设备毒害性也不小, 如果使用一般的氯碱化工设备会对氯碱化工设备造成直接的破坏, 同时预先稀释好的烧碱溶液会在浓缩的状态下对氯碱化工设备造成更为严重的腐蚀, 主要是对金属材质的设备具有破坏性。所以为了延长氯碱化工设备的使用寿命, 应该对烧碱所能接触到的装置、设备采取强大的防腐蚀措施。
1.3 盐酸
盐酸和烧碱一样, 也是氯碱化工生产过程中的产物, 与烧碱一样自带极强的腐蚀性。尤其是化工生产过程中所产生的酸, 腐蚀强度要比化学基础试剂强上不止十倍百倍, 能和很多金属发生反映, 会对机械生产设备产生严重腐蚀。盐酸对有氧无氧的条件下所产生的腐蚀程度不同, 比如在无氧的盐酸中, 对铁的腐蚀强而不会对铜产生腐蚀, 在有氧的盐酸中, 铁铜都会发生腐蚀。盐水本身并没有腐蚀性, 但是它在生产过程中很容易和金属一起腐蚀电池, 从而使得金属失去自身的金属电子导致自身被溶解, 这也是腐蚀现象的一种。由此可见, 在进行氯碱化工生产过程中对氯碱化工设备其进行防腐措施是很有必要的。
2 氯碱化工设备的腐蚀防护措施
2.1 氯气腐蚀的防护措施
为防护氯碱化工设备受到氯气的腐蚀, 可以采用碳钢或是金属钛材料的氯碱化工设备。因为碳钢和对金属钛对氯气腐蚀具有抵抗作用, 可以减少氯气对氯碱化工设备的腐蚀。但是碳钢对氯气的抵耐作用和温度有很大的关系, 不同的温度情况下对应相应范围额度, 为保证碳钢材料的氯碱化工设备在安全的防腐环境下工作, 必须将氯气的温度控制在90℃以下。而钛是一种化学性质较活泼的金属, 可以在常温条件下形成一层保护性较强的氧化膜, 抵抗各种酸性物质的腐蚀。还可以建造氯气洗涤塔、氯气储槽和脱氯气等设备。
2.2 烧碱腐蚀的防护措施
烧碱腐蚀的防护可以用金属镍, 它是一种化学性质相对稳定的金属, 在具有良好的耐腐蚀性能的同时, 还具备良好的的机械、加工性能。所以金属镍是一种抗烧碱腐蚀的特殊材料, 可以抵抗热浓碱液的腐蚀和中、微酸程度的溶液。所以要合理选材并优化结构设计, 运行时控制好介质的温度。
2.3 盐酸腐蚀的防护措施
利用玻璃钢或者是不透性石墨可以让氯碱化工设备对盐酸的腐蚀起积极作用。玻璃钢是由增强材料与基体材料合成的一种合成材料, 增强材料由玻璃纤维和纤维织物构成, 能够直接影响玻璃钢的强度和腐蚀度;基体材料由合成树脂与辅料构成, 可以平衡纤维间传递载荷, 目前已经在氯碱化工生产中得到广泛使用。
不透性石墨是一种全能材料, 抗腐蚀能力十分强大, 能够在大多数恶劣腐蚀环境中都能保持良好的耐腐蚀性。还可以采用缓腐蚀法, 日常加强管理。
3 结语
加强氯碱化工设备的腐蚀防护是氯碱化工企业必须加以重视的, 在选取腐蚀防护材质的氯碱化工设备时, 必须科学的考虑每一类材质的特点和功用, 保证氯碱化工设备的安全运行, 避免造成资源浪费, 提高企业生产的效率和质量。
摘要：氯碱化工行业是我国重要的化工基础行业, 主要是生产氯气、烧碱和氢气, 为化工制造行业提供生产材料, 对我国工业经济的发展具有十分重要的作用。但氯碱化工设备在生产的过程中具有极强的腐蚀性, 氯碱化工生产带来了巨大的压力, 因此, 氯碱化工企业需要对氯碱化工设备在生产过程中的腐蚀加强防护措施, 以保证氯碱产品生产的安全。本文主要分析了在生产过程中氯碱化工设备出现腐蚀的原因, 并针对性的提出了相应的腐蚀防护措施。
关键词：氯碱化工设备,腐蚀,防护措施
参考文献
[1]宴树斌, 王冬梅.对发展平顶山氯碱化工产业的思考[J].河南化工, 2007 (07) .
化工设备腐蚀 篇10
一、应力腐蚀
应力腐蚀是基于拉应力之下而发生, 材料处于腐蚀介质下发生开裂。应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂, 也可以是晶间断裂。大多数应力腐蚀都会发生穿过晶粒, 也就是被人们称为穿晶腐蚀。应力腐蚀是由于残留或外界应力引起的应变以及腐蚀综合影响发生的材料破裂过程。由于应力腐蚀引起的材质开裂被称为应力腐蚀断裂。
二、腐蚀机理分析
关于应力腐蚀开裂机理解释较多, 但比较常用的是:应力腐蚀开裂指合金由于张力影响, 基于某种腐蚀条件下, 受限于合金内部的相关显微路径的腐蚀而造成的破裂现象。详细而言就是钢受到应力影响而发生滑移, 导致表面钝化膜破裂, 将活性较高的表面露出, 滑移导致位错和缺位情况严重, 满足一些元素在滑移范围偏析, 从而形成了活性阳极区[2]。通过腐蚀介质完成阳极溶解, 同时还会发生阳极极化, 四周发生钝化, 从而使腐蚀周围在此形成钝化膜, 之后继续受应力影响, 于腐蚀位置底部发生局部应力集中, 导致钝化膜破裂, 至此出现新的活性阳极区持续溶剂、钝化等, 不断循环, 最终断裂。
1. 影响应力腐蚀开裂的主要条件包括多种, 其中, 介质环境是较为重要的一项。比较具有代表性的包括四种介质环境, 笔者进行如下阐述:
(1) 基于氯化物溶液介质环境。这种介质中, 奥氏体不锈钢容易发生氢脆。
(2) 基于硫化物溶液介质环境。这种介质溶液多为硫酸和H 2S水溶液, 基于这种环境下发生的腐蚀非常常见, 而且其带来的损失也是十分惨重。无论是奥氏体不锈钢还是低合金钢、碳钢, 都会出现。
(3) 基于浓热碱溶液介质环境。奥氏体钢、低合金钢、碳钢等化工设备中, 都会发生碱脆开裂, 并且这种开裂可能性会随着碱液浓度的增加、温度的升高而不断变大。
(4) 基于高温高压水溶液介质环境。我们知道, 要发生应力腐蚀, 两个因素必不可少:出现局部应力, 另一个是存在破坏钝化膜或保护膜的条件下。
另外, 力学因素和冶金因素也是影响应力腐蚀的重要因素。其中, 力学因素包括:例如, 轧制工艺强度较高的铝合金7072-T6板材, 如果顺着轧制方向对其施力拉伸, 其自身可以起到较高的应力腐蚀抗力, 最高门槛应力能够达到420MPa;如果顺着板宽方向取样, 门槛应力达到224MPa;若顺着板厚方向施力, 门槛应力非常小, 仅为49MPa, 基本上刚刚达到轧制方向的1/10。还有, 利用相应热处理方式处理各强度的40Cr Ni Mo (4340) 合金钢, 通过对比应力腐蚀裂纹发展速度和应力强度因子彼此联系, 能够看出屈服强度比较高情况下, 裂纹发展过程存在两个阶段, 最初阶段裂纹发展速度与应力强度因子成正比;到应力强度发展到一定值时, 这种正比关系破裂, 裂纹发展速度不再与应力强度因子联系。通过这一典型实验, 基本上所有的强度较高钢材, 以及强度较高的铝合金都存在这一现象。
2. 治愈冶金因素, 主要包括三点:材料成分对应力腐蚀的影响;材料组织对应力腐蚀的影响;材料强度对应力腐蚀的影响。
三、具体防护措施
1. 控制腐蚀介质的含量
通过加缓蚀剂、脱硫、注水等方式, 能够缓解操作环境中硫、氯化物的浓度, 避免或减轻设备腐蚀程度[3];良好掌握环境中的p H值, p H越小, 其对应力腐蚀越有促进作用, 特别是高强钢。关于这一问题, 应熟悉掌握各材料在何种腐蚀介质中最为敏感, 最容易发生应力腐蚀, 例如:低合金钢对硝酸盐最为敏感, 在硝酸盐介质环境中发生应力腐蚀的几率最大;奥氏体不锈钢对卤化物元素是十分敏感, 在此介质下容易发生应力腐蚀;碳钢对硫化物和硝酸盐都比较敏感等。控制腐蚀介质的含量, 应该根据不同材料选择不同的介质环境, 能够起到有效的防护作用。
2. 合理选用材料
材料的选择对于应力腐蚀情况也是有着重要影响, 强度较低的材料更加适用, 尽量避免使用高强度钢材。这主要是由于钢屈服强度越大, 要对其产生应力腐蚀破裂的敏感性就越大。
3. 改进设计结构
选择合理的设计结构能够降低局部应力的集中程度。有关高压容器设计过程中, 有时会选择壁厚不相同的对接焊缝。受到内压影响, 由于“自由”变形导致焊缝处聚集了大量的局部应力, 一旦应力达到一定值, 基于应力腐蚀条件下, 应力腐蚀破裂极易发生。所以, 选择合理的设计结构是非常重要的。
4. 消除应力热处理
发生应力腐蚀的碳钢和其他材质设备, 都应实施焊后热处理, 从而避免未消除的应力。关于这一问题在标准GB150-1998《压力容器安全检查规程》中有明确说明[4]。通过实验结果证实, 相较于钢成分对于应力腐蚀破裂产生的影响, 显微组织更加严重。通过对同种材质的钢材实施正常范围内的热处理, 能够对焊接结构晶粒产生细化作用, 获取适合的金相组织, 以免焊接结构出现裂纹, 增强焊接接头和热影响区的塑性和韧性, 最终增强抗应力腐蚀程度。这一防护措施在设备制造中比较常用。
通过对上述方法的全方面考虑, 可有效预防材料的应力腐蚀, 减少浪费, 增加效益。如碳钢材料应力腐蚀防护过程中, 应选择Ni、Mn、Si、S、P等化学元素含量较少的介质环境, 选择强度较少的碳钢材料, 进行焊后热处理, 控制焊缝和热影响区的硬度, 降低壳体和焊缝区残余应力等;对于奥氏体不锈钢, 在进行应力腐蚀防护时, 选择具有抗应力腐蚀的材料, 目前在这一方面表现比较突出的为铁素体奥氏体双相钢, 同时还要改进设计结构, 尽可能避免结构形状发生突变, 从而降低局部高应力。进行消除应力处理过程中, 奥氏体钢不适用普通的处理温度, 需要将其提高至900℃才能够起到较佳效果。如果工艺条件允许的话, 还可以添加一定的缓蚀剂, 也可以起到防护的作用。由于各种材料都有其自身的特性, 因此, 进行应力腐蚀防护时, 针对不同的材料, 应该选择适合的防护方式, 但大体上还必须坚持从上述几个大方面出发。
结束语
化工设备中的应力腐蚀问题比较复杂, 关于腐蚀原因和防护措施需要不断的深入探究以期寻求新的解决方法。为了降低这种不良情况的产生, 选材是否合格, 工艺是否达标以及工艺条件是否合理都是关键的决定因素。所以, 从这几方面入手, 必然能缓解由于应力腐蚀所带来的损失和危害。
参考文献
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化工设备腐蚀 篇11
【关键词】接地装置腐蚀；腐蚀机理；防腐措施
0.前言
接地装置长期处在地下，特别是土壤电阻率低的地方，如潮湿且含有一些可溶的电解质，酸、碱、盐等成分的地方。这些水分和电解质对接地装置会产生腐蚀，极大地影响装置的使用寿命。腐蚀会造成接地网局部断裂，接地线与接地网脱落，形成严重的接地隐患或构成事故。据统计资料，每年都发生因接地装置腐蚀造成接地电阻超标，甚至断裂使一些设备“失地”的情况。防雷设备和电力设备“失地”会造成严重后果，使防雷设备失去作用，在接地短路故障发生时，使局部电位升高造成反击，使事故扩大。因而对接地装置的腐蚀问题必须认真对待，并采取切实可行的防腐措施。
1.接地装置腐蚀环境和腐蚀部位
（1）接地装置的腐蚀环境。接地装置的腐蚀环境主要分为大气腐蚀和土壤腐蚀两种。大气腐蚀主要涉及接地引线和电缆沟内的均压带，土壤腐蚀主要涉及各种垂直和水平接地体。
（2）接地装置容易发生腐蚀的部位。接地装置容易发生腐蚀的部位主要有：设备接地引线及其连接螺母；各焊接处；电缆沟内的均压带；水平接地体。这些部位既有大气腐蚀的环境，又有土壤腐蚀的环境。
2.接地装置的腐蚀原因
接地装置的腐蚀原因是多方面的，主要为电化学腐蚀，又为吸氧腐蚀为主，在一些工业污染严重的场所，如有害气体及酸、碱存在的场所，还会有严重的化学腐蚀。
接地装置腐蚀原因大致可归纳为以下几种情况：
（1）土壤腐蚀性强，特别的在偏酸性的土壤、风化石土壤和砂质土壤中，最易发生吸氧腐蚀。各种高山微波站、转播台等接地网的腐蚀就属于典型的吸氧腐蚀。
（2）接地体采用再生钢材，这样的钢材由于杂质超标，在地下易发生电偶电池腐蚀。这在许多地网改造工程中，由于施工单位偷工减料，建筑单位监督不力又不进行防雷工程验收的情况下易发生。
（3）使用了腐蚀性较强的降阻剂，特别是一些化学降阻剂。由于降阻剂含有大量的无机盐，加速了接地体的电化学腐蚀。一些固体降阻剂也由于膨胀系数与钢接地体不一致，经过一定的时间后由于热胀冷缩等原因降阻剂与接地体产生缝隙，产生了腐蚀电位差，加速了接地体的腐蚀。
（4）属于施工方面的原因有：①接地体埋深不够，上层土壤含氧率较高，吸氧腐蚀快；②用沙子，碎石和建筑垃圾作回填土，增大了回填缝隙，使空气容易渗透，加速吸氧腐蚀；③焊接头存在虚焊、假焊现象，对焊接头没有做防腐处理；④接地引线没采取过渡防腐措施，没有刷防腐漆；⑤扩大地网时，把新地网接到原地网的电缆沟，或把设备的接地线接到电缆沟的均压带，而电缆沟的均压带又无定期防腐处理，焊接头腐蚀断开造成地网支解。
3.接地装置防腐措施
3.1接地极防腐措施
（1）正确选用接地体用材、埋深和采取优质施工工艺。为了防止接地体腐蚀，选用材料很关键，一般不要使用再生钢。接地体的埋深一定要达到0.6m以上，并用细土回填，分层夯实，不要用碎石和建筑垃圾回填。对焊接头的焊口长度，焊接质量要严格把关，不能有虚焊、假焊现象。对焊口要刷防锈漆进行处理。施加降阻剂防腐剂要均匀，不要有脱节现象，对施加降阻剂和不施加降阻剂的地方要刷防锈漆进行过渡，防止因电位不同引起的电化学腐蚀。
（2）用性能优良的高效降阻剂。高效降阻剂是一种新型降阻剂材料。性能优良的降阻剂具有稳定的化学性能，对接地金属无腐蚀作用，同时还能保护金属不受腐蚀。《降阻剂技术条件》规定，在实验室的试验中表面腐蚀率应不大于0.03mm/年，在埋地的金属腐蚀试验中表面平均腐蚀率应不大于0.05mm/年。降阻剂呈弱碱性，且降阻剂浆料在24小时内能完全凝固。从化学角度看，一方面，降阻剂呈弱碱性对接地体有一定的保护作用；另一方面凝固后的降阻剂将成为金属电极的固体保护层，以隔离土壤中腐蚀液体的侵入。
（3）阴极保护法。阴极保护法是通过对被保护金属（如接地网的普通碳钢）进行外加阴极极化来防止金属腐蚀的方法。阴极保护可通过两种方法实现，一是牺牲阳极法；二是外加电流法。牺牲阳极法简单易行，它是在被保护的接地网上连接电位更负、更容易腐蚀的金属或合金（如镁及镁合金阳极、锌合金阳极），靠阳极的腐蚀溶解达到保护阴极（接地网）的目的。外加电流法（亦称强制电流法）是利用外加直流电源，将被保护的接地网与电源的负极连接，使接地网变成阴极而极化，从而达到防止金属腐蚀的目的。两种阴极保护方式各有特点，它们在接地网的保护中得到了成功的应用。阴极保护要根据土壤特性（主要是土壤电阻率，其次是土壤的PH值、含水率、透气性）、接地网的总表面积、总的保护电流来设计。但无论采取何种阴极保护方式，都应使接地网的阴极电位≤-850mV（相对Cu/CuSO4饱和电液），或者使接地网的自然腐蚀电位负移（250-300）mV，不小于100mV。只有接地网的阴极极化电位得到保证，才能有效地防止金属的腐蚀。接地网的最小保护电流强度一般在10mA/m2-100mA/m2之间。接地网实施阴极保护时整个地网不需要使用降阻剂，但埋设牺牲阳极或辅助阳极的地方需要化学填实包或碳素回填料，以降低阳极的接地电阻。接地网防腐采用阴极保护后一般可以延长使用寿命25年-30年。
3.2接地线的防腐措施
化工设备腐蚀 篇12
腐蚀是一种很常见的自然现象, 理论上说, 人造物质从一出现就不断地被外界截止进行腐蚀, 但大部分情况下这种腐蚀的影响很小。针对化工机械设备的腐蚀而言, 主要是与介质接触的过程中发生的化学以及电化学反应, 引起机械设备部件或整体的机械性能变化, 最终导致不适合继续使用。很显然, 这种情况的出现, 是对化工企业生产力的一种负面干预, 也会造成巨大的社会资源和能源浪费, 甚至出现严重的安全问题。
化工机械设备腐蚀的介质很多, 主要是化工生产环境中存在的酸碱盐溶液, 以及空气中包含的腐蚀性溶液分子。腐蚀一旦出现, 就会随着时间的延长越来越快地产生破坏作用, 对机械设备的使用寿命造大大缩短。
除此之外, 化学机械设备腐蚀的最大危害来源于对生产安全的影响。由于化工生产环境中充满了强酸、强碱、高压、高毒、高温等原料、设备, 腐蚀性破坏会导致爆炸、泄漏的危害, 严重威胁到了操作人员的生命安全;一旦发生, 还会造成环境污染、能源浪费。
因此, 针对化工机械设备的腐蚀原因分析, 并进一步寻求防腐措施, 对我国的工业发展具有重要的意义。
2 化工机械设备腐蚀的原因分析
简单地说, 造成化工机械设备腐蚀的原因有两类, 即内因和外因;同时, 从现实角度出发, 本文机械设备的腐蚀性讨论是基于金属材质展开的。
2.1 内部腐蚀原因
首先, 金属材料的性质较为活跃, 容易与其他介质发生反应, 进而出现腐蚀现象。各种金属材料的性质虽然不同, 但从研究结论上分析, 在与空气、水接触的过程中, 氧化是最普遍的, 不存在绝对预防措施。
其次, 金属分子的内部构造原因。同一种金属物质在锻造过程中, 由于工艺的差异, 也会造成内部构造的不同, 如晶粒大小问题;晶粒越大, 彼此之间的结合度越小, 腐蚀的速度就越快, 反之, 晶粒越小, 耐腐蚀性就越好。例如, 不锈钢比生铁铸就的机械耐腐蚀性高的多。
再次, 机械设备的表面保养。机械设备表面保养即防腐蚀的手段, 越粗燥就越容易被腐蚀。在保养方面, 一般都会采用防腐处理的手段, 如不锈钢镀膜、油漆等。此外, 一些接口部分容易出现开口、断裂等, 露出内部金属断层, 这些也是导致腐蚀出现的原因。
2.2 外部腐蚀原因
化工机械设备的外部腐蚀主要是指在介质的影响下, 产生的速度快、影响大的腐蚀现象。
第一, 以各类腐蚀性介质为典型腐蚀原因, 如酸碱盐水溶液, 氧化环境等。
第二, 化工生产环境中往往处在大量的化学原料, 这些原料作为介质而言, 在成分、浓度、催化作用等方面, 都会直接或间接的作用与化工机械方面。
第三, 温度、压力的影响, 以及介质流动状态, 也是导致机械设备从外部腐蚀的原因。
3 化工机械设备腐蚀的防止措施
3.1 材料选择原则
金属材料钢铁成分是用于化工机械设备制造的主要内容。从经济性角度出发, 大多采用碳钢, 同时碳钢也具有很好的机械性、力学性特点, 便于加工。但是, 碳钢材料对腐蚀性的抵抗力较差。
因此, 在材料选择方面要结合新材料工艺, 充分考虑化工环境中的介质影响, 并且满足耐高温、耐高压的需求。近年来, 我国材料技术得到了很大的发展, 如高分子耐热材料、高强度树脂材料以及新型橡胶技术等, 目前来看, 还无法完全代替金属材质, 但可以从降低化工机械设备的腐蚀范围和程度入手, 延长设别的寿命周期。
3.2 结构设计工艺
机械设备的设计也是防止腐蚀的一大要素, 如在设计中, 要实现结构简单、机械性稳定, 减少安装死角, 避免出现腐蚀性物质囤积的沟槽、缝隙等, 尤其在焊接技术方面加强内应力和外应力的匹配, 减少焊点, 避免形成腐蚀点;机械部件之间的几何形状要尽量简单, 操作过程中不会出现局部振动, 避免设计死角产生的缝隙。
3.3 强度设计思路
化工机械设备一旦投入生产, 就意味着需要高强度、长期性的运转, 由于化工产品的特殊性, 一般不建议经常性的拆卸维护。因此, 必须从设备的强度设计上入手, 减少机械零件的设计缺陷, 增强运转强度, 适应长时间的生产需求。化工机械设备的强度设计满足之后, 在此基础上即可进行化学防腐蚀、电化学防腐蚀等技术应用。
除此之外, 还包括其他的很多腐蚀防止方法, 如牺牲阳极保护法、外加电流保护法等, 可以针对不同的化工生产环境分别采用。
4 结语
腐蚀性问题对于化工机械设备而言, 一般都是一个相对长期的过程, 容易让人在思想上放松, 产生侥幸心理;考虑到腐蚀性的破坏严重性, 就必须正视机械设备腐蚀防止措施的重要性, 一方面从设备角度入手, 强化机械设备的防腐能力, 另一方面从管理制度入手, 提高管理者和操作者的安全意识。
参考文献
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