化工儀表的腐蝕問(wèn)題研究

王 琦，張 楠

（1.濱州職業(yè)學(xué)院，山東濱州 256603；2.濱州市高新區(qū)安監(jiān)局，山東濱州 256623）

化工儀表的腐蝕問(wèn)題研究

王 琦1，張 楠2

（1.濱州職業(yè)學(xué)院，山東濱州 256603；2.濱州市高新區(qū)安監(jiān)局，山東濱州 256623）

以化工儀表的腐蝕問(wèn)題為切入點(diǎn)，就腐蝕問(wèn)題的分類與各自成因做分析概述，并就具體的防腐蝕措施與腐蝕介質(zhì)測(cè)試手段做細(xì)致的探究研討，期望為預(yù)防我國(guó)化工生產(chǎn)中儀表的腐蝕問(wèn)題、減少腐蝕對(duì)化工儀表性能與運(yùn)行的影響提供有益的參考。

化工儀表；腐蝕問(wèn)題；防腐措施

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與化工技術(shù)的進(jìn)步，化工生產(chǎn)中的裝置設(shè)備逐漸向大型化、智能化的方向轉(zhuǎn)變，其技術(shù)需求與指標(biāo)也不斷提高攀升。其裝置設(shè)施的技術(shù)發(fā)展一方面帶來(lái)了更高的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)化工企業(yè)與行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展壯大。但另一方面化工儀表的腐蝕問(wèn)題卻日漸突出，其腐蝕現(xiàn)象不僅嚴(yán)重影響儀表裝置的工作性能，且對(duì)其修復(fù)處理也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較高的生產(chǎn)延誤與維修成本，阻礙企業(yè)生產(chǎn)裝置設(shè)施的技術(shù)改造與經(jīng)濟(jì)效益，因而需要采取切實(shí)有效的措施加強(qiáng)化工儀表的防腐措施。所以筆者以化工儀表的腐蝕問(wèn)題為研究出發(fā)點(diǎn)，就其腐蝕類型、成因予以闡述，并對(duì)具體的腐蝕測(cè)試技術(shù)與防腐手段做詳細(xì)的研究分析。

1 化工儀表腐蝕問(wèn)題分析

化工儀表的腐蝕問(wèn)題主要發(fā)生在貴金屬檢測(cè)元件中（例如傳感器等元件），發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的成因是因金屬材料與大氣環(huán)境中的腐蝕氣體相接觸，進(jìn)而發(fā)生各類物理化學(xué)作用而導(dǎo)致的腐蝕效應(yīng)，腐蝕問(wèn)題按照發(fā)生作用的種類主要分為以下三種腐蝕現(xiàn)象。

1）物理腐蝕

物理腐蝕是指化工儀表的金屬材料因物理性溶解，或是外部機(jī)械作用下導(dǎo)致的金屬元件腐蝕反應(yīng)，例如在鐵器中放置液態(tài)鋅，鐵器就會(huì)被液態(tài)鋅所溶解侵蝕進(jìn)而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。而化工儀表金屬元件在氨氮合成中的腐蝕反應(yīng)也是較為常見(jiàn)的物理腐蝕現(xiàn)象。在受腐蝕儀表的測(cè)試介質(zhì)粘稠度較大的情況下，還會(huì)造成其金屬膜表層的聚合物堆積，進(jìn)而擁堵阻塞整個(gè)儀表破壞其精準(zhǔn)性，令化工儀表在測(cè)試時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)偏差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致化工儀表的損壞報(bào)廢。

2）化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕指的是在化工儀表金屬元件與所接觸的大氣高溫干燥氣體，或是非電解質(zhì)溶液（例如乙醇或苯）出現(xiàn)氧化還原作用，使金屬元件發(fā)生氧化腐蝕現(xiàn)象的侵蝕類型。例如化工生產(chǎn)中化工儀表金屬材料表層的鐵質(zhì)與氯氣相接觸，發(fā)生氧化還原作用進(jìn)而生成氯化亞鐵就屬于典型的化學(xué)腐蝕反應(yīng)。此外，化工儀表金屬元件在石化生產(chǎn)裂解設(shè)備中的腐蝕反應(yīng)，也是常見(jiàn)的化學(xué)腐蝕。

3）電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是所有化學(xué)腐蝕問(wèn)題中最為常見(jiàn)、危害最高的侵蝕現(xiàn)象，其作用原理在于化工儀表金屬材料在大氣腐蝕環(huán)境中發(fā)生的原電池（電化學(xué)）反應(yīng)，金屬元件因失去電子而出現(xiàn)氧化腐蝕問(wèn)題。目前，在實(shí)際的生產(chǎn)中，電化學(xué)腐蝕出現(xiàn)的情況較多，而其中較大部分都是因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液和化工儀表產(chǎn)生了直接接觸，才導(dǎo)致了電化學(xué)腐蝕發(fā)生，比如化工儀表金屬元件與酸、堿等電解質(zhì)溶液相接觸就會(huì)產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題。此外，還有相當(dāng)一部分電化學(xué)腐蝕是因與大氣中腐蝕氣體的接觸而生成的腐蝕狀況，例如化工生產(chǎn)進(jìn)程處于潮濕的大氣環(huán)境中，化工儀表的金屬材質(zhì)與電路板就會(huì)因與空氣中二氧化硫等物質(zhì)的接觸發(fā)生腐蝕問(wèn)題。

2 化工儀表防腐策略與腐蝕測(cè)試方法探究

1）膜片隔離

目前實(shí)踐中化工儀表金屬元件所使用的隔離膜片材質(zhì)多為聚四氟乙烯與全氟乙丙烯兩類，其中基于聚四氟乙烯材質(zhì)耐高溫、抗老化腐蝕的性能優(yōu)勢(shì)，將聚四氟乙烯作為膜片制作材料能極大提升化工儀表部件的防腐能力。例如其抗高溫的特性能承擔(dān)低至零下2000C、高至零上2600C的巨大溫差，使得化工儀表金屬材質(zhì)與各類高溫、潮濕的腐蝕環(huán)境相隔絕，避免其受大氣環(huán)境影響發(fā)生復(fù)式反應(yīng)。同時(shí)聚四氟乙烯制成的防腐隔膜片還具有極為優(yōu)異的潤(rùn)滑作用，通過(guò)將膜片粘結(jié)在儀表彈簧管上，以達(dá)到彈簧管與傳感器相互隔離、避免腐蝕現(xiàn)象的目的。

隔離膜片在不同的化工儀表中的隔離功用也不盡相同，例如在隔膜壓力表中防腐隔離膜片通過(guò)密封隔離器等手段，實(shí)現(xiàn)測(cè)試介質(zhì)與隔膜儀表的有效隔離，從而保障隔膜壓力表順利、精準(zhǔn)的完成測(cè)試各類強(qiáng)腐蝕、高溫等介質(zhì)的壓力作業(yè)。而在機(jī)械壓力表中隔離膜片的應(yīng)用，能確保彈性敏感部件能伴隨壓力的大小變化出現(xiàn)變形作用。此外，因聚四氟乙烯的材料成本較低，運(yùn)用此隔離膜片能有效降低化工企業(yè)的防腐費(fèi)用，便于在企業(yè)中做大規(guī)模的應(yīng)用推廣。雖然隔離膜片的造價(jià)較低，但在其制作上還應(yīng)嚴(yán)把生產(chǎn)品質(zhì)，盡可能確保隔離膜片的薄度，以減少在制作流程中對(duì)膜片防腐隔離性能的影響。同時(shí)在粘附或噴涂進(jìn)程中保證作業(yè)的質(zhì)量與精確性，以全面發(fā)揮聚四氟乙烯隔離膜片的功用與效果。

2）涂覆防腐

涂覆防腐主要是指通過(guò)對(duì)化工儀表金屬表層予以合理包裝或涂抹相應(yīng)材料，優(yōu)化其防腐蝕效力的操作方法，在化工防腐儀表金屬材質(zhì)的手段中，涂覆作業(yè)的投入成本較低，能為化工企業(yè)節(jié)省大量的化工儀表防腐處理費(fèi)用，同時(shí)因其本身較好的防腐性能，也較為適用在化工企業(yè)中做防腐應(yīng)用推廣。但其方法因操作流程的簡(jiǎn)單性，與膜片隔離相比在功用上還存在一定的缺陷，但仍適宜在化工儀表的各類管路支架、電纜等部件做涂覆作業(yè)，有利于其防腐蝕效果的提升。而在選擇涂覆材料時(shí)，也應(yīng)依照其材料對(duì)化工儀表金屬部件沒(méi)有損害與不利影響的原則，選用提升儀表防腐性能的作業(yè)材料。以通過(guò)涂覆操作改善化工儀表金屬材質(zhì)的抗腐蝕效力，并防止因涂覆作業(yè)損害化工儀表性能，影響其正常運(yùn)作與精確性的問(wèn)題發(fā)生。

3）液體隔離

液體隔離是防腐手段中比較有效的一種，在大氣之中含有腐蝕氣體介質(zhì)時(shí)，如氯化氫或是氯氣等，可以在隔離罐中充滿全氟三丁胺等液體，以此作為隔離液，將空氣中的腐蝕性氣體和化工儀表完全隔離開(kāi)來(lái)，避免化工儀表在腐蝕性環(huán)境中遭受破壞。但由于其隔離液體在隔離進(jìn)程中有概率與腐蝕介質(zhì)相互作用，發(fā)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)進(jìn)而引發(fā)新一輪的腐蝕現(xiàn)象，因此其防腐蝕的隔絕性能并不夠完善。同時(shí)因其投入成本相對(duì)較高，且隔離罐填充的手段較為繁瑣，所以并不適宜作為大規(guī)模防腐作業(yè)手段，也較難在化工企業(yè)中應(yīng)用推廣。

4）硫酸流量的測(cè)試

硫酸是引發(fā)化工儀表金屬元件腐蝕的主要介質(zhì)，因此在化工生產(chǎn)中應(yīng)格外重視對(duì)其流量的測(cè)試工作，以避免化工儀表金屬材料為硫酸所侵蝕破壞。筆者在這里提供鋯金屬孔板這一硫酸流量測(cè)試手段，并對(duì)其做簡(jiǎn)要的闡述分析。鋯金屬孔板主要測(cè)試對(duì)象為50%的稀硫酸流量，在對(duì)孔板的制作中，一般將玻璃鋼作為管道與取液設(shè)施的材料，同時(shí)將引壓管內(nèi)襯以鋯金屬制成相同的玻璃鋼管。因金屬鋯的濃度在10%到15%間浮動(dòng)，而稀硫酸的年均腐蝕深度為0.01mm左右，故將金屬鋯作為節(jié)流設(shè)備的制作材料，經(jīng)由防腐蝕差壓變送器的裝置適用，能有效測(cè)試稀硫酸的具體流量，保護(hù)化工儀表金屬元件不為生產(chǎn)進(jìn)程中的硫酸介質(zhì)所腐蝕影響。

5）腐蝕介質(zhì)液面測(cè)試

因化工儀表中吹氣設(shè)施的主要結(jié)構(gòu)材料為不銹鋼，而不銹鋼并不耐對(duì)化學(xué)介質(zhì)的腐蝕作用，因此為防止不銹鋼與腐蝕介質(zhì)溶液相接觸發(fā)生腐蝕問(wèn)題，需對(duì)其節(jié)流裝置做相應(yīng)的腐蝕介質(zhì)液面的測(cè)試工作。實(shí)踐中一般采用吹氣法做相應(yīng)的測(cè)試作業(yè)，測(cè)試中通常將吹氣管道替換為更耐腐蝕作用的合金管與聚四氟乙烯管道，之后以0.08MPa空氣為測(cè)試氣源，以避免節(jié)流孔被阻塞，進(jìn)而在對(duì)正常壓力下的腐蝕液面做測(cè)試衡量。并以所測(cè)得數(shù)據(jù)作為保護(hù)化工儀表、采取防腐措施的信息依據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

化工生產(chǎn)發(fā)展與規(guī)模的擴(kuò)大，為化工產(chǎn)業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供著巨大助力，但同時(shí)化工儀表所面臨的腐蝕問(wèn)題也日益嚴(yán)重，危及化工器械設(shè)施的正常生產(chǎn)與效用發(fā)揮。在這一問(wèn)題背景下，需要化工企業(yè)研究與維修人員從現(xiàn)象入手，采取針對(duì)性防腐蝕措施預(yù)防腐蝕問(wèn)題。并采取精確腐蝕介質(zhì)測(cè)試手段杜絕腐蝕現(xiàn)象的滋生隱患，以維護(hù)化工企業(yè)儀表的正常使用與運(yùn)作，促進(jìn)化工生產(chǎn)的效率與經(jīng)濟(jì)效率的提升。

[1] 熊耀華.化工儀表的腐蝕問(wèn)題及處理措施研究[J].化工管理，2016，04：171-172.

[2] 劉延一.化工儀表的腐蝕問(wèn)題分析及處理[J].化工管理，2014，32：187.

Corrosion Problems of Chemical Instrument

Wang Qi，Zhang Nan

The problem of corrosion chemical instrument as a starting point，do you classify corrosion problems and their cause analysis overview and do meticulous research on specific inquiry protected against corrosion and corrosive media，the means test，it is desirable to prevent the production of chemical instruments corrosion problems，reduce corrosion provide a useful reference instrument affect the chemical properties and run right.

Chemical Instrumentation；corrosion；anti-corrosion measures

TQ056

A

1003–6490（2016）04–0151–02

2016–04–12

王琦（1984—），男，山東泰安人，助教，主要研究方向?yàn)榛x表自動(dòng)化。