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淺談化工設備的腐蝕以及防腐措施的設計應用

發布時間:2017-06-21 23:35:00 點擊:    

不銹鋼反應鍋:化工設備是化工生產線中主要的設備材料,對于整個生產線的穩定、正常運行乃至整個企業的發展意義重大。腐蝕作為化工設備常見的問題之一,其原因多樣,影響嚴重。本文通過化工設備腐蝕的原因和機理著手,探討了化工設備防腐措施的設計以及應用。

  關鍵詞:化工設備 腐蝕 防腐 設計 措施

  隨著我國經濟的發展,工業化的進程也逐漸的加快,工業對于國民經濟的發展已經日益重要。化工設備是工業發展中一個不可缺少的部分,其正常運行直接會關系到工程項目的正常生產和運作。腐蝕,是化工設備發生的常見問題,這主要是由于化工設備在日常的環境中由于空氣以及水分等因素而發生了化學反應,進而導致設備出現損耗或者是破壞的狀況。化工設備在被腐蝕之后會在其色澤、外形以及基本的性能方面發生變化,從而影響設備的正常使用和生產,也會給相關的企業帶來一定的損失。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行研究和探討。

  一、化工設備腐蝕發生的原因以及分類

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

  對于腐蝕的分類,一般有兩種分類方法,一是根據腐蝕產生的機理進行分類,另一種是根據腐蝕產生的原因和表象分類。根據腐蝕產生的機理來分,主要可以分為電化學腐蝕和化學腐蝕。電化學腐蝕主要是指金屬材料在與電解質溶液發生接觸之后,由于會發生表面的電極反應而產生腐蝕現象,這種反應一般來講是氧化還原反應,主要因素是環境的濕度以及溫度的問題;化學腐蝕是指金屬表面與其周圍接觸的介質會發生較為強烈的化學反應,從而使得金屬受到一定的損壞,這種腐蝕誘發的原因主要是溫度高、環境干燥。而根據腐蝕產生的表象和原因分類可以分為,剝層腐蝕、工業大氣腐蝕、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.電化學腐蝕的機理

  金屬容易發生電化學腐蝕,主要是由于金屬其表層與離子型的導電介質發生一系列的電化學作用,從而使得金屬的表面遭到破壞。所有的電化學腐蝕,都會至少包括一個陽極反應和陰極反應,同時,也會通過金屬內部的電子流和在介質中的離子流發生交換。陽極反應是一個氧化過程,是金屬離子從金屬中轉離出來,到介質中,同時發出相應的電子,發生化學價的改變,之后電子與質子中的離子結合。陰極反應則是還原反應,是介質中的氧化劑組成通過吸收陽極的電子而發生還原反應。由于電化學腐蝕其電子流不會對外做功,都會在腐蝕的電池內部消耗點,所以電化學腐蝕是會逐漸的加快腐蝕的速度。

  2.工業大氣腐蝕機理

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

  三、化工設備防腐措施的設計及應用

  1.合理選材,優化設計

  設備的腐蝕與設備的材料息息相關,在化工材料的選擇過程中,要圍繞腐蝕發生的情況,注重選材的合理,要充分的考慮到介質的性質、環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型。結構的設計應該圍繞化工設備生產運行中的生產要求和應力的特點,在設計中需要注重一下幾個方面:首先是產品的產品的結構要求應該要與生產化工產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.環境防腐處理方法

  環境防腐處理就是通過使環境在不影響生產工藝的條件范圍下變化而降低腐蝕作用,主要可以通過以下幾個方面:一是去除環境中的腐蝕性物質。去除環境的腐蝕性物質,包括去除環境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,通過依靠除濕來使金屬的表面保持在露點以上,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。可以添加防腐劑,使得金屬的表面能夠形成一定的保護膜,進而顯著的抑制金屬表面的腐蝕從而達到防腐的目的,常見的防腐劑有亞硝酸鹽、絡酸鹽、硫基苯等,在使用這些添加劑時,添加的濃度要十分的嚴格。

  3.表面涂層的防腐措施

  常見的是涂漆,這是最為直觀的防腐措施。通常使用的防腐漆為油料涂漆,比如鄰苯二甲酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等等,為了達到更好的防腐目的,通常在涂漆時不僅要對漆膜的防銹能力、機械性質以及老化性質等進行嚴格要求還要對涂漆的物件的性質、表面狀況以及施工環境和使用條件等做充分的了解。另外就是通過金屬覆蓋層來防腐。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,所以具有很長的使用壽命,但是工藝要求較為嚴格;另一種就是通過犧牲陽極來達到防腐的目的,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手,也要注意平時的操作的規范性來達到防腐的效果。在平時的工作中,要對工人進行操作培訓,提高工人的安全生產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。


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