試論化工設(shè)備的防腐問題以及防腐措施

摘 要：隨著我國改革開放大發(fā)展，我國對于化工產(chǎn)品的需求量簡直不可同日而語，幾乎呈現(xiàn)跳躍狀的增多，而隨著越來越多的生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行超出了最初的設(shè)計(jì)能力，因?yàn)榫嗄壳暗幕て髽I(yè)來講，設(shè)備因受到腐蝕而發(fā)生的故障損失已經(jīng)成為了現(xiàn)在最重要的問題所在。就現(xiàn)在的情況來看，材料的保護(hù)以及設(shè)備的防腐措施，可以說就是降低維護(hù)費(fèi)用以及工廠安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；設(shè)備；腐蝕；防腐措施

1 腐蝕的機(jī)制

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對于化工的產(chǎn)品在需求上不斷的增加，而隨著時(shí)間的流逝，大部分生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行已經(jīng)超出了當(dāng)初的設(shè)計(jì)能力，究其原因就是目前全球化的化工企業(yè)在化工設(shè)備因腐蝕問題而造成故障進(jìn)而損失利益的情況時(shí)有發(fā)生。就目前的化工企業(yè)來講，由腐蝕所造成的破壞可以說隨處可見，而因?yàn)楦g所引發(fā)的安全事故也是越發(fā)增多，這除了腐蝕本身所擁有的自發(fā)性特性外，更大程度上的問題都是因?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員對腐蝕的危害沒有足夠的認(rèn)知，對腐蝕的防護(hù)問題沒有有效的解決方案或者是根本就沒有防護(hù)意識等造成的。

1.1 腐蝕的定義以及分類

腐蝕即為材料與四周的環(huán)境發(fā)生物理或是化學(xué)的作用，進(jìn)而被破壞的現(xiàn)象，腐蝕根據(jù)材料的種類可以劃分為非金屬腐蝕以及金屬腐蝕兩大類別，而金屬腐蝕里又包含了電化學(xué)腐蝕以及物理和化學(xué)腐蝕這三種。腐蝕的現(xiàn)象分為全面性的腐蝕和局部性的腐蝕，而在局部腐蝕現(xiàn)象中，又分為應(yīng)力腐蝕破裂以及磨損腐蝕和電偶腐蝕，還有小孔腐蝕等等。值得注意的是物理腐蝕是一種較為特殊的腐蝕，是指材料單純的受到物理作用的破壞，通常都是由于滲透以及溶解所引起的，例如高溫熔鹽和溶堿等。相比于物理腐蝕，化學(xué)腐蝕以及電化學(xué)腐蝕就比較常見，化學(xué)腐蝕是指金屬與非電解質(zhì)直接的發(fā)生了化學(xué)作用進(jìn)而引起的破壞，而腐蝕的過程多是純氧化也就是還原反應(yīng)，從微觀的角度來講，就是腐蝕的介質(zhì)與金屬的表面原子直接接觸最終形成的腐蝕產(chǎn)物，在反應(yīng)中并沒有電流的產(chǎn)生，完全符合化學(xué)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律。電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)溶液所發(fā)生的電化學(xué)作用進(jìn)而引起的破壞，在反應(yīng)的過程中，陰極電子得到電子而陽極電子失去電子，造成電子的流動(dòng)也就是電流，而該反應(yīng)也是符合電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律。

1.2 腐蝕的控制意義和危害

在我國國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中都充斥著腐蝕，無論是日常的生活還是工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，而對于技術(shù)而言也沒有普通技術(shù)還是尖端科學(xué)的分化，腐蝕都存在其中。由腐蝕所帶來的損失極其驚人，根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，由腐蝕的原因所報(bào)廢的鋼鐵量占了我國鋼鐵年產(chǎn)量30%，在這其中只有70%的鋼鐵可以回收在處理，聲譽(yù)的一部分就完全成為了廢品；而設(shè)備由于腐蝕造成失效，甚至發(fā)生安全事故的問題也不斷的發(fā)生。在2010年一月份，世界鋼鐵協(xié)會(huì)公布了頭年粗鋼的總產(chǎn)量為121972萬噸，其中有大約三點(diǎn)六億的鋼鐵因?yàn)楦g即將變成廢品，而這其中還有獎(jiǎng)金一點(diǎn)二億的鋼鐵無法回收，而按照零九年世界鋼鐵的均價(jià)4500元一噸來計(jì)算，將損失5400億元，而我國曾在兩千年使用Hoar法進(jìn)行過相關(guān)的調(diào)查，我國的化工企業(yè)由腐蝕所造成的損失達(dá)到三百億元，能源部門以及建筑部門和機(jī)械工業(yè)還有交通部門因腐蝕所造成的損失分別為一百七十二點(diǎn)一億元、一千億元、五百一十二點(diǎn)四三億元、三百零三點(diǎn)九億元，總共合計(jì)為2288.3億元，而這些知識直接的損失，如果加上間接的損失能達(dá)到驚人的五千億元，占據(jù)了兩千年我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的5%。由此可見，由腐蝕所造成的損失是非常驚人的，可以說腐蝕就是材料以及設(shè)備的癌癥。

2 化工設(shè)備因腐蝕所容易引起的故障

對于一臺(tái)設(shè)備而言，腐蝕非常容易引起設(shè)備的故障發(fā)生，無論是設(shè)備的開關(guān)還是傳送帶以及內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)金屬零件等等。就常用的電氣設(shè)備而言，容易受到腐蝕的地方，例如供電以及變壓部分、開關(guān)以及隔離設(shè)備、變頻以及調(diào)速設(shè)備，再有就是轉(zhuǎn)換的設(shè)備，通常這些部件，在設(shè)備不運(yùn)行的情況下，工人都會(huì)定期清理，以保持部件四周的干凈。對于供電以及變壓部分由腐蝕所引起的故障，多為設(shè)備開啟失靈或是變壓數(shù)值不準(zhǔn)確，進(jìn)而對產(chǎn)品造成質(zhì)量上的影響，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)變壓設(shè)備的損壞造成人員的傷亡。

3 化工設(shè)備的防腐蝕措施

3.1 設(shè)備表面層的覆蓋

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，就現(xiàn)在的防腐措施中，金屬表面技術(shù)以及表面耐蝕涂層的費(fèi)用占據(jù)了所有防腐措施費(fèi)用87%左右。誠然，使用正確的表面防腐蝕技術(shù)是提高設(shè)備使用時(shí)間以及減少維修費(fèi)用的不二措施，但選表面防腐蝕技術(shù)，在有效提高了整體材料的耐蝕性能的同時(shí)，在耐蝕成本的花銷上實(shí)在太過巨大，但防腐蝕的效果卻是非常好，具體如何選擇，就需要根據(jù)化工企業(yè)自身設(shè)備來確立了。

3.2 耐腐蝕材料的開發(fā)

無論是設(shè)備表層的覆蓋還是其他的如電化學(xué)保護(hù)，都沒有從根本上杜絕腐蝕的可能，而新材料的研發(fā)，可以說就是防腐蝕技術(shù)進(jìn)步的最大突破口，甚至可以說人類各個(gè)時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步與材料的研發(fā)都有著息息相關(guān)的關(guān)系。耐腐蝕材料主要分為金屬材料以及無機(jī)非金屬材料和高分子材料這三種。金屬可以說是設(shè)備的主體，而鋼鐵在設(shè)備中占據(jù)了主要的地位，但由于鋼鐵的耐腐蝕性有著很大的局限性，所以想要在材料上做突破就必須要摒棄鋼鐵的使用。高性能的合金以及有色的金屬材料，可以說是新被研發(fā)出的材料，其有針對性的解決了局部腐蝕的問題，例如含鉬高的耐腐蝕金屬以及高純鐵素體不銹鋼等等。

3.3 抗腐蝕涂料的應(yīng)用

康腐蝕涂料可以說一直備受人們的關(guān)注，在化學(xué)工業(yè)中，奶腐蝕涂料大多都會(huì)應(yīng)用在建筑物以及儲(chǔ)罐的內(nèi)外面上，還有就是油、氣管道上。而根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，抗腐蝕涂層的損壞，大多是由表面處理不當(dāng)所造成的，所以說表面處理的質(zhì)量是非常重要的，而現(xiàn)在的主流涂料例如重防腐涂料以及耐高溫涂料還有高鋅涂料在抗腐蝕的效果上都非常好，而這些也是到目前為止國際上研究最多的涂料。

3.4 電化學(xué)保護(hù)設(shè)備

電化學(xué)保護(hù)，是一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域非常強(qiáng)的防腐措施，電化學(xué)保護(hù)即為利用外部的電流使得金屬腐蝕電位發(fā)生根本性的改變或者降低腐蝕的速度。電化學(xué)保護(hù)大體上分為陰極和陽極兩種保護(hù)措施，而該措施無論是在防腐蝕的效果上還是經(jīng)濟(jì)情況上都非常的顯著。

陰極保護(hù)就是指在金屬的面層上通入大量的陰極電流，使得金屬的電位發(fā)生改變?yōu)樨?fù)電位，進(jìn)而使得金屬的溶解速度極大降低，但值得注意的是，設(shè)備在保護(hù)中，其結(jié)構(gòu)不能太過負(fù)載，以免靠近輔助陽極部位電流米多過于密實(shí)，得不到足夠的保護(hù)電流。

陽極保護(hù)就是指將設(shè)備金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連接，在電解質(zhì)溶液中使得金屬構(gòu)件陽極極化值一定電位，使得設(shè)備建立并且維持相對穩(wěn)定的鈍態(tài)，以此來使得設(shè)備腐蝕的速度減緩。

3.5 緩解腐蝕藥劑

緩解腐蝕藥劑簡稱緩蝕劑，是在很低濃度下，使得金屬在腐蝕性介質(zhì)中的腐蝕速度極大降低的藥劑。該藥劑通常為單一化合物或多樣化合物組成的符合妖姬。在化工行業(yè)中，主要應(yīng)用于防止工業(yè)冷卻水對設(shè)備的腐蝕。

4 結(jié)束語

化工企業(yè)由于特殊的性質(zhì)，設(shè)備的腐蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他行業(yè)，所以在設(shè)備的設(shè)計(jì)以及管理和操作上，都要慎重的考慮到腐蝕的破壞問題，而只有不斷的通過設(shè)備的運(yùn)行，特別是積極的采用先進(jìn)的防腐措施，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過研究后，研發(fā)出新方法，加強(qiáng)對腐蝕的認(rèn)知，才能有效地尋找出一項(xiàng)有效且經(jīng)濟(jì)的防腐蝕措施，確保化工企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)，增加企業(yè)在市場中的競爭力。

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