基于化工设备的腐蚀与预防措施

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【摘 要】近年来，我国加快了建设的步伐，金属在工程中已被广泛应用。然而，金属制的建筑材料以及设备容易自行的腐蚀，每年都有大量的金属制材料及设备因为腐蚀而白白的浪费掉，这不仅给我国的建设事业增加了成本，也不利于我国的节约型和谐社会的建立，更阻碍了我国的经济的发展。设备的腐蚀主要是金属腐蚀，本文根据化工设备的腐蚀原理，介绍相应的预防措施，即材料选择、结构设计、调整介质环境、涂层、电化学保护、缓蚀剂的应用等。

【关键词】化工设备，腐蚀，危害，预防措施

中图分类号：TQ053.6文献标识码： A 文章编号：

一．前言

在化工生产中，化工设备和管道都会受到不同程度的腐蚀，影响化工生产的质量。腐蚀是非常普遍的现象，不论在日常生活中，或是在工农业生产和国防建设中，各种材料及其制品都会自发的腐蚀。腐蚀有极大的危害，比如，使生产减产，材料的无形流失，资源以及能源的损耗，环境污染，产品质量下降，阻碍技术的革新等。另外，腐蚀不仅给我国的经济建设带来极大的负面的影响，而且由其引发的火灾还给人民生命财产安全带来了极大的威胁。因此，研究腐蚀科学和防护技术，对发展国民经济具有特别重要的意义。

二．简要介绍化工设备的腐蚀

1.在化工设备的腐蚀中，最常见的是金属的腐蚀。金属材料之所以容易发生腐蚀，究其根本原因是在把铁矿石冶炼成钢的过程中，大量的能量将会被消耗掉，而这些能量将会以元素状态的形式潜伏在钢铁中。而对于钢铁等金属材料来说，其体内潜藏的能量时刻都在释放出来，这种过程是化学热力学自发形成的，在此过程中腐蚀就发生了，故而，矿石类化合物的稳定性能很强，而钢铁的稳定性比较差。

2.金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和机械作用腐蚀等几种类型。

（一）金属材料与外界介质发生化学反应而损坏的现象称为化学腐蚀。

（二）在腐蚀过程中伴有电流产生的腐蚀，叫电化学腐蚀。电化学腐蚀是防腐蚀领域中最重要的研究对象，它是金属在水溶液中形成电池而引起的腐蚀。

（三）机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损，二者相互加速。

三．化工设备腐蚀的主要问题

1．各种腐蚀介质造成管道内壁腐蚀输送介质中含O 、H S、SO2、Cl2、SRB等物质，造成化学、电化学腐蚀，且输送温度越高，腐蚀越严重。

2．埋地管外壁受土壤腐蚀影响

土壤是一个腐蚀性、多相、多孔电介质、复杂的、非均质胶体体系，当金属和不同土壤接触时其界面问形成不同电位，使金属接触部位产生电位差，构成土壤腐蚀电流回路及“氧的浓差电池腐蚀”。土壤含的可溶性盐与之结合，则加剧其腐蚀。

3．各种钢质反应釜、精馏罐、产品罐等内、外腐蚀尤其是罐顶和气液界面壁板处腐蚀穿孔比较普遍。反应釜物料温度高，大量蒸汽直冲到釜罐顶，冷却成水珠或呈不规则水膜附在釜罐顶壁上，形成“微腐蚀电池”、“氧浓差腐蚀”。釜罐内液气界面壁板处则易形成“沟槽腐蚀”。

四．预防措施

1．材料选择

根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。选择好合适的制造材料可以不再需要其它防腐蚀措施。多数情况下，不是使用抗腐蚀力最强，而是最便宜但叉能令人满意的制造材料更经济。比如实验室中常用铂作坩锅或惰性电极，防腐效果很好，但因其成本太高而不可能在工业上大规模使用。不锈钢则由于便宜而得到广泛应用。钛也是一种很好的耐腐蚀金属，在不锈钢中加入钛可防止腐蚀，由爆炸焊接新技术制造出的一种钛钢复合材料不怕酸、碱、盐等的腐蚀，价格较低。化工厂的反应罐、输液管道，常用钛钢复合材料来替代不锈钢，大大延长了使用寿命。

2．结构设计

结构的设计和腐蚀的能力有很大的关系，故而科学的结构设计能够有效地防减低腐蚀发生的几率。比如，在防冷凝隔热层中，可以用钢管来作处理气体化学物质的蒸汽管道。假若取消隔热层，毫无疑问里面的钢将会严重的腐蚀，故而必须使用有色金属管道或者不锈钢，目的是将腐蚀降低到最低的程度。对于容易发生严重腐蚀的死区，通过修改设计，不断地减少死区，即使是使用同样的制造材料，也可以大大的减少腐蚀和损坏。

3．介质环境

如果能够尽可能的消除引起金属材料和金属设备腐蚀的不利因素，就可以大大的减缓或者中止腐蚀。但是，考虑到具体的实际情况，大多数的环境情况是无法控制的，比如，大气中的水分、空气和土壤中的氧气、二氧化硫等酸性气体。生产流程也不能任意的改变，但是，这并不说明我们就无能无力，因为我们可以调整局部的环境。例如锅炉进水前先去氧(加入脱氧剂Na2SO3和N2H4等)，可保护锅炉管少受腐蚀；先除去密闭仓库进入空气的水分，可避免贮存金属部件生锈；在水中经常加入碱或酸以调节pH至最佳范围(通常接近中性)，可以防止冷却水对换热器和其它设备的结垢、穿孔；炼制石油的工艺中也常加碱或氨，使生产流体保持中性至弱碱性。

4．涂层

世界各国防腐蚀实践证明：涂料涂层防腐蚀是最有效、最经济、应用最普遍的方法 。采用不同的施工方法在金属设备表面获得各种性能的金属保护层常称为镀层，它可隔离金属与腐蚀介质的直接接触，阻碍腐蚀的发生与发展。为了达到保护目的，保护层要结构致密、分布均匀、孔隙率低、不易破损、粘粉力强。

5．电化保护

（一）增大电极电势法

金属的腐蚀，即金属的氧化，金属电极电势越小则该金属就越容易失去电子而被氧化，也就越容易被腐蚀，故所有能使其电极电势变正的因素均能减缓或防止腐蚀。因此，防治金属腐蚀就要增大其电极电势，可以利用极化(因极化总是使阳极电势变大)等方法来实现。

（二）阴极保护法

研究发现，金属的腐蚀其实是一阳极的形式，因此，只要把金属置于阴极就能够很好的防止金属的腐蚀，这种保护方法称为阴极保护法。对阴极保护法的方法进行分类可具体分为两种。一种是把被防护的金属（阴极）和电势电极相对较低的金属（将会被溶解掉）连接在一起，这种方法也称为牺牲阳极保护法。比如，在水上行驶的船只，通常在船底的四面镶上适当量的铅块二儿，这时，船体作为阴极将会受到保护，而作为阳极的铅块儿将会慢慢的腐蚀掉，从而达到保护船的目的。另一种方法，将被保护的金属接在外加电源的负极上，这样被保护的金属将会成为阴极，电源的正极则接上废铁，这样废铁就会变成阳极而被牺牲溶解掉，从而也达到了防止船体腐蚀的目的。

6．缓蚀剂的应用

缓蚀剂也是一种常用的防腐蚀措施，在腐蚀环境中加人少量缓蚀剂就能和金属表面发生物理化学作用，从而显著降低金属材料的腐蚀，由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备，无须改变金属构件的性质，因而具有经济、适应性强等优点，广泛用于工业各过程中如酸洗冷却水系统、油气并酸化、油田注水、金属制品的储运等。下面介绍几类重要的缓蚀剂。

（一）炔醇类缓蚀剂

炔醇类化合物是高温、浓酸条件下重要的钢铁缓蚀剂。如丙炔醇、甲基丁炔醇、乙炔醇等对钢铁具有高效缓蚀作用。

（二）羧酸盐类缓蚀剂

这类缓蚀剂以长链脂肪强羚酸盐为主，是钢铁在中性水介质中常用的缓蚀剂。如醋酸钠 肉桂酸钠、问硝基肉桂酸钠等。

（三）无机缓蚀剂

这类缓蚀剂主要是一些无机化合物，如铬酸盐、钨酸盐、铂酸盐和亚硝酸盐等。它们的作用是在金属表面形成具有保护作用的氧化膜而达到缓蚀效果。

（四）有机磷酸盐缓蚀剂

这类缓蚀剂主要在锅炉上使用，是目前最有效的阻垢缓蚀剂。

五．结束语

为了减缓或抑制因为腐蚀而带来的破坏，确保设备的正常运行，减少腐蚀带来的经济损失，必须对腐蚀进行分析和研究，采取有效的防范措施。

参考文献 ：

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