化工設(shè)備的腐蝕與防腐對(duì)策分析

白海龍

摘要：國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诨ぎa(chǎn)品的需求也在持續(xù)提升，更多的高端生產(chǎn)設(shè)備開始投入市場(chǎng)，使得化工設(shè)備領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，所以對(duì)于現(xiàn)今的化工設(shè)備企業(yè)來說，避免化工設(shè)備因外界腐蝕而產(chǎn)生故障，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，已經(jīng)成為了多數(shù)化工企業(yè)最為重視的問題，許多學(xué)者與專家認(rèn)為，做好材料的防腐及保護(hù)是節(jié)省維護(hù)費(fèi)用、確保企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的最主要措施。

關(guān)鍵詞：腐蝕防腐化工設(shè)備

前 ?言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度持續(xù)攀升，這也使得企業(yè)對(duì)化工設(shè)備的需求有了大幅度的提升，如果化工設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕或損壞現(xiàn)象，會(huì)對(duì)企業(yè)的運(yùn)作產(chǎn)生很嚴(yán)重的負(fù)面影響。所以，對(duì)于化工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)來說，對(duì)設(shè)備腐蝕進(jìn)行研究，強(qiáng)化設(shè)備的防腐工藝，是確?；ぴO(shè)備長(zhǎng)久運(yùn)作，并為企業(yè)提供穩(wěn)定服務(wù)的重要保證。在化工生產(chǎn)過程中，設(shè)備的完善程度對(duì)化工生產(chǎn)的投入資金、產(chǎn)生品質(zhì)等都有較大的影響。由于化工行業(yè)的特殊性，設(shè)備很容易受到腐蝕，從而影響設(shè)備的性能。為安全生產(chǎn)埋下隱患。所以，根據(jù)化生產(chǎn)設(shè)備的材質(zhì)情況和所處環(huán)境情況，分析化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的主要原因和類型，提出合理的防腐控制措施，在保證設(shè)備安全生產(chǎn)方面具有重要意義。

一、腐蝕的含義

由材料和環(huán)境之間發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)的作用，從而使材料的性能有所改變甚至被損傷的情況稱之為廣義上的腐蝕;金屬與四周的環(huán)境發(fā)生化學(xué)作用、電化學(xué)作用或者是物理作用而造成的金屬性能的損壞被稱之為狹義上的腐蝕。從根本上來說，原材料的性能受到損壞主要是由腐蝕造成的。出現(xiàn)腐蝕的主要原因就是材料與四周環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者是電化學(xué)的反應(yīng)，這種腐蝕作用會(huì)直接造成經(jīng)濟(jì)損失，究其原因就是機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)耗損，使其自身的功能、外觀都會(huì)受到一定程度上的制約，由此就會(huì)出現(xiàn)資源的浪費(fèi)，使機(jī)械設(shè)備受到不同程度的損傷，使公司的利益受到很大程度上的損害，給公司帶來比較嚴(yán)重的損失。因此，怎樣采取高效的防腐蝕方法提升公司的機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能是所有化工企業(yè)都需要解決的問題。

二、腐蝕現(xiàn)象的類別

1.物理腐蝕

其主要是指設(shè)備的某部分單純受到物理作用的侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，一般主要是由滲透及溶解導(dǎo)致的，例如熔融金屬容器的溶解及高溫溶堿、熔鹽導(dǎo)致的滲透溶解現(xiàn)象。

2.化學(xué)溶解

其主要是指非電解質(zhì)與設(shè)備金屬部分直接發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，這一過程是一個(gè)單純的氧化-還原反應(yīng)，設(shè)備金屬表面與腐蝕介質(zhì)的原子直接產(chǎn)生碰撞，進(jìn)而產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物，這一反應(yīng)過程當(dāng)中無電流產(chǎn)生，所以是合乎化學(xué)動(dòng)力學(xué)定律的。

3.電化學(xué)腐蝕

其主要是指電解質(zhì)溶液與金屬發(fā)生電化學(xué)效應(yīng)而導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象，這一反應(yīng)過程當(dāng)中，出現(xiàn)了陽極失去電子，陰極獲得電子的流動(dòng)，這一反應(yīng)是合乎電化學(xué)動(dòng)力學(xué)定律的。

三、化工設(shè)備抗腐蝕措施

1.研發(fā)抗腐蝕材料

抗腐蝕材料的研發(fā)是現(xiàn)今抗腐蝕技術(shù)的主要突破口，化工設(shè)備的性能提升與其有著十分密切的關(guān)系，抗腐蝕的材質(zhì)主要包含高分子材料、金屬材料以及無機(jī)非金屬材料等等。金屬合金材質(zhì)，是設(shè)備結(jié)構(gòu)材料當(dāng)中的主體，而在所有金屬材質(zhì)當(dāng)中鋼鐵所占的比重是最大的，但是，鋼鐵的抗腐蝕性能是有局限的，但具備高性能的有色金屬及合金材質(zhì)的應(yīng)用及開發(fā)都十分迅速，這也在一定的程度上減輕了設(shè)備局部腐蝕及特殊環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕的問題，例如金屬鉬含量較高的耐腐蝕合金材質(zhì)、高純度鐵素體不銹鋼、雙相的不銹鋼材質(zhì)、低合金鋼材質(zhì)、鈦與鈦合金材質(zhì)以及鎳基合金等，這些抗腐蝕的非金屬材質(zhì)，在現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外的化工設(shè)備生產(chǎn)過程中都是被廣為利用的。這些非金屬材質(zhì)都具有十分優(yōu)秀的抗腐蝕能力，機(jī)械性能則可以借由外界強(qiáng)化的途徑來彌補(bǔ)，在部分領(lǐng)域，已經(jīng)大有取代鋼材，成為主材料的趨勢(shì)?，F(xiàn)今正在開發(fā)的材料包括玻璃鋼、石墨、工程陶瓷及搪玻璃等。

2.表層覆蓋材質(zhì)

在現(xiàn)有的防腐措施中，設(shè)備表層金屬表層技術(shù)及抗腐蝕涂層技術(shù)的費(fèi)用占據(jù)整體設(shè)備抗腐蝕費(fèi)用的87%左右，所以，采用正確的表層抗腐蝕技術(shù)，是能夠有效提升設(shè)備使用年限、提升設(shè)備管理工作效率、減免設(shè)備維修費(fèi)用的有效方式。而且采用表層抗腐蝕的技術(shù)，可以大幅提升材料整體的抗腐蝕性。在石油化工等化工領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的抗腐蝕技術(shù)主要包含鍍、涂、滲及襯等近年來逐步發(fā)展起來的新技術(shù)，當(dāng)中以涂層襯里的應(yīng)用最為廣泛。

3.抗腐蝕涂料

抗腐蝕涂料的研發(fā)，始終是化工領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，在化工領(lǐng)域當(dāng)中，抗腐蝕的涂料主要是用于構(gòu)筑物、建筑物、貯罐及裝置的內(nèi)外壁防護(hù)以及輸氣、輸水、輸油管線等方面。根據(jù)研究統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來看，抗腐蝕涂層的破壞的各類原因當(dāng)中，表面處理不到位的情況約占據(jù)75%左右，所以，對(duì)于表面處理工作加以重視，是十分重要的。而且在總結(jié)當(dāng)中，我們也逐步發(fā)現(xiàn)了一些具有發(fā)展?jié)摿Φ耐苛?，例如重防腐涂料、耐高溫涂料、陶瓷類涂料、氟樹脂涂料及帶銹涂裝涂料等。這些都是現(xiàn)今國(guó)際研究領(lǐng)域當(dāng)中最為熱門的涂料。

4.復(fù)合管道與襯里技術(shù)

襯里技術(shù)主要是指使用如玻璃鋼、碳鋼和鑄鐵等高強(qiáng)度的材質(zhì)作為結(jié)構(gòu)材質(zhì)，并使用具有抗腐蝕性能的優(yōu)質(zhì)材料作為襯里的技術(shù)。襯里技術(shù)分為松襯、緊襯等形式，國(guó)外廣為利用的是緊襯技術(shù)，襯里技術(shù)通常是在管道內(nèi)壁、及化工設(shè)備內(nèi)部等部分加以利用的。

5.其余表層工程技術(shù)

化學(xué)鍍層及電鍍層都是在化工抗腐蝕工作當(dāng)中利用范圍十分廣泛的技術(shù)，電鍍主要包含鍍鋅、鍍鎳及鍍鉻。鍍鋅鈍化是現(xiàn)今化工領(lǐng)域最為關(guān)注的技術(shù)，近些年來推出的無鉻或低鉻黑鈍化、彩色鈍化、極強(qiáng)鈍化與軍綠鈍化等等都是備受關(guān)注的技術(shù)，這樣的技術(shù)能夠使鍍鋅層對(duì)于外界環(huán)境腐蝕的抵抗力大幅提升?；瘜W(xué)鍍是使用金屬鹽及還原劑，在同一溶液當(dāng)中進(jìn)行自催化氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而在設(shè)備表層沉積出金屬鍍層的技術(shù)。較比電鍍層來說，化學(xué)鍍層在抗腐蝕能力及選擇性方面都有著很明顯的優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)今國(guó)際上發(fā)展速度最為可觀的表層處理技術(shù)之一。

6.電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)主要是指用外部的電流促使金屬腐蝕的電位發(fā)生變化，以減慢其腐蝕進(jìn)程的抗腐蝕技術(shù)。電化學(xué)的保護(hù)技術(shù)，可以分為陰極與陽極保護(hù)兩種，近年來這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在化工抗腐蝕領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛的重視與應(yīng)用，是一種實(shí)效性高，且十分經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的抗腐蝕技術(shù)。

7.緩蝕劑

緩蝕劑是一類在濃度很低情況下，能夠使金屬在與腐蝕性介質(zhì)接觸時(shí)腐蝕速度大幅減低的抗腐蝕物質(zhì)。這種抗腐蝕劑是一類化合物，或基類化合物所構(gòu)成的復(fù)合物質(zhì)。在化工領(lǐng)域當(dāng)中，緩蝕劑主要是用于避免工業(yè)冷卻水系統(tǒng)帶來的腐蝕，以及化工設(shè)備、鍋爐、管道等部分接受化學(xué)清洗過程中所遭受的腐蝕。也有少量是用于避免設(shè)備生產(chǎn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的工藝性腐蝕。緩蝕劑加入到媒介里以后可以在電極的表層構(gòu)成一層保護(hù)膜，提升了電化學(xué)腐蝕的電極極化速度，使化學(xué)機(jī)械設(shè)備在受到電流腐蝕的時(shí)候被腐蝕性會(huì)有所降低，在實(shí)際使用的時(shí)候，要根據(jù)防腐蝕設(shè)備的特點(diǎn)來選擇適合的緩蝕劑，降低機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度。

四、結(jié)束語

總而言之，對(duì)于化工設(shè)備，在操作、設(shè)計(jì)及管理等各個(gè)層面方面，都要對(duì)腐蝕因素進(jìn)行預(yù)防。只有不斷的探究，并對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，特別是在防腐領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的新方法及新經(jīng)驗(yàn)，提升自身對(duì)于抗腐蝕技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí)，才能在探索過程中找到更加實(shí)惠且有效的防腐措手段，確?；ぴO(shè)備的長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王國(guó)臣.石油化工設(shè)備表面防腐質(zhì)量要求與缺陷產(chǎn)生原因及對(duì)策[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（7）.

[2]賈秉魯.淺析石油化工設(shè)備防腐的有效措施[J].城市建設(shè)理論研究，2014（15）.

[3]張文香.設(shè)備表面防腐缺陷分析及對(duì)策[J].石油工程建設(shè)，2008，34（4）.

[4]李東海.化工壓力容器的腐蝕原因分析以及相關(guān)防腐措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，（16）：69-70.