化工儀表的腐蝕問題研究

王 琦，張 楠

（1.濱州職業學院，山東濱州 256603；2.濱州市高新區安監局，山東濱州 256623）

化工儀表的腐蝕問題研究

王 琦1，張 楠2

（1.濱州職業學院，山東濱州 256603；2.濱州市高新區安監局，山東濱州 256623）

以化工儀表的腐蝕問題為切入點，就腐蝕問題的分類與各自成因做分析概述，并就具體的防腐蝕措施與腐蝕介質測試手段做細致的探究研討，期望為預防我國化工生產中儀表的腐蝕問題、減少腐蝕對化工儀表性能與運行的影響提供有益的參考。

化工儀表；腐蝕問題；防腐措施

伴隨社會經濟發展與化工技術的進步，化工生產中的裝置設備逐漸向大型化、智能化的方向轉變，其技術需求與指標也不斷提高攀升。其裝置設施的技術發展一方面帶來了更高的生產效率與質量，促進我國化工企業與行業經濟的發展壯大。但另一方面化工儀表的腐蝕問題卻日漸突出，其腐蝕現象不僅嚴重影響儀表裝置的工作性能，且對其修復處理也會給企業帶來較高的生產延誤與維修成本，阻礙企業生產裝置設施的技術改造與經濟效益，因而需要采取切實有效的措施加強化工儀表的防腐措施。所以筆者以化工儀表的腐蝕問題為研究出發點，就其腐蝕類型、成因予以闡述，并對具體的腐蝕測試技術與防腐手段做詳細的研究分析。

1 化工儀表腐蝕問題分析

化工儀表的腐蝕問題主要發生在貴金屬檢測元件中（例如傳感器等元件），發生腐蝕現象的成因是因金屬材料與大氣環境中的腐蝕氣體相接觸，進而發生各類物理化學作用而導致的腐蝕效應，腐蝕問題按照發生作用的種類主要分為以下三種腐蝕現象。

1）物理腐蝕

物理腐蝕是指化工儀表的金屬材料因物理性溶解，或是外部機械作用下導致的金屬元件腐蝕反應，例如在鐵器中放置液態鋅，鐵器就會被液態鋅所溶解侵蝕進而發生腐蝕現象。而化工儀表金屬元件在氨氮合成中的腐蝕反應也是較為常見的物理腐蝕現象。在受腐蝕儀表的測試介質粘稠度較大的情況下，還會造成其金屬膜表層的聚合物堆積，進而擁堵阻塞整個儀表破壞其精準性，令化工儀表在測試時出現嚴重的數據偏差，嚴重時會導致化工儀表的損壞報廢。

2）化學腐蝕

化學腐蝕指的是在化工儀表金屬元件與所接觸的大氣高溫干燥氣體，或是非電解質溶液（例如乙醇或苯）出現氧化還原作用，使金屬元件發生氧化腐蝕現象的侵蝕類型。例如化工生產中化工儀表金屬材料表層的鐵質與氯氣相接觸，發生氧化還原作用進而生成氯化亞鐵就屬于典型的化學腐蝕反應。此外，化工儀表金屬元件在石化生產裂解設備中的腐蝕反應，也是常見的化學腐蝕。

3）電化學腐蝕

電化學腐蝕是所有化學腐蝕問題中最為常見、危害最高的侵蝕現象，其作用原理在于化工儀表金屬材料在大氣腐蝕環境中發生的原電池（電化學）反應，金屬元件因失去電子而出現氧化腐蝕問題。目前，在實際的生產中，電化學腐蝕出現的情況較多，而其中較大部分都是因為電解質溶液和化工儀表產生了直接接觸，才導致了電化學腐蝕發生，比如化工儀表金屬元件與酸、堿等電解質溶液相接觸就會產生腐蝕問題。此外，還有相當一部分電化學腐蝕是因與大氣中腐蝕氣體的接觸而生成的腐蝕狀況，例如化工生產進程處于潮濕的大氣環境中，化工儀表的金屬材質與電路板就會因與空氣中二氧化硫等物質的接觸發生腐蝕問題。

2 化工儀表防腐策略與腐蝕測試方法探究

1）膜片隔離

目前實踐中化工儀表金屬元件所使用的隔離膜片材質多為聚四氟乙烯與全氟乙丙烯兩類，其中基于聚四氟乙烯材質耐高溫、抗老化腐蝕的性能優勢，將聚四氟乙烯作為膜片制作材料能極大提升化工儀表部件的防腐能力。例如其抗高溫的特性能承擔低至零下2000C、高至零上2600C的巨大溫差，使得化工儀表金屬材質與各類高溫、潮濕的腐蝕環境相隔絕，避免其受大氣環境影響發生復式反應。同時聚四氟乙烯制成的防腐隔膜片還具有極為優異的潤滑作用，通過將膜片粘結在儀表彈簧管上，以達到彈簧管與傳感器相互隔離、避免腐蝕現象的目的。

隔離膜片在不同的化工儀表中的隔離功用也不盡相同，例如在隔膜壓力表中防腐隔離膜片通過密封隔離器等手段，實現測試介質與隔膜儀表的有效隔離，從而保障隔膜壓力表順利、精準的完成測試各類強腐蝕、高溫等介質的壓力作業。而在機械壓力表中隔離膜片的應用，能確保彈性敏感部件能伴隨壓力的大小變化出現變形作用。此外，因聚四氟乙烯的材料成本較低，運用此隔離膜片能有效降低化工企業的防腐費用，便于在企業中做大規模的應用推廣。雖然隔離膜片的造價較低，但在其制作上還應嚴把生產品質，盡可能確保隔離膜片的薄度，以減少在制作流程中對膜片防腐隔離性能的影響。同時在粘附或噴涂進程中保證作業的質量與精確性，以全面發揮聚四氟乙烯隔離膜片的功用與效果。

2）涂覆防腐

涂覆防腐主要是指通過對化工儀表金屬表層予以合理包裝或涂抹相應材料，優化其防腐蝕效力的操作方法，在化工防腐儀表金屬材質的手段中，涂覆作業的投入成本較低，能為化工企業節省大量的化工儀表防腐處理費用，同時因其本身較好的防腐性能，也較為適用在化工企業中做防腐應用推廣。但其方法因操作流程的簡單性，與膜片隔離相比在功用上還存在一定的缺陷，但仍適宜在化工儀表的各類管路支架、電纜等部件做涂覆作業，有利于其防腐蝕效果的提升。而在選擇涂覆材料時，也應依照其材料對化工儀表金屬部件沒有損害與不利影響的原則，選用提升儀表防腐性能的作業材料。以通過涂覆操作改善化工儀表金屬材質的抗腐蝕效力，并防止因涂覆作業損害化工儀表性能，影響其正常運作與精確性的問題發生。

3）液體隔離

液體隔離是防腐手段中比較有效的一種，在大氣之中含有腐蝕氣體介質時，如氯化氫或是氯氣等，可以在隔離罐中充滿全氟三丁胺等液體，以此作為隔離液，將空氣中的腐蝕性氣體和化工儀表完全隔離開來，避免化工儀表在腐蝕性環境中遭受破壞。但由于其隔離液體在隔離進程中有概率與腐蝕介質相互作用，發生化學腐蝕反應進而引發新一輪的腐蝕現象，因此其防腐蝕的隔絕性能并不夠完善。同時因其投入成本相對較高，且隔離罐填充的手段較為繁瑣，所以并不適宜作為大規模防腐作業手段，也較難在化工企業中應用推廣。

4）硫酸流量的測試

硫酸是引發化工儀表金屬元件腐蝕的主要介質，因此在化工生產中應格外重視對其流量的測試工作，以避免化工儀表金屬材料為硫酸所侵蝕破壞。筆者在這里提供鋯金屬孔板這一硫酸流量測試手段，并對其做簡要的闡述分析。鋯金屬孔板主要測試對象為50%的稀硫酸流量，在對孔板的制作中，一般將玻璃鋼作為管道與取液設施的材料，同時將引壓管內襯以鋯金屬制成相同的玻璃鋼管。因金屬鋯的濃度在10%到15%間浮動，而稀硫酸的年均腐蝕深度為0.01mm左右，故將金屬鋯作為節流設備的制作材料，經由防腐蝕差壓變送器的裝置適用，能有效測試稀硫酸的具體流量，保護化工儀表金屬元件不為生產進程中的硫酸介質所腐蝕影響。

5）腐蝕介質液面測試

因化工儀表中吹氣設施的主要結構材料為不銹鋼，而不銹鋼并不耐對化學介質的腐蝕作用，因此為防止不銹鋼與腐蝕介質溶液相接觸發生腐蝕問題，需對其節流裝置做相應的腐蝕介質液面的測試工作。實踐中一般采用吹氣法做相應的測試作業，測試中通常將吹氣管道替換為更耐腐蝕作用的合金管與聚四氟乙烯管道，之后以0.08MPa空氣為測試氣源，以避免節流孔被阻塞，進而在對正常壓力下的腐蝕液面做測試衡量。并以所測得數據作為保護化工儀表、采取防腐措施的信息依據。

3 結束語

化工生產發展與規模的擴大，為化工產業與國民經濟的進步提供著巨大助力，但同時化工儀表所面臨的腐蝕問題也日益嚴重，危及化工器械設施的正常生產與效用發揮。在這一問題背景下，需要化工企業研究與維修人員從現象入手，采取針對性防腐蝕措施預防腐蝕問題。并采取精確腐蝕介質測試手段杜絕腐蝕現象的滋生隱患，以維護化工企業儀表的正常使用與運作，促進化工生產的效率與經濟效率的提升。

[1] 熊耀華.化工儀表的腐蝕問題及處理措施研究[J].化工管理，2016，04：171-172.

[2] 劉延一.化工儀表的腐蝕問題分析及處理[J].化工管理，2014，32：187.

Corrosion Problems of Chemical Instrument

Wang Qi，Zhang Nan

The problem of corrosion chemical instrument as a starting point，do you classify corrosion problems and their cause analysis overview and do meticulous research on specific inquiry protected against corrosion and corrosive media，the means test，it is desirable to prevent the production of chemical instruments corrosion problems，reduce corrosion provide a useful reference instrument affect the chemical properties and run right.

Chemical Instrumentation；corrosion；anti-corrosion measures

TQ056

A

1003–6490（2016）04–0151–02

2016–04–12

王琦（1984—），男，山東泰安人，助教，主要研究方向為化工儀表自動化。