化工机械设备的腐蚀与防护

化工机械设备的腐蚀与防护

　　化工机械设备的腐蚀与防护【1】

　　摘 要：化工行业机械设备多且处于高温、高压、酸碱、腐蚀性气体等环境中，因而腐蚀成为化工机械设备损坏的一个重要原因，化工机械设备受到腐蚀后，其功用、机械强度、性能等方面都产生明显的变化，腐蚀不仅造成化工机械设备的损毁，而且极容易因为设备的故障造成设备及人身安全事故。

　　本文主要阐述了化工机械设备发生腐蚀的原因、机理，以及如何对化工设备的腐蚀进行防治和护理。

　　关键词：化工机械 腐蚀 防腐措施

　　任何材料在一定的环境中都会产生氧化还原反应而发生变化，腐蚀是指物质和周围介质接触过程中，发生物理、化学或电化学反应等而使材料遭受破坏或性能变化的一个过程。

　　相对于化工行业，机械设备种类多，数目庞大，而且化工生产中这些机械设备多处于高温、高压、酸碱、交流电场、低温、粉尘、酸、碱、盐、腐蚀性气体等环境中，这就给化工机械设备的腐蚀提供了一个相当有利的环境，而正是因为腐蚀的存在，给化工机械设备带来了许多严重的破坏，使设备的使用寿命大大缩短;另外化工机械设备的腐蚀造成了设备及连接管道的跑、冒、滴、漏，设备长时间的腐蚀没有得到及时保养和维护，会造成严重的设备事故，小则引起系统生产的不稳、设备的损坏，大则引起设备的报废、爆炸甚至引起人员的伤亡、环境的污染。

　　不仅给化工企业造成较大的损失，也给环境、生态等造成不良影响。

　　然而化工设备的腐蚀是不可避免的，只能采取有效的措施进行减缓，因此研究化工机械设备腐蚀的原因和机理，在一定程度上控制和减小化工机械设备的腐蚀，对于化工企业的生产是十分积极的，也对化工行业的安全稳定运行有非常深远的意义。

　　一、腐蚀的特性

　　1.腐蚀具有普遍性和广泛性

　　腐蚀具有广泛性和普遍性，任何物质如金属、木材、皮毛等都会发生氧化还原反应。

　　只不过在特定的环境中如潮湿、导电、酸碱等环境下腐蚀速率进行的快，在干燥、无氧的环境下腐蚀发生的慢。

　　因此腐蚀在于任何物质身上都是会发生的，其具有普遍性和广泛性。

　　2.腐蚀具有持续性

　　腐蚀属于一种材料的变形或损毁，或快或慢腐蚀无时无刻不在发生。

　　腐蚀的过程的发生是一个持续、累积过程。

　　有些物质相对稳定，腐蚀过程比较缓慢几十年几百年才能用肉眼观察到，可有些物质的腐蚀发生的非常快，如活泼金属的生锈数分钟就能明显观察到变化。

　　3.腐蚀的非线性发生：

　　物质腐蚀的速度受到很多因素影响，在有利条件下腐蚀发生的快，在稳定的环境中腐蚀速率较慢，因而物质腐蚀的过程并非是一个线性过程，而是随着外界环境的变化而发生变化。

　　4.腐蚀的自发性和必然性

　　物质腐蚀的发生完全是一个自发过程，发生是必然的，就像水向低处流一样。

　　我们控制腐蚀就像要阻止水向低处流。

　　从化学的角度来说就是从不稳定态向稳定态转化的过程。

　　金属的腐蚀是金属提纯的逆向过程，腐蚀的过程是自发性的具有必然性。

　　二、化工机械设备腐蚀的分类

　　1.电化学腐蚀

　　电化学腐蚀是所有金属材料腐蚀的最主要的一种方式，当金属材料与电解质溶液接触，就会发生原电池反应，相对比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

　　化工机械设备的电化学腐蚀大多发生在比较潮湿或装有电解质盐溶液介质设备的环境之中;电化学腐蚀就是是氧化还原反应的一种，而大多数化工机械的金属部件都会接触到类似电解质溶液的环境，并因此而原电池反应而产生电化学腐蚀。

　　化工企业发生电化学腐蚀的设备有罐体、管道、泵体、阀门、反应釜等只要能接近电解质溶液的设备。

　　2.化学腐蚀

　　金属材料与接触到的强氧化性物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程就是化学腐蚀的最常见的一种。

　　化工企业在生产过程中所涉及到的腐蚀性物质种类非常多如盐酸、硫酸、硝酸、烧碱、等酸碱类物质，这些物质直接可以和化工机械设备发生化学反应生成金属盐和氢气，而造成腐蚀的部位多为直接与酸碱接触的管道、阀门、泵体等。

　　3.其他腐蚀

　　由于所处的环境非常复杂，因而化工机械腐蚀的形式非常多，根据腐蚀的形态可以将腐蚀分为整体腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀可以分为电耦腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、焊接应力腐蚀、磨损腐蚀、点状腐蚀、疲劳腐蚀等。

　　对化工行业来说，机械设备的腐蚀以电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、缝隙腐蚀及疲劳腐蚀为主，特别是电化学腐蚀最为严重，多种腐蚀的结果最终均导致电化学腐蚀。

　　三、化工设备的防腐措施

　　1.选用新型抗腐蚀材料设备

　　目前大量化工机械设备都是用普通的碳素钢材料制成，这种材料在干燥、无腐蚀介质的环境中抗腐蚀性能较强，如果用在酸碱、潮湿、电场等环境下其抗腐蚀性能就会大大下降，很容易很容易被腐蚀。

　　因而化工企业选用化工设备必须用抗腐蚀性能较强的合金材料。

　　目前耐蚀材料的开发有了很大的进步，如高耐抗的金属材料、负荷高分子材料诸如耐蚀塑料、玻璃钢、工程塑料、工程陶瓷等的研发都有了长足的发展，因此在选用化工机械设备的时候必须考虑清楚使用环境而选用合适材质的设备，抗腐蚀材料的设备可以大大提高化工机械设备的抗腐蚀性能。

　　1.1外表涂料

　　外表增加抗氧化性能的涂料可以增强化工机械设备和腐蚀环境介质的隔绝，从而起到抗腐蚀效果。

　　如抗酸碱涂料、耐高温涂料、氟树脂涂料等等，都可以对化工机械设备表面漆刷一层涂料保护膜来隔绝酸碱、腐蚀性气体、高温、电场等环境，以此增强化工机械设备的抗腐蚀性能。

　　1.2衬胶垫层

　　作为化工容器、储罐、反应釜、管道等设备都可以选用适当的防腐衬胶作为内里，保护这些设备材料直接与所承载的介质的接触，减少这些设备的腐蚀，通常选用的衬胶材质必须是高强度的材料。

　　选用耐蚀性能优异的衬胶材料可以有效的防止化工和减缓容器、管道等的腐蚀。

　　1.3增设电镀层

　　对于一些处于高腐蚀环境中的零部件，通常采用电镀层抗腐蚀，通常在这些零件表面电镀一层高抗腐蚀的材质或可以钝化的材质形成一层细致的保护膜，以此降低化工机械设备零部件与腐蚀介质或腐蚀环境直接接触而造成的腐蚀，从而增强化工机械设备的抗腐蚀性能。

　　2.增设电化学保护装置

　　增设电化学保护装置就是利用电化学腐蚀的逆向原理对化工机械设备采取的一种保护方法，通常在被保护的化工设备上设立阴极保护装置，该装置主要是在被保护的机械设备上接入阴极电流，使被保护的机械设备的金属材料的电位变负，从而减小金属电子流失而产生的电化学腐蚀，这种保护往往用在形体比较简单的化工机械设备上。

　　3.在化工设备介质中添加腐蚀缓冲剂

　　在机械设备承载介质中添加缓蚀剂是非常常见的一种防腐蚀措施，诸如循环水中添加腐蚀阻垢剂，一方面减小换热设备上的结垢，另一方面增强管道设备及换热设备的腐蚀，对于汽提塔等介质中可以添加腐蚀剂的工艺，均可以使用这种方法进行抗腐蚀，缓蚀剂的浓度通常都控制在很低的范围，一方面不影响化工生产工艺要求，另一方面延长了设备因腐蚀而造成的频繁停车维修。