化工設備的腐蝕以及防腐措施的設計研究

曹松茂 屈智康 付玉婷 何美怡 陳正巧

摘要：本文通過化工設備腐蝕帶來的危害、化工設備腐蝕的分類以及化工設備防腐措施的設計及應用展開化工設備的腐蝕以及防腐措施的設計研究

關鍵詞：化工設備；防腐措施；研究

引言：由于化工設備腐蝕帶來的自然和生態環境破壞和化工設備腐蝕帶來自然資源、能源的浪費等，以及化工設備腐蝕帶來的人民生命財產損失等，針對這種情況，化工設備的腐蝕以及防腐措施的設計研究迫在眉睫。

一、化工設備腐蝕帶來的危害

由于化工設備腐蝕增加了工業廢水、廢渣的排放、處理難度，增多了直接進入大氣、海洋、江河、土壤等當中的有害物質，從而破壞了生態平衡和自然環境，例如輸油管線的腐蝕引起的原油泄露。另外，腐蝕化工設備腐蝕同樣會阻礙了經濟的可持續發展，化工設備腐蝕同樣也危害人民的健康。另外，由設備腐蝕帶來的安全事故，屢見不鮮，給人們的的生命安全財產損失造成重大損失。另一方面，腐蝕對自然資源、能源、人力也是一種極大的浪費，據可靠數據分析，每年由于腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于金屬產量的1/3左右，其中，2/3的金屬設備和材料可再生，1/3的金屬材料無法回收。我國目前鋼年產量6億噸，每年因腐蝕消耗的鋼材近6千萬噸，相當于一個特大型鋼鐵企業的年產量。

二、化工設備腐蝕的分類

通常情況下，由于腐蝕過程涉及的影響因素眾多，可以從腐蝕環境條件、腐蝕機理、腐蝕形態類型、金屬材料種類、應用工業部分五個方面對化工設備進行分類，化工設備的腐蝕根據材料可將分為兩種類型：金屬型設備腐蝕、非金屬設備型腐蝕，金屬型設備包括碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鋁、銅等，非金屬設備包括陶瓷、玻璃、塑料、木材、襯橡膠、塑料、耐火材料及搪瓷等。化工設備根據其表面的腐蝕形貌可分成局部型腐蝕與全面型腐蝕。局部腐蝕包括應力腐蝕破裂、小孔腐蝕、磨損腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕等。而按照化工設備腐蝕產生的表象和原因分類可以分為設備的工業大氣腐蝕、剝層腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等?；ぴO備的腐蝕根據腐蝕機理還可將化工設備腐蝕分為物理型和化學型以及電化學型和生物型等。

根據腐蝕機理分類：（1）設備材料物理腐蝕是最普遍的腐蝕現象，即物理條件作用下的腐蝕，通常是由材料溶解、滲透引起的，比如熔融對設備材料的溶解、高溫熔鹽、溶堿對設備材料的溶解滲透等。（2）設備材料化學腐蝕，也是最普遍的腐蝕現象，是指設備的金屬材料與溶液中非電解質發生化學反應而產生的腐蝕，設備材料被腐蝕就是被氧化或者是還原反應，腐蝕過程中沒有電流的產生，腐蝕介質會在一定條件下與設備材料的原子進行碰撞，從而形成腐蝕產物。（3）設備材料電化學腐蝕同樣也是最普遍的腐蝕現象，即在電流的作用下，設備金屬材料會與電解質溶液發電化學作用，而使設備材料受損，在反應的過程中設備金屬離子會失去或得到電子，產生電流，歷程符合電化學動力學規律。（4）生物腐蝕即細菌代謝活動產生的酸導致的破壞，通常情況下，這種腐蝕情況的產生需要氧和水，為化學腐蝕和電化學腐蝕創造必要的條件。

工業大氣腐蝕原理：在工業大氣的環境下，引起腐蝕的介質包括空氣中那些硫化物、二氧化碳以及氫氧化物等揮發性物質，以及空氣中粉塵，這些在潮濕的環境之下，這些介質會結合水形成酸，這些酸具有很強的腐蝕性，誘發設備的腐蝕現象。

三、化工設備防腐措施的設計及應用

（一）提高防腐工作人員的專業水平

如果企業化工設備出現腐蝕，不僅影響設備美觀，最重要的影響到設備使用功能以及安全性能，在日常設備防腐防護工作中，企業的管理部門結合具體情況對操作人員嚴格按照規范進行定期培訓和考核，并且強化安全意識，定期組織人員培訓，不準超壓、超溫、超負荷運行。操作人員在操作之前應進行嚴格的審查，確定其設備防腐的專業技能和綜合素質均符合企業要求，另外，企業還需對防腐工作的，統籌全局、建立健全防腐監督管理體系，充分發揮出模范帶頭作用，強化化工設備防腐意識，開展設備防腐研究探索，從而發揮出開展設備防腐應有的效果。

（二）合理選材，優化設計

設備的腐蝕與其材料息息相關，在化工材料的選用中，要根據腐蝕發生的條件，以及充分的考慮到環境介質的性質、溫度以及運行的壓力等，結合材料的要求，再來具體設計化工設備的結構，設備結構的設計應該根據其生產運行中的生產要求和應力情況。

（三）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，去除環境中的腐蝕性物質。去除環境的腐蝕性物質，包括去除空氣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，二是添加具有防腐性能的添加劑，如硫基苯、亞硝酸鹽以及絡酸鹽，使得設備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，在使用這些添加劑時，要注意濃度控制。

（三）表面涂層的防腐措施

常見的是涂漆，一般使用二甲酸樹脂、環氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛等的為設備表面進行涂刷，以達到金屬設備防腐目的，通常在設備涂漆時不僅要對漆膜的防銹能力、化學性質以及抗老化程度進行充分了解外，還要對設備的施工功能、表面狀況以及周圍環境溫度和介質等做充分的了解，讓二者有效結合，具體運用。另外就是通過形成保護層來防腐。一般采用以金屬鍍層及非金屬涂層為主，采用塞焊以及焊襯里、金屬復合法、擴散滲鍍、噴鍍、電鍍等方式方法，這種防范工藝要求較為嚴格，具有防腐蝕性能好、使用壽命長的特點。

四、結束語

總之，隨著對腐蝕研究的不斷深入和一些新的防腐蝕技術不斷涌現，有效的降低了化工設備腐蝕的損失情況，化工設備防腐工作取得良好的進展。隨著各種防腐蝕技術在各個領域開始廣泛應用，提高了了對設備的使用壽命，而且有效的實現了對環境資源的有效保護，減少了污染和能源消耗以及安全隱患，在社會效益、生態環境效益、企業經濟效益方面都取得了顯著的成效。

參考文獻：

[1]賈關榮，陳曉.化工機械設備的防腐設計與應對措施[J].石化技術，2017，（12）：202，215.

[2]謝光凡.化工機械設備腐蝕破壞預防措施的探討[J].機電工程技術，2016，（7）：168-170

[3]朱可龍.淺談化工機械設備的防腐設計及措施[J].廣東科技，2014，（12）：173-174. 02

[4]夏國慶，王姣.化工機械設備的防腐設計及預防措施[J].中國機械，2015，（6）：182-183