化工设备常见腐蚀与防腐论文

化工设备常见腐蚀与防腐

摘要：在化工行业中，化工设备的使用范围十分广泛，使用的频率也十分的频繁，这对于化工设备的性能都有着较高的要求。由于腐蚀对设备产生的不良影响，使得化工企业的生产成本提高，影响了化工企业的效益。

关键词：化工设备；腐蚀；措施

中图分类号：tq015 文献标识码：a 文章编号：

一、化工企业设备现状

在现代经济环境下，众所周知，化工设备的采购费用是相当惊人的，往往是动辄几万、数十万甚至数百万元。但由于受运行环境的影响其受腐蚀也是相当严重的，如：新装的大气柜使用时间不久就会出现蚀点，蚀点会逐步加深，用不到2～3年，就会出现穿透现象，从而造成漏气、跑气的生产困扰，再如其它长期受水蚀以及在潮湿环境或埋在地下的管道容器、设备等，其受腐蚀程度也是非常严重的，这些都会影响设备的运行状态及寿命。因此，每年因设备腐蚀而造成的经济损失也给企业添加了不少多余的支出，增加了企业的经济负担。

二、腐蚀的种类

（1）根据腐蚀产生的机理进行分类，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀指的是环境中的介质设备的表面发生化学反应，促使新的物质生成，从而使得设备的表面受到新生物质的腐蚀，这种腐蚀一般都发生在高温干燥的环境下，通常是由介质与设备表面

直接接触而发生的。电化学腐蚀指的则是设备的表面与电解溶液的接触时通过电极反应而发生的腐蚀。这种腐蚀属于还原反应的一种，通常发生在潮湿的环境下。（2）根据腐蚀产生的原因和现象进行分类。一般常见的分类有：高温氧化腐蚀、剥层腐蚀、点状腐蚀、晶问腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀、电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、振动磨损腐蚀、工业大气腐蚀、海洋大气腐蚀等。在化工企业中，设备的腐蚀以电化学腐蚀的发生最为严重，其他多种腐蚀的行为，经过一段时间的发展与变化，最终都会产生电化学腐蚀。

三、腐蚀产生的化学机理

（1）电化学腐蚀机理金属发生的电化学腐蚀，主要是因为金属的表面层与离子导电介质发生电化学作用，从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀，都会包含至少一个阳极反应和一个阴极反应，同时还会通过金属内部的电子流，以及在介质中的离子流进行联系。阳极所发生的是氧化过程，主要就是金属离子从金属中转移出来，转移至介质中，同时放出电子流，然后与介质中所存在的离子流进行联系，结合到一起。而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分，通过吸收来自阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工，都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应，这样的反应无疑会加快金属被腐蚀的速度。

（2）工业大气的腐蚀机理在工业污染较为严重的地区中，空气中包含大量的co2、so2、硫化物、氢氧化物及盐等挥发物，还包括一些工业粉尘，这些都是一些腐蚀性的介质。在潮湿的条件情况下，

酸性气体会与水结合生成无机酸，而这些酸具有极强的腐蚀作用。在工业大气的环境下，设备腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀及化学腐蚀的本质来看，都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已，化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应，而电化学腐蚀则是在潮湿的环境下发生的氧化过程。

四、提高化工设备防腐能力的措施

在化工行业中，化工设备的腐蚀是影响生产成本和生产质量的一个主要因素，而腐蚀的发生以金属材料的设备居多，因此，在设备的选择和采购过程中，对于设备的材料需要充分的重视。同时，在化工设备的生产过程中，其自身的防腐设计对于有效的提高设备的防腐能力也有着重要的影响，因此，可以通过以下几个方面来提高化工设备的防腐能力。

1.科学的选择材料

当前，制造化工设备所使用的材料大多以普通的碳素钢为主，主要的原因就在于这种材料价格较低，而且加工工艺十分简单。如果是在普通的生产环境中使用，不会产生较为严重的腐蚀，而如果是在化工行业中，化工设备需要经常处于高浓度的腐蚀性介质的环境中，由于其自身的防腐能力较差，因此很容易受到腐蚀。比如常用的q235钢材，在酸盐环境下，腐蚀的速度达到了0.5-1.0mm/a，虽然在实际的生产过程中，很多企业都会在设备的表面定期涂抹防腐

涂料，但是，一旦设备的表面出现划痕或者是局部产生脱落，则会立即发生电化学腐蚀，并且以较快的速度扩展，从而严重影响设备的使用寿命。因此，在化工领域中，不建议使用以这种钢材为原料的化工设备。在选择设备时，可以尽量选择以耐腐蚀钢为材料的设备，虽然这类化工设备由于原材料的不同而导致价格较为昂贵，但是从整体效益的对比上看，要比普通钢材设备高得多，不仅能够延长设备的使用寿命，而且从各方面对比，其性价比都较高。

2.结构和工艺的防腐设计

除了材料，化工设备的结构也会对防腐能力产生一定的影响。如果设备的几何形状不够合理，或者是整体的构造过于复杂，会引起设备积液、积尘，或者是表面涂层破损等。因此，在针对化工设备的结构和工艺进行设计时，也要充分考虑防腐能力：（1）化工设备的形状应当避免复杂，力求简洁明了，而且整体上应当使用同一种金属材料，避免材料种类过多；（2）构造方面减少留有缝隙，预防表面出现划痕，构造应当利于清洗；（3）在焊接时要保证内应力和应力集中，避免出现焊接缺陷；（4）防锈涂层的涂抹要军营内，尽量使用具有防腐性能的涂料，尤其注重对焊接点的涂刷；（5）对不同的构件连接处应当进行科学的处理，防止缝隙腐蚀的出现。

3.强度的防腐设计

在化工领域内使用化工设备的环境往往都是具有较强腐蚀性的，因此对于化工设备以及其构建的强度需要特别的重视。也就是说，在化工设备的强度设计过程中，除了要满足设备本身对强度的要求

之外，还应当预留一个腐蚀的余量，而这个余量通常需要达到设备设计寿命内腐蚀深度的双倍，才能够确保设备在试用期间内实现其价值。

五、工程应用实例

针对设备腐蚀出现的问题，胜华炼油厂积极采取了防腐措施，并取得了良好的效果，下面分几个方面进行叙述。

1.从防腐角度对设备进行合理的结构改造

对设备进行结构改造，以延长其使用寿命。如对减顶冷凝器外壳采用了外导流筒结构来降低油气流速，减缓了高速油气对薄弱的冷却器管束的冲蚀，同时也减缓了油气中的液体对管束的点蚀，这样便有效地控制了减顶冷却器的腐蚀，使冷却器的使用寿命大为提高，可达 5 年以上。

2.大面积推广使用碳钢水冷器防腐涂料

对于工作温度较高的水冷器，可使用 th-901 涂料。该涂料基本以天然大漆为主，加入了环氧树脂、钛酸酯等，除具有 th-847 涂料的优良性能外，耐温性能可提高到 300°c，同时还具有一定的耐油性，耐蚀性也有所提高。以上两种水冷器专用涂料，已在胜华炼油厂试用过，从涂料的使用情况来看，防腐阻垢性能的确不错，值得大面积推广使用。如胜华炼油厂易发生腐蚀的减顶空冷器采用了罐涂 th-901 涂料的方法进行防腐，动力车间的软化水不锈钢换热器也更换了涂覆 th-901 涂料的碳钢换热器，这些措施的实施大大地延长了设备的使用寿命，带来显著的经济效益。