化工設(shè)備的腐蝕防腐蝕措施的介紹

    一、 化工設(shè)備腐蝕的分類

    腐蝕：材料與周圍環(huán)境發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象。

    腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。

    腐蝕按表面形貌分為全面腐蝕和局部腐蝕；局部腐蝕又有小孔腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、磨損腐蝕等等；

    金屬腐蝕按機(jī)理可分為物理腐蝕、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等。

    物理腐蝕：材料單純物理作用的破壞，一般是由溶解、滲透引起的，如熔融金屬容器的溶解，高溫熔鹽、熔堿對(duì)容器的溶解滲透。

    化學(xué)腐蝕：金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用引起的破壞，腐蝕過程中沒有電流的產(chǎn)生。腐蝕過程是純氧化-還原反應(yīng)，腐蝕介質(zhì)與金屬表面的原子直接碰撞而形成腐蝕產(chǎn)物，反應(yīng)中無電流產(chǎn)生，符合化學(xué)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。

    電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。反應(yīng)過程中有陽(yáng)極失去電子和陰極獲得電子以及電子的流動(dòng)（電流），歷程符合電化學(xué)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。

    二、化工設(shè)備的防腐蝕措施

    目前的防腐技術(shù)主要有：開發(fā)耐蝕材料，表面防蝕技術(shù)，電化學(xué)保護(hù)等

    1）開發(fā)耐蝕材料

    耐蝕材料的開發(fā)研究是防腐蝕技術(shù)進(jìn)步的突破口，人類各個(gè)時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步無不與其息息相關(guān)。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料。

    金屬及合金材料是結(jié)構(gòu)材料中的主體，其中鋼鐵占據(jù)主要地位，但是，鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速，在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環(huán)境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金，雙相不銹鋼，高純鐵素體不銹鋼，鎳基合金，低合金鋼，鈦及鈦合。耐蝕非金屬材料目前國(guó)內(nèi)外耐蝕非金屬材料在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性能，而機(jī)械性能可以通過增強(qiáng)等途徑來彌補(bǔ)，在某些領(lǐng)域已有發(fā)展為取代鋼材的趨勢(shì)。現(xiàn)在正在開發(fā)的如：耐蝕塑料，玻璃鋼，石墨，搪玻璃，工程陶瓷。

    2）表面防蝕技術(shù)

    在現(xiàn)有的防腐蝕手段中，表面耐蝕涂層和金屬表面技術(shù)的費(fèi)用占所有防腐蝕費(fèi)用的87％左右。采取正確的表面防蝕技術(shù)是提高設(shè)備使用壽命、減少維修費(fèi)用以及提高設(shè)備管理水平必不可少的途徑。同時(shí)，采用表面防蝕技術(shù)，大大提高了整體材料的耐蝕性能。在化工和石油化工中常用的表面防蝕技術(shù)包括涂、襯、鍍、滲以及近年發(fā)展起來的各種高技術(shù)，其中以涂層及襯里應(yīng)用最廣泛。

    3）耐蝕涂料

    耐蝕涂料的開發(fā)一直是人們關(guān)注的研究領(lǐng)域，在化學(xué)工業(yè)中，耐蝕涂料主要用于建筑物、構(gòu)筑物、裝置及貯罐的內(nèi)外壁及輸水、輸油、輸氣管線。據(jù)統(tǒng)計(jì)，防腐蝕涂層的損壞，其基體表面處理不當(dāng)約占75％，因此，重視表面處理質(zhì)量是當(dāng)務(wù)之急。幾種有發(fā)展前途的涂料，如富鋅涂料，重防腐涂料，耐高溫涂料，陶瓷類涂料，帶銹涂裝涂料，氟樹脂涂料等等，正是當(dāng)前國(guó)際上研究最熱門的涂料。

    4）設(shè)備表面工程技術(shù)

    電鍍、化學(xué)鍍?cè)诨し栏g應(yīng)用中，電鍍主要有鍍鉻、鍍鋅和鍍鎳。

    鍍鋅層的鈍化是一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域，近十年推出的低鉻或無鉻彩色鈍化、黑鈍化、軍綠鈍化及強(qiáng)鈍化（含硅樹脂或其他樹脂的復(fù)合鈍化層），可使鍍鋅層在海洋大氣、工業(yè)大氣環(huán)境及工業(yè)水、江水河水環(huán)境中的耐蝕性大大提高?；瘜W(xué)鍍是采用金屬鹽和還原劑在同一溶液中進(jìn)行自催化氧化還原反應(yīng)，在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術(shù)?；瘜W(xué)鍍鎳磷合金及三元鎳系合金，產(chǎn)品比電鍍產(chǎn)品有更優(yōu)異的耐蝕性和更大的選擇，是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理工藝之一。

    噴涂   噴涂是利用火焰、等離子、電弧噴涂，在材料和產(chǎn)品上獲得金屬、合金、無機(jī)、有機(jī)耐蝕耐磨表面層的一種工藝技術(shù)。

    化學(xué)熱處理   化學(xué)熱處理特別是滲鋁、滲鉻，近十多年在化工機(jī)械防腐蝕上已有大量應(yīng)用。

    磷化   磷化作為涂裝的一個(gè)重要前處理過程，已有多年的應(yīng)用。近十多年來，堿金屬三元系低溫或常溫磷化使磷化技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的進(jìn)步。

    5）電化學(xué)防腐蝕

    電化學(xué)保護(hù)是指利用外部電流使金屬（包括合金）腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)。電化學(xué)保護(hù)可分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。

    電化學(xué)保護(hù)技術(shù)在化工防腐蝕領(lǐng)域中已引起廣泛的重視和應(yīng)用，是一種有效的、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的防腐蝕手段。陰極保護(hù)是在金屬表面上通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負(fù)，并使金屬溶解速度減小。被保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀一般不宜太復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備在靠近輔助陽(yáng)極部位電流密度大，遠(yuǎn)離輔助陽(yáng)極部位電流密度小，得不到足夠的保護(hù)電流。甚至不起保護(hù)作用，產(chǎn)生所謂“遮蔽現(xiàn)象”。

    陰極保護(hù)主要用在水和土壤中的金屬結(jié)構(gòu)上，但一般必須用于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、介質(zhì)腐蝕性不太強(qiáng)的環(huán)境中。陰極保護(hù)除可防止一般的均勻腐蝕外，還可以防止一些材料的點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、沖擊腐蝕、選擇性腐蝕等。

    陽(yáng)極保護(hù)是將被保護(hù)的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽(yáng)極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽(yáng)極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設(shè)備得到保護(hù)。對(duì)于沒有飩化特征的金屬，不能采用陽(yáng)極保護(hù)。

    主要應(yīng)用在：

    硫酸生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)物，如碳鋼儲(chǔ)槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等。

    氨水及銨鹽溶液中結(jié)構(gòu)物，碳化塔、氨水儲(chǔ)槽等。

    在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中先考慮采用陽(yáng)極保護(hù)；在既可采用陽(yáng)極保護(hù)，也可采用陰極保護(hù)，并且二者保護(hù)效果相差不多的情況下，則應(yīng)優(yōu)先考慮采用陰極保護(hù)；如果氫脆不能忽略，則要采用陽(yáng)極保護(hù)。

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責(zé)任編輯：王元

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