探析化工設備的腐蝕與防腐對策

■姚 勇 ■南昌航空大學環境與化學工程學院，江西 南昌 330000

我國經濟近年來的發展速度持續攀升，這也使得企業對化工設備的需求有了大幅度的提升，如果化工設備經常出現腐蝕或損壞現象，會對企業的運作產生很嚴重的負面影響。所以，對于現今的化工設備生產企業來說，對設備腐蝕現象進行深入的研究，提升自身技術能力，強化設備的防腐工藝，是確保化工設備長久運作，并為企業提供穩定服務的重要措施。設備的腐蝕損壞現象在其運作過程當中，是隨著時間推移必定會產生的問題，而且其運作的時間越長，腐蝕問題便會越頻繁的發生，設備損壞與腐蝕現象是隨著時間推移必定產生的無法避免的問題，但是并不代表這種問題是無法解決的，但現今許多的企業都對這一問題并不重視，也沒有防范的意識和相應的防腐措施，自然無法保證設備的長久運行。

1 腐蝕現象的類別

1．1 物理腐蝕

其主要是指設備的某部分單純受到物理作用的侵蝕而產生的腐蝕現象，一般主要是由滲透及溶解導致的，例如熔融金屬容器的溶解及高溫溶堿、熔鹽導致的滲透溶解現象。

1．2 化學溶解

其主要是指非電解質與設備金屬部分直接發生化學作用而產生的腐蝕現象，這一過程是一個單純的氧化-還原反應，設備金屬表面與腐蝕介質的原子直接產生碰撞，進而產生腐蝕產物，這一反應過程當中無電流產生，所以是合乎化學動力學定律的。

1．3 電化學腐蝕

其主要是指電解質溶液與金屬發生電化學效應而導致的腐蝕現象，這一反應過程當中，出現了陽極失去電子，陰極獲得電子的流動，這一反應是合乎電化學動力學定律的。

2 化工設備抗腐蝕措施

2．1 研發抗腐蝕材料

抗腐蝕材料的研發是現今抗腐蝕技術的主要突破口，化工設備的性能提升與其有著十分密切的關系，抗腐蝕的材質主要包含高分子材料、金屬材料以及無機非金屬材料等等。

金屬合金材質，是設備結構材料當中的主體，而在所有金屬材質當中鋼鐵所占的比重是最大的，但是，鋼鐵的抗腐蝕性能是有局限的，但具備高性能的有色金屬及合金材質的應用及開發都十分迅速，這也在一定的程度上減輕了設備局部腐蝕及特殊環境下產生腐蝕的問題，例如金屬鉬含量較高的耐腐蝕合金材質、高純度鐵素體不銹鋼、雙相的不銹鋼材質、低合金鋼材質、鈦與鈦合金材質以及鎳基合金等，這些抗腐蝕的非金屬材質，在現今國內外的化工設備生產過程中都是被廣為利用的。這些非金屬材質都具有十分優秀的抗腐蝕能力，機械性能則可以借由外界強化的途徑來彌補，在部分領域，已經大有取代鋼材，成為主材料的趨勢。現今正在開發的材料包括玻璃鋼、石墨、工程陶瓷及搪玻璃等。

2．2 表層覆蓋材質

在現有的防腐措施中，設備表層金屬表層技術及抗腐蝕涂層技術的費用占據整體設備抗腐蝕費用的87%左右，所以，采用正確的表層抗腐蝕技術，是能夠有效提升設備使用年限、提升設備管理工作效率、減免設備維修費用的有效方式。而且采用表層抗腐蝕的技術，可以大幅提升材料整體的抗腐蝕性。在石油化工等化工領域中應用最為廣泛的抗腐蝕技術主要包含鍍、涂、滲及襯等近年來逐步發展起來的新技術，當中以涂層襯里的應用最為廣泛。

2．3 抗腐蝕涂料

抗腐蝕涂料的研發，始終是化工領域研究的重點，在化工領域當中，抗腐蝕的涂料主要是用于構筑物、建筑物、貯罐及裝置的內外壁防護以及輸氣、輸水、輸油管線等方面。根據研究統計的結果來看，抗腐蝕涂層的破壞的各類原因當中，表面處理不到位的情況約占據75%左右，所以，對于表面處理工作加以重視，是十分重要的。而且在總結當中，我們也逐步發現了一些具有發展潛力的涂料，例如重防腐涂料、耐高溫涂料、陶瓷類涂料、氟樹脂涂料及帶銹涂裝涂料等。這些都是現今國際研究領域當中最為熱門的涂料。

2．4 復合管道與襯里技術

襯里技術主要是指使用如玻璃鋼、碳鋼和鑄鐵等高強度的材質作為結構材質，并使用具有抗腐蝕性能的優質材料作為襯里的技術。襯里技術分為松襯、緊襯等形式，國外廣為利用的是緊襯技術，襯里技術通常是在管道內壁、及化工設備內部等部分加以利用的。

2．5 其余表層工程技術

化學鍍層及電鍍層都是在化工抗腐蝕工作當中利用范圍十分廣泛的技術，電鍍主要包含鍍鋅、鍍鎳及鍍鉻。鍍鋅鈍化是現今化工領域最為關注的技術，近些年來推出的無鉻或低鉻黑鈍化、彩色鈍化、極強鈍化與軍綠鈍化等等都是備受關注的技術，這樣的技術能夠使鍍鋅層對于外界環境腐蝕的抵抗力大幅提升。化學鍍是使用金屬鹽及還原劑，在同一溶液當中進行自催化氧化還原反應，進而在設備表層沉積出金屬鍍層的技術。較比電鍍層來說，化學鍍層在抗腐蝕能力及選擇性方面都有著很明顯的優勢，是現今國際上發展速度最為可觀的表層處理技術之一。

2．6 電化學保護

電化學保護主要是指用外部的電流促使金屬腐蝕的電位發生變化，以減慢其腐蝕進程的抗腐蝕技術。電化學的保護技術，可以分為陰極與陽極保護兩種，近年來這項技術已經在化工抗腐蝕領域當中得到了廣泛的重視與應用，是一種實效性高，且十分經濟實惠的抗腐蝕技術。

2．7 緩蝕劑

緩蝕劑是一類在濃度很低情況下，能夠使金屬在與腐蝕性介質接觸時腐蝕速度大幅減低的抗腐蝕物質。這種抗腐蝕劑是一類化合物，或基類化合物所構成的復合物質。在化工領域當中，緩蝕劑主要是用于避免工業冷卻水系統帶來的腐蝕，以及化工設備、鍋爐、管道等部分接受化學清洗過程中所遭受的腐蝕。也有少量是用于避免設備生產過程當中產生的工藝性腐蝕。

3 結語

總而言之，對于化工設備，在操作、設計及管理等各個層面方面，都要對腐蝕因素進行預防。只有不斷的探究，并對工作經驗進行總結，特別是在防腐領域中應用最為廣泛的新方法及新經驗，提升自身對于抗腐蝕技術重要性的認識，才能在探索過程中找到更加實惠且有效的防腐措手段，確保化工設備的長久、穩定運行。

［1］王國臣．石油化工設備表面防腐質量要求與缺陷產生原因及對策［J］．中國石油和化工標準與質量，2012，32(7)．

［2］賈秉魯．淺析石油化工設備防腐的有效措施［J］．城市建設理論研究，2014(15)．

［3］張文香．設備表面防腐缺陷分析及對策［J］．石油工程建設，2008，34(4)．