化工設(shè)備的腐蝕問題及防腐蝕措施

化工設(shè)備一旦遭受腐蝕，不僅會在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化，縮短設(shè)備使用壽命，還會對化工企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)以及資源節(jié)約、成本控制等帶來不利影響，甚至還有可能造成嚴重的安全和環(huán)境事故?；ぴO(shè)備常見腐蝕及腐蝕原因、腐蝕措施有哪些？快來了解一下吧。

化工設(shè)備腐蝕的分類

腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。

腐蝕按表面形貌分為全面腐蝕和局部腐蝕；局部腐蝕又有小孔腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、磨損腐蝕等等。

金屬腐蝕按機理可分為物理腐蝕、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕等。

物理腐蝕：材料單純物理作用的破壞，一般是由溶解、滲透引起的，如熔融金屬容器的溶解，高溫熔鹽、熔堿對容器的溶解滲透。

化學(xué)腐蝕：金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用引起的破壞，腐蝕過程中沒有電流的產(chǎn)生。腐蝕過程是純氧化-還原反應(yīng)，腐蝕介質(zhì)與金屬表面的原子直接碰撞而形成腐蝕產(chǎn)物，反應(yīng)中無電流產(chǎn)生，符合化學(xué)動力學(xué)規(guī)律。

電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。反應(yīng)過程中有陽極失去電子和陰極獲得電子以及電子的流動（電流），歷程符合電化學(xué)動力學(xué)規(guī)律。

化工設(shè)備腐蝕原因及規(guī)律

化工生產(chǎn)過程中存在并產(chǎn)生許多腐蝕性的介質(zhì)，如酸、堿、鹽、水、氧等，這是產(chǎn)生腐蝕的最主要原因。

介質(zhì)的種類、化學(xué)成分、濃度、pH 值、雜質(zhì)、水分和含氧量都是造成腐蝕的外在原因。介質(zhì)流動速度愈快，愈易腐蝕，因為介質(zhì)在流動過程中會沖刷保護膜，產(chǎn)生旋渦、湍流、空泡，引起嚴重的沖擊磨損和空泡腐蝕。

選材不當，如果設(shè)備表面接觸腐蝕介質(zhì)，而設(shè)備本身又不耐腐蝕，就會產(chǎn)生表面腐蝕，表面越粗糙，越易腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。

表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護作用的特性，但有些設(shè)備所用的材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中容易被破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。

缺乏防腐措施或施工質(zhì)量低劣等，都為腐蝕破壞提供了環(huán)境。環(huán)境不同，選材不同。在設(shè)備的生產(chǎn)過程中往往不能做到兼顧選材和環(huán)境腐蝕的一致性，溫度、濃度、壓力不同，選材不同、腐蝕情況各異，而且施工過程中把關(guān)不嚴、施工質(zhì)量低劣，腐蝕問題不可避免。

操作中的超溫、超壓，設(shè)備管理不完善，思想不重視，也是產(chǎn)生腐蝕破壞的原因之一。

通常情況下，介質(zhì)的溫度越高，壓力越高，腐蝕越快，因為腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，每升溫10℃，腐蝕速度增加1~3 倍。溫度升高，擴散速度增大，同時電解液電阻下蝕降，所以使腐蝕電池的反應(yīng)加快。如果設(shè)備端面摩擦劇烈，比壓過大，表面光潔度低或者冷卻不夠以及表面潤滑不好則設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生的摩擦熱會加速腐蝕的進行。

化工設(shè)備的防腐蝕措施

目前的防腐技術(shù)主要有：開發(fā)耐蝕材料，表面防蝕技術(shù)，電化學(xué)保護等。

1）開發(fā)耐蝕材料

耐蝕材料的開發(fā)研究是防腐蝕技術(shù)進步的突破口，人類各個時期的技術(shù)進步無不與其息息相關(guān)。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料。

金屬及合金材料是結(jié)構(gòu)材料中的主體，其中鋼鐵占據(jù)主要地位，但是，鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速，在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環(huán)境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金，雙相不銹鋼，高純鐵素體不銹鋼，鎳基合金，低合金鋼，鈦及鈦合。

耐蝕非金屬材料目前國內(nèi)外耐蝕非金屬材料在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性能，而機械性能可以通過增強等途徑來彌補，在某些領(lǐng)域已有發(fā)展為取代鋼材的趨勢。現(xiàn)在正在開發(fā)的如：耐蝕塑料，玻璃鋼，石墨，搪玻璃，工程陶瓷。

2）表面防蝕技術(shù)

在現(xiàn)有的防腐蝕手段中，表面耐蝕涂層和金屬表面技術(shù)的費用占所有防腐蝕費用的87％左右。

采取正確的表面防蝕技術(shù)是提高設(shè)備使用壽命、減少維修費用以及提高設(shè)備管理水平必不可少的途徑。同時，采用表面防蝕技術(shù)，大大提高了整體材料的耐蝕性能。在化工和石油化工中常用的表面防蝕技術(shù)包括涂、襯、鍍、滲以及近年發(fā)展起來的各種高技術(shù)，其中以涂層及襯里應(yīng)用最廣泛。

3）耐蝕涂料

耐蝕涂料的開發(fā)一直是人們關(guān)注的研究領(lǐng)域，在化學(xué)工業(yè)中，耐蝕涂料主要用于建筑物、構(gòu)筑物、裝置及貯罐的內(nèi)外壁及輸水、輸油、輸氣管線。據(jù)統(tǒng)計，防腐蝕涂層的損壞，其基體表面處理不當約占75％，因此，重視表面處理質(zhì)量是當務(wù)之急。幾種有發(fā)展前途的涂料，如富鋅涂料，重防腐涂料，耐高溫涂料，陶瓷類涂料，帶銹涂裝涂料，氟樹脂涂料等等，正是當前國際上研究最熱門的涂料。

4）設(shè)備表面工程技術(shù)

鍍鋅層的鈍化是一個十分活躍的領(lǐng)域，近十年推出的低鉻或無鉻彩色鈍化、黑鈍化、軍綠鈍化及強鈍化（含硅樹脂或其他樹脂的復(fù)合鈍化層），可使鍍鋅層在海洋大氣、工業(yè)大氣環(huán)境及工業(yè)水、江水河水環(huán)境中的耐蝕性大大提高。

化學(xué)鍍是采用金屬鹽和還原劑在同一溶液中進行自催化氧化還原反應(yīng)，在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術(shù)?；瘜W(xué)鍍鎳磷合金及三元鎳系合金，產(chǎn)品比電鍍產(chǎn)品有更優(yōu)異的耐蝕性和更大的選擇，是目前國內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理工藝之一。

噴涂。噴涂是利用火焰、等離子、電弧噴涂，在材料和產(chǎn)品上獲得金屬、合金、無機、有機耐蝕耐磨表面層的一種工藝技術(shù)。

化學(xué)熱處理?；瘜W(xué)熱處理特別是滲鋁、滲鉻，近十多年在化工機械防腐蝕上已有大量應(yīng)用。

磷化。磷化作為涂裝的一個重要前處理過程，已有多年的應(yīng)用。近十多年來，堿金屬三元系低溫或常溫磷化使磷化技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的進步。

5）電化學(xué)防腐蝕

電化學(xué)保護是指利用外部電流使金屬（包括合金）腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)。電化學(xué)保護可分為陰極保護和陽極保護。

電化學(xué)保護技術(shù)在化工防腐蝕領(lǐng)域中已引起廣泛的重視和應(yīng)用，是一種有效的、既經(jīng)濟又實用的防腐蝕手段。

陰極保護主要用在水和土壤中的金屬結(jié)構(gòu)上，但一般必須用于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、介質(zhì)腐蝕性不太強的環(huán)境中。陰極保護除可防止一般的均勻腐蝕外，還可以防止一些材料的點蝕、晶間腐蝕、沖擊腐蝕、選擇性腐蝕等。

陽極保護是將被保護的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設(shè)備得到保護。對于沒有飩化特征的金屬，不能采用陽極保護。

主要應(yīng)用在：硫酸生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)物，如碳鋼儲槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等。氨水及銨鹽溶液中結(jié)構(gòu)物，碳化塔、氨水儲槽等。

在強氧化性介質(zhì)中先考慮采用陽極保護；在既可采用陽極保護，也可采用陰極保護，并且二者保護效果相差不多的情況下，則應(yīng)優(yōu)先考慮采用陰極保護；如果氫脆不能忽略，則要采用陽極保護。