化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的設(shè)計(jì)研究

曹松茂 屈智康 付玉婷 何美怡 陳正巧

摘要：本文通過化工設(shè)備腐蝕帶來的危害、化工設(shè)備腐蝕的分類以及化工設(shè)備防腐措施的設(shè)計(jì)及應(yīng)用展開化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的設(shè)計(jì)研究

關(guān)鍵詞：化工設(shè)備；防腐措施；研究

引言：由于化工設(shè)備腐蝕帶來的自然和生態(tài)環(huán)境破壞和化工設(shè)備腐蝕帶來自然資源、能源的浪費(fèi)等，以及化工設(shè)備腐蝕帶來的人民生命財(cái)產(chǎn)損失等，針對(duì)這種情況，化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的設(shè)計(jì)研究迫在眉睫。

一、化工設(shè)備腐蝕帶來的危害

由于化工設(shè)備腐蝕增加了工業(yè)廢水、廢渣的排放、處理難度，增多了直接進(jìn)入大氣、海洋、江河、土壤等當(dāng)中的有害物質(zhì)，從而破壞了生態(tài)平衡和自然環(huán)境，例如輸油管線的腐蝕引起的原油泄露。另外，腐蝕化工設(shè)備腐蝕同樣會(huì)阻礙了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，化工設(shè)備腐蝕同樣也危害人民的健康。另外，由設(shè)備腐蝕帶來的安全事故，屢見不鮮，給人們的的生命安全財(cái)產(chǎn)損失造成重大損失。另一方面，腐蝕對(duì)自然資源、能源、人力也是一種極大的浪費(fèi)，據(jù)可靠數(shù)據(jù)分析，每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于金屬產(chǎn)量的1/3左右，其中，2/3的金屬設(shè)備和材料可再生，1/3的金屬材料無法回收。我國目前鋼年產(chǎn)量6億噸，每年因腐蝕消耗的鋼材近6千萬噸，相當(dāng)于一個(gè)特大型鋼鐵企業(yè)的年產(chǎn)量。

二、化工設(shè)備腐蝕的分類

通常情況下，由于腐蝕過程涉及的影響因素眾多，可以從腐蝕環(huán)境條件、腐蝕機(jī)理、腐蝕形態(tài)類型、金屬材料種類、應(yīng)用工業(yè)部分五個(gè)方面對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行分類，化工設(shè)備的腐蝕根據(jù)材料可將分為兩種類型：金屬型設(shè)備腐蝕、非金屬設(shè)備型腐蝕，金屬型設(shè)備包括碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鋁、銅等，非金屬設(shè)備包括陶瓷、玻璃、塑料、木材、襯橡膠、塑料、耐火材料及搪瓷等。化工設(shè)備根據(jù)其表面的腐蝕形貌可分成局部型腐蝕與全面型腐蝕。局部腐蝕包括應(yīng)力腐蝕破裂、小孔腐蝕、磨損腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕等。而按照化工設(shè)備腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類可以分為設(shè)備的工業(yè)大氣腐蝕、剝層腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等?；ぴO(shè)備的腐蝕根據(jù)腐蝕機(jī)理還可將化工設(shè)備腐蝕分為物理型和化學(xué)型以及電化學(xué)型和生物型等。

根據(jù)腐蝕機(jī)理分類：（1）設(shè)備材料物理腐蝕是最普遍的腐蝕現(xiàn)象，即物理?xiàng)l件作用下的腐蝕，通常是由材料溶解、滲透引起的，比如熔融對(duì)設(shè)備材料的溶解、高溫熔鹽、溶堿對(duì)設(shè)備材料的溶解滲透等。（2）設(shè)備材料化學(xué)腐蝕，也是最普遍的腐蝕現(xiàn)象，是指設(shè)備的金屬材料與溶液中非電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕，設(shè)備材料被腐蝕就是被氧化或者是還原反應(yīng)，腐蝕過程中沒有電流的產(chǎn)生，腐蝕介質(zhì)會(huì)在一定條件下與設(shè)備材料的原子進(jìn)行碰撞，從而形成腐蝕產(chǎn)物。（3）設(shè)備材料電化學(xué)腐蝕同樣也是最普遍的腐蝕現(xiàn)象，即在電流的作用下，設(shè)備金屬材料會(huì)與電解質(zhì)溶液發(fā)電化學(xué)作用，而使設(shè)備材料受損，在反應(yīng)的過程中設(shè)備金屬離子會(huì)失去或得到電子，產(chǎn)生電流，歷程符合電化學(xué)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。（4）生物腐蝕即細(xì)菌代謝活動(dòng)產(chǎn)生的酸導(dǎo)致的破壞，通常情況下，這種腐蝕情況的產(chǎn)生需要氧和水，為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕創(chuàng)造必要的條件。

工業(yè)大氣腐蝕原理：在工業(yè)大氣的環(huán)境下，引起腐蝕的介質(zhì)包括空氣中那些硫化物、二氧化碳以及氫氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)，以及空氣中粉塵，這些在潮濕的環(huán)境之下，這些介質(zhì)會(huì)結(jié)合水形成酸，這些酸具有很強(qiáng)的腐蝕性，誘發(fā)設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象。

三、化工設(shè)備防腐措施的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

（一）提高防腐工作人員的專業(yè)水平

如果企業(yè)化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕，不僅影響設(shè)備美觀，最重要的影響到設(shè)備使用功能以及安全性能，在日常設(shè)備防腐防護(hù)工作中，企業(yè)的管理部門結(jié)合具體情況對(duì)操作人員嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行定期培訓(xùn)和考核，并且強(qiáng)化安全意識(shí)，定期組織人員培訓(xùn)，不準(zhǔn)超壓、超溫、超負(fù)荷運(yùn)行。操作人員在操作之前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的審查，確定其設(shè)備防腐的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)均符合企業(yè)要求，另外，企業(yè)還需對(duì)防腐工作的，統(tǒng)籌全局、建立健全防腐監(jiān)督管理體系，充分發(fā)揮出模范帶頭作用，強(qiáng)化化工設(shè)備防腐意識(shí)，開展設(shè)備防腐研究探索，從而發(fā)揮出開展設(shè)備防腐應(yīng)有的效果。

（二）合理選材，優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)備的腐蝕與其材料息息相關(guān)，在化工材料的選用中，要根據(jù)腐蝕發(fā)生的條件，以及充分的考慮到環(huán)境介質(zhì)的性質(zhì)、溫度以及運(yùn)行的壓力等，結(jié)合材料的要求，再來具體設(shè)計(jì)化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)，設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)其生產(chǎn)運(yùn)行中的生產(chǎn)要求和應(yīng)力情況。

（三）環(huán)境防腐處理方法

環(huán)境防腐處理就是通過使環(huán)境在不影響生產(chǎn)工藝的條件范圍下變化而降低腐蝕作用，去除環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。去除環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)，包括去除空氣中的水分和氧氣以及其他的有害成分，可以通過添加脫氧劑來去除氧氣，二是添加具有防腐性能的添加劑，如硫基苯、亞硝酸鹽以及絡(luò)酸鹽，使得設(shè)備的表面能夠形成一定的保護(hù)膜，進(jìn)而顯著的抑制金屬表面的腐蝕從而達(dá)到防腐的目的，在使用這些添加劑時(shí)，要注意濃度控制。

（三）表面涂層的防腐措施

常見的是涂漆，一般使用二甲酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛等的為設(shè)備表面進(jìn)行涂刷，以達(dá)到金屬設(shè)備防腐目的，通常在設(shè)備涂漆時(shí)不僅要對(duì)漆膜的防銹能力、化學(xué)性質(zhì)以及抗老化程度進(jìn)行充分了解外，還要對(duì)設(shè)備的施工功能、表面狀況以及周圍環(huán)境溫度和介質(zhì)等做充分的了解，讓二者有效結(jié)合，具體運(yùn)用。另外就是通過形成保護(hù)層來防腐。一般采用以金屬鍍層及非金屬涂層為主，采用塞焊以及焊襯里、金屬復(fù)合法、擴(kuò)散滲鍍、噴鍍、電鍍等方式方法，這種防范工藝要求較為嚴(yán)格，具有防腐蝕性能好、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

四、結(jié)束語

總之，隨著對(duì)腐蝕研究的不斷深入和一些新的防腐蝕技術(shù)不斷涌現(xiàn)，有效的降低了化工設(shè)備腐蝕的損失情況，化工設(shè)備防腐工作取得良好的進(jìn)展。隨著各種防腐蝕技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域開始廣泛應(yīng)用，提高了了對(duì)設(shè)備的使用壽命，而且有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境資源的有效保護(hù)，減少了污染和能源消耗以及安全隱患，在社會(huì)效益、生態(tài)環(huán)境效益、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面都取得了顯著的成效。

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