探析化工設(shè)備的腐蝕與防腐對策

■姚 勇 ■南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330000

我國經(jīng)濟近年來的發(fā)展速度持續(xù)攀升，這也使得企業(yè)對化工設(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，會對企業(yè)的運作產(chǎn)生很嚴重的負面影響。所以，對于現(xiàn)今的化工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)來說，對設(shè)備腐蝕現(xiàn)象進行深入的研究，提升自身技術(shù)能力，強化設(shè)備的防腐工藝，是確?；ぴO(shè)備長久運作，并為企業(yè)提供穩(wěn)定服務(wù)的重要措施。設(shè)備的腐蝕損壞現(xiàn)象在其運作過程當(dāng)中，是隨著時間推移必定會產(chǎn)生的問題，而且其運作的時間越長，腐蝕問題便會越頻繁的發(fā)生，設(shè)備損壞與腐蝕現(xiàn)象是隨著時間推移必定產(chǎn)生的無法避免的問題，但是并不代表這種問題是無法解決的，但現(xiàn)今許多的企業(yè)都對這一問題并不重視，也沒有防范的意識和相應(yīng)的防腐措施，自然無法保證設(shè)備的長久運行。

1 腐蝕現(xiàn)象的類別

1．1 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。

1．2 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)動力學(xué)定律的。

1．3 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，這一反應(yīng)是合乎電化學(xué)動力學(xué)定律的。

2 化工設(shè)備抗腐蝕措施

2．1 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，機械性能則可以借由外界強化的途徑來彌補，在部分領(lǐng)域，已經(jīng)大有取代鋼材，成為主材料的趨勢?，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。

2．2 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)的費用占據(jù)整體設(shè)備抗腐蝕費用的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。

2．3 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，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)外壁防護以及輸氣、輸水、輸油管線等方面。根據(jù)研究統(tǒng)計的結(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)今國際研究領(lǐng)域當(dāng)中最為熱門的涂料。

2．4 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。

2．5 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)中進行自催化氧化還原反應(yīng)，進而在設(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，是現(xiàn)今國際上發(fā)展速度最為可觀的表層處理技術(shù)之一。

2．6 電化學(xué)保護

電化學(xué)保護主要是指用外部的電流促使金屬腐蝕的電位發(fā)生變化，以減慢其腐蝕進程的抗腐蝕技術(shù)。電化學(xué)的保護技術(shù)，可以分為陰極與陽極保護兩種，近年來這項技術(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，是一種實效性高，且十分經(jīng)濟實惠的抗腐蝕技術(shù)。

2．7 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。

3 結(jié)語

總而言之，對于化工設(shè)備，在操作、設(shè)計及管理等各個層面方面，都要對腐蝕因素進行預(yù)防。只有不斷的探究，并對工作經(jīng)驗進行總結(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，提升自身對于抗腐蝕技術(shù)重要性的認識，才能在探索過程中找到更加實惠且有效的防腐措手段，確保化工設(shè)備的長久、穩(wěn)定運行。

［1］王國臣．石油化工設(shè)備表面防腐質(zhì)量要求與缺陷產(chǎn)生原因及對策［J］．中國石油和化工標(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策［J］．石油工程建設(shè)，2008，34(4)．