化工儀表防腐蝕技術(shù)的研究

摘 要：腐蝕是化工生產(chǎn)中一種普遍現(xiàn)象，給化工儀表帶來了嚴(yán)重?fù)p害，間接影響了化工廠的經(jīng)濟(jì)效益，因此，本文主要研究化工儀表的防腐蝕措施。

關(guān)鍵詞：化工儀表 防腐蝕 腐蝕

中圖分類號：TU761.1+3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0135-02

化工儀表是化工自動(dòng)化儀表的簡稱，是指在化工生產(chǎn)工藝過程中對其工作環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測、顯示及控制的儀器儀表?；x表的作用就是對生產(chǎn)中溫度、液位、 成分、壓力、流量等變量信息的檢測、轉(zhuǎn)換、顯示和控制[1]。在化工生產(chǎn)過程中，管道和反應(yīng)釜中的介質(zhì)一般都具有腐蝕性，如酸、堿、水、氧等，而且這些介質(zhì)需要在特定的條件（高溫、高壓、高粘度、高流速等）下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。因此，在苛刻的化工生產(chǎn)條件下，儀器儀表極易產(chǎn)生腐蝕。由于儀表的零部件多為金屬或非金屬材料，經(jīng)過機(jī)械、物理、化學(xué)或電化學(xué)作用而引起侵蝕和腐蝕現(xiàn)象[2]。對于化工廠，腐蝕現(xiàn)象使得儀表的性能降低，壽命大大縮短，影響了正常生產(chǎn)?；x表腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，主要體現(xiàn)在儀表及儀表元器件更新上的投入。以山西三維集團(tuán)為例，每年由于儀表的腐蝕需要更新大量的儀表元件以及儀表，其投入占集團(tuán)全年儀表總投入的60%。因此，分析化工儀表腐蝕的原因，提高化工儀表的防腐能力，對于化工企業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

1 化工儀表腐蝕的分類

1.1 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指金屬材料與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕。金屬的腐蝕大多是由于電化學(xué)腐蝕所致。化工儀表的外殼大都是由金屬制成，因此，電化學(xué)腐蝕是化工儀表在腐蝕環(huán)境中最主要的失效原因。

1.2 化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指儀表材料與干燥高溫氣體或非電解質(zhì)溶液（苯、甲苯、乙醇等），發(fā)生化學(xué)作用引起的腐蝕。

1.3 由于物理、機(jī)械作用造成對儀表材料造成的腐蝕

例如，在合成氨的過程中，高壓閥芯受到氣蝕而產(chǎn)生的破壞。

1.4 儀表用非金屬材料（如塑料氣源管）受大氣作用或介質(zhì)作用引起的溶解、溶脹

2 化工儀表的防腐措施

2.1 防腐蝕材料的選用

正確選擇儀表用耐腐蝕材料是儀表防腐蝕最根本的措施。在選用耐腐蝕儀表材料時(shí)主要考慮材料的性能，材料的供應(yīng)情況，儀表工作環(huán)境的腐蝕性（如介質(zhì)的成份、濃度以及操作溫度），使用年限，成本和要求等因素。對于典型腐蝕環(huán)境的中儀表材料的選用，工程人員一般都按照表1所列的選擇原則。但是這種原則指具有一般指導(dǎo)意義，具體選材還要根據(jù)儀表所處的特殊環(huán)境來選?。ū?）。

防腐蝕材料的設(shè)計(jì)是儀表防腐蝕問題研究的重點(diǎn)，因?yàn)橹挥虚_發(fā)出耐腐蝕的材料，才能從根本上防止腐蝕，將腐蝕的危害降到最低。經(jīng)過科研工作者的努力，我國已經(jīng)研發(fā)出三十多種耐腐蝕的儀表合金。目前，對于制造閥芯、閥座的材料，國內(nèi)使用最廣泛的是司欽萊合金、鈷鎢合金鋼和硬化工具鋼，并進(jìn)行特殊的表面硬化處理。

2.2 隔離措施

在需要考慮儀表的成本時(shí)，可以采用儀表與介質(zhì)隔離的方法防止儀器儀表的腐蝕。隔離的方法有：液體隔離、應(yīng)用保護(hù)層隔離、注氣保護(hù)隔離等等。采用液體隔離是防止腐蝕介質(zhì)和儀表直接接觸的有效方法。采用液體隔離的目的是將被測的腐蝕介質(zhì)與儀表的測量部分分開。隔離液體既不能與被測介質(zhì)互溶或起化學(xué)作用，也不能對儀表測量部件具有腐蝕性。液體隔離常用于壓力、流量、液位測量系統(tǒng)的管線上，采用管外隔離和管內(nèi)隔離兩種方式。應(yīng)用保護(hù)層隔離就是在化工儀表的元件或外殼表面制成保護(hù)層，對儀表設(shè)備的防腐蝕具有非常好的效果。按照保護(hù)層材料的不同，可分為金屬保護(hù)層，如電鍍；非金屬保護(hù)層，如油漆、涂料等。采用注氣保護(hù)法，用吹入的空氣（或氮?dú)狻⒍栊詺怏w等）來隔離介質(zhì)對測量部件的腐蝕作用。注氣保護(hù)法一般用于低壓的液位、流量以及測量系統(tǒng)中。例如，中原化肥廠利用注氣保護(hù)法，將電磁流量計(jì)變速器的電子室打兩個(gè)小孔，一個(gè)進(jìn)氣，一個(gè)排氣，然后接上儀表空氣，使儀表內(nèi)保持微正壓，從而阻止有害氣體的侵入，達(dá)到了理想的防腐效果[4]。

2.3 選擇合理的檢測方法和先進(jìn)的加工工藝

選用先進(jìn)的加工工藝是提高儀表防腐蝕性能的重要手段。調(diào)節(jié)閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中重要的一部分，在化工生產(chǎn)現(xiàn)場，調(diào)節(jié)閥直接控制工藝介質(zhì)，尤其是高壓、高溫、大壓差、低溫、易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕、易滲透、高結(jié)晶以及劇毒等介質(zhì)情況下，往往會導(dǎo)致調(diào)節(jié)生產(chǎn)品質(zhì)下降，給自動(dòng)化生產(chǎn)帶來不變。例如，為了解決高壓差下調(diào)節(jié)閥壽命比較短的問題，設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的閥座和閥芯，以避免氣蝕的腐蝕作用。這些特殊結(jié)構(gòu)的閥體部件特點(diǎn)是部件的套筒壁上或閥芯上開有許多特殊形狀的孔。當(dāng)液體從各小孔噴射進(jìn)去后，在套筒中心相互碰撞，一方面由碰撞消耗能量，起到緩沖作用，另一方面，在套筒中心發(fā)生氣泡的破裂，避免了對套筒和閥芯的直接破壞[5]。

檢測點(diǎn)和檢測方法的選擇要根據(jù)具體情況具體分析，合理的檢測方法的正確選用意義重大。如氯對儀表材質(zhì)的腐蝕性很小，但濕氯具有極強(qiáng)的腐蝕性，因此，檢測點(diǎn)要避免設(shè)在管道中易積聚冷凝水的地方。

3 防腐蝕儀表的安裝

在化工儀表安裝和維修時(shí)，施工人員應(yīng)該充分考慮儀表所處的腐蝕環(huán)境，如介質(zhì)的成分溫度、濃度、成分、酸堿度等，采取相應(yīng)的腐蝕措施。如一般儀表的外殼是鋁合金的，該材料腐蝕環(huán)境下極容易氧化變質(zhì)，從而使儀表產(chǎn)生損害。

為了調(diào)高儀表外殼的抗腐蝕能力，耐腐蝕變速器選用玻璃鋼作為儀表外殼，儀器盒、布線槽等都改為玻璃鋼制作，經(jīng)驗(yàn)證防腐蝕效果良好。在化工儀表的接線連接方面，冷擠壓技術(shù)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的電烙鐵錫焊。采用電烙鐵錫焊，容易虛焊，焊點(diǎn)脫落，導(dǎo)致儀表失靈，而冷擠壓技術(shù)可以將兩種金屬連接處緊緊擠壓，連接牢固，可有效抵抗振動(dòng)、熱霧的腐蝕。因此，冷擠壓技術(shù)是一種很有效的接線方法。

4 結(jié)語

化學(xué)工業(yè)是腐蝕發(fā)生的重災(zāi)區(qū)，腐蝕給化工儀表帶來沉重的災(zāi)難。合理的腐蝕防護(hù)應(yīng)該作為一個(gè)整體去考慮，從材料的選擇和設(shè)計(jì)入手，采取有效的隔離措施，選擇正確的安裝方法，選擇正確的檢測方法和加工工藝，從而盡可能減少腐蝕造成的損害。

參考文獻(xiàn)

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[5] 魏永霞，張巨飚.氣蝕與閃蒸條件下調(diào)節(jié)閥的防失效探討[J].科技資訊，2008（24）：36-37.