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寧夏科信化工設備有限公司
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淺談化工設備的腐蝕以及防腐措施的設計應用
      隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)化的進(jìn)程也逐漸的加快,工業(yè)對于國民經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)日益重要?;ぴO備是工業(yè)發(fā)展中一個(gè)不可缺少的部分,其正常運行直接會(huì )關(guān)系到工程項目的正常生產(chǎn)和運作。腐蝕,是化工設備發(fā)生的常見(jiàn)問(wèn)題,這主要是由于化工設備在日常的環(huán)境中由于空氣以及水分等因素而發(fā)生了化學(xué)反應,進(jìn)而導致設備出現損耗或者是破壞的狀況?;ぴO備在被腐蝕之后會(huì )在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化,從而影響設備的正常使用和生產(chǎn),也會(huì )給相關(guān)的企業(yè)帶來(lái)一定的損失。所以,對于化工設備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。本文就化工設備的腐蝕以及防腐的措施進(jìn)行研究和探討。

    一、化工設備腐蝕發(fā)生的原因以及分類(lèi)

    通常情況下,由于化工設備使用環(huán)境的特殊性,所以一般是金屬制品,對于金屬來(lái)講其本身的結構是極其容易發(fā)生腐蝕的,溫度、濕度以及空氣等外部的環(huán)境會(huì )直接的導致金屬發(fā)生腐蝕現象。工業(yè)環(huán)境下,特別是化工企業(yè),生產(chǎn)中都涉及到一些氧化-還原性的氣體、介質(zhì)等,加上生產(chǎn)車(chē)間的濕度較大、溫度較高,所以就會(huì )在金屬的表面發(fā)生強烈的化學(xué)反應,從而形成腐蝕。

    對于腐蝕的分類(lèi),一般有兩種分類(lèi)方法,一是根據腐蝕產(chǎn)生的機理進(jìn)行分類(lèi),另一種是根據腐蝕產(chǎn)生的原因和表象分類(lèi)。根據腐蝕產(chǎn)生的機理來(lái)分,主要可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是指金屬材料在與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸之后,由于會(huì )發(fā)生表面的電極反應而產(chǎn)生腐蝕現象,這種反應一般來(lái)講是氧化還原反應,主要因素是環(huán)境的濕度以及溫度的問(wèn)題;化學(xué)腐蝕是指金屬表面與其周?chē)佑|的介質(zhì)會(huì )發(fā)生較為強烈的化學(xué)反應,從而使得金屬受到一定的損壞,這種腐蝕誘發(fā)的原因主要是溫度高、環(huán)境干燥。而根據腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類(lèi)可以分為,剝層腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等等。

    二、化工設備腐蝕的機理

    1.電化學(xué)腐蝕的機理

    金屬容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,主要是由于金屬其表層與離子型的導電介質(zhì)發(fā)生一系列的電化學(xué)作用,從而使得金屬的表面遭到破壞。所有的電化學(xué)腐蝕,都會(huì )至少包括一個(gè)陽(yáng)極反應和陰極反應,同時(shí),也會(huì )通過(guò)金屬內部的電子流和在介質(zhì)中的離子流發(fā)生交換。陽(yáng)極反應是一個(gè)氧化過(guò)程,是金屬離子從金屬中轉離出來(lái),到介質(zhì)中,同時(shí)發(fā)出相應的電子,發(fā)生化學(xué)價(jià)的改變,之后電子與質(zhì)子中的離子結合。陰極反應則是還原反應,是介質(zhì)中的氧化劑組成通過(guò)吸收陽(yáng)極的電子而發(fā)生還原反應。由于電化學(xué)腐蝕其電子流不會(huì )對外做功,都會(huì )在腐蝕的電池內部消耗點(diǎn),所以電化學(xué)腐蝕是會(huì )逐漸的加快腐蝕的速度。

    2.工業(yè)大氣腐蝕機理

    處于那些工業(yè)污染比較嚴重的環(huán)境中,由于空氣中那些硫化物、二氧化碳以及氫氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)比較多,同時(shí)也包含一些工業(yè)的粉塵,這些都是容易引起腐蝕的介質(zhì)。這些介質(zhì)在潮濕的環(huán)境之下,酸性氣體會(huì )結合水形成無(wú)機酸,這些酸具有很強的腐蝕性能,所以就會(huì )誘發(fā)腐蝕現象。在工業(yè)大氣的環(huán)境下,設備是由電化學(xué)腐蝕以及直接化學(xué)腐蝕的綜合作用引起的。所有腐蝕的本質(zhì),其實(shí)都是金屬元素在失去電子之后形成離子的一個(gè)氧化過(guò)程。對于電化學(xué)腐蝕和工業(yè)大氣腐蝕最主要的不同就是二者發(fā)生的環(huán)境不同。

三、化工設備防腐措施的設計及應用

    1.合理選材,優(yōu)化設計

    設備的腐蝕與設備的材料息息相關(guān),在化工材料的選擇過(guò)程中,要圍繞腐蝕發(fā)生的情況,注重選材的合理,要充分的考慮到介質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境的溫度以及運行的壓力等等,根據化工原料的要求啦設計設備的結構和類(lèi)型。結構的設計應該圍繞化工設備生產(chǎn)運行中的生產(chǎn)要求和應力的特點(diǎn),在設計中需要注重一下幾個(gè)方面:首先是產(chǎn)品的產(chǎn)品的結構要求應該要與生產(chǎn)化工產(chǎn)品的耐腐蝕要求相一致;其次是要注意化工設備的運行穩定性和流暢性,防止具有腐蝕性能的介質(zhì)的停頓、熱負荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結和腐蝕產(chǎn)物的累積;最后是要注意對于外力的保護,防止因交變應力而引起的疲勞腐蝕。

    2.環(huán)境防腐處理方法

    環(huán)境防腐處理就是通過(guò)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,主要可以通過(guò)以下幾個(gè)方面:一是去除環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。去除環(huán)境的腐蝕性物質(zhì),包括去除環(huán)境中的水分和氧氣以及其他的有害成分,可以通過(guò)添加脫氧劑來(lái)去除氧氣,通過(guò)依靠除濕來(lái)使金屬的表面保持在露點(diǎn)以上,并對裝置內的水分控制在一定的指標下面;二是添加具有防腐性能的添加劑??梢蕴砑臃栏瘎?,使得金屬的表面能夠形成一定的保護膜,進(jìn)而顯著(zhù)的抑制金屬表面的腐蝕從而達到防腐的目的,常見(jiàn)的防腐劑有亞硝酸鹽、絡(luò )酸鹽、硫基苯等,在使用這些添加劑時(shí),添加的濃度要十分的嚴格。

    3.表面涂層的防腐措施

    常見(jiàn)的是涂漆,這是最為直觀(guān)的防腐措施。通常使用的防腐漆為油料涂漆,比如鄰苯二甲酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等等,為了達到更好的防腐目的,通常在涂漆時(shí)不僅要對漆膜的防銹能力、機械性質(zhì)以及老化性質(zhì)等進(jìn)行嚴格要求還要對涂漆的物件的性質(zhì)、表面狀況以及施工環(huán)境和使用條件等做充分的了解。另外就是通過(guò)金屬覆蓋層來(lái)防腐。金屬覆蓋層通常有兩種,一種是在覆蓋層材料中采用塞焊以及焊襯里、金屬復合法,這種防范因為覆蓋層的防腐蝕性能好并且較厚,所以具有很長(cháng)的使用壽命,但是工藝要求較為嚴格;另一種就是通過(guò)犧牲陽(yáng)極來(lái)達到防腐的目的,此法一般有均勻渡鉛法、熱浸鍍和噴鍍法,但是由于加工效率較低、覆蓋層較薄、使用中局部性防腐壽命短所以使用不是很普遍。

    4.規范操作,減少腐蝕程度

    化工設備的防腐不僅需要從材料以及防腐手段上面著(zhù)手,也要注意平時(shí)的操作的規范性來(lái)達到防腐的效果。在平時(shí)的工作中,要對工人進(jìn)行操作培訓,提高工人的安全生產(chǎn)意識和規范操作能力,嚴格的遵守操作要求,不準超壓、超溫、超負荷運行。并且,要注意日常的維護和修理,對于一些腐蝕性能較差和壓力容器要注重其養護,最好是能夠建立設備的檔案,對于其制備原料、施工環(huán)境等做好相應的檢查和記錄,以便在日常的工作中能夠有效的運作,提高化工設備的防腐性能。