第七章典型化工装置的腐蚀与防护分析精品PPT课件
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化工设备的腐蚀与防护精品PPT课件
溶液中的 氧化性酸或负离子还原 NO3 + 2H- + e-
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
RH2 + H2O RH2
NO2 + H2O
5
5.1.3化工设备常见的电化学腐蚀类型
1.点蚀
点蚀现象
孔蚀是高度局部的腐蚀形态。金属表面的大部分不腐蚀或腐蚀轻 微, 只在局部发生一个或一些孔。孔有大有小，一般孔表面直径
等于或小于孔深 。
２）可应用声学方法和超声波衰减方法；金相法。
３）脱合金后硬度降低，脆性增加，强度下降。
硅-黄铜合金脱锌后 留下多孔红色铜
16
5.应力腐蚀破裂
材料在应力和腐蚀介质共同作用下的破裂，简称 SCC(Strain Corrosion crack)
三个必要条件——应力（一般指拉应力）、腐蚀介质、
敏感的材料
4
典型的阴极反应
在酸性水溶液中 2H+ + 2e-
H2
在酸性水溶液中有溶解氧存在时 2H+ + 1/2O2 + 2e-
H2O
在脱气的碱性溶液中 H2O + e-
1/2H2 + OH-
在含氧的碱性溶液中 H2O+ 1/2O2 + 2e-
2OH-
溶液中存在高价金属离子Cu Cu2+ + 2e-
Cu
有机化合物的还原 RO + 4e- + 4H+ R + 2e- + 2H+
8
3.电偶腐蚀
机理：两种不同电位金属电极构成的宏观原电池的腐
蚀电位低的成为阳极，腐蚀加剧。电位高的为阴极， 腐蚀减轻。
减少电偶腐蚀倾向的措施
1、选用电位差小的金属组合 2、避免小阳极、大阴极，减缓腐蚀速率 3、用涂料、垫片等使金属间绝缘 4、采用阴极保护
过程装备腐蚀与防护课件-绪论
船舶在海洋环境中的腐蚀
绪论
3、能源电力
水电：水轮机组的腐蚀，叶片空蚀； 火电：锅炉和管道的腐蚀； 核电站：高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全； 油气开采、运输。
绪论
4、化工工业
5、机械电子
6、民生
7、环境污染
绪论
腐蚀造成的经济损失（美国）： 占国民生产总值的1.8%~4.2%
绪论
腐蚀造成的经济损失（中国）：
2002年 柯伟院士
绪论
腐蚀防护的意义：
绪论
腐蚀防护的意义：
绪论
腐蚀防护的意义：
腐蚀科学的发展：
绪论
绪论
腐蚀科学的发展：
绪论
腐蚀科学的发展：
腐蚀的定义：
绪论
绪论
绪论
腐 蚀
金属腐蚀
机 理 破坏 特征
非金属腐蚀
腐蚀 环境
化 学 腐 蚀
电 化 学 腐 蚀
全 面 腐 蚀
局 部 腐 蚀
大 气 腐 蚀
土 壤 腐 蚀
电 解 质 溶 液 腐 蚀
熔 融 盐 中 的 腐 蚀
高 温 Байду номын сангаас 体 腐 蚀
应 力 腐 蚀
疲 劳 腐 蚀
磨 损 腐 蚀
小 孔 腐 蚀
晶 间 腐 蚀
缝 隙 腐 蚀
电 偶 腐 蚀
其 它
绪论
1.
腐蚀的危害性
材料腐蚀给国民经济带来巨大损失
腐蚀事故危及人身安全
腐蚀造成资源和能源浪费
腐蚀引起环境污染
目录
绪论
第一章 金属电化学腐蚀基本原理
第二章 影响腐蚀的 结构因素 第三章 金属在某些环境中的腐蚀 第四章 金属结构材料的耐蚀性 第五章 非金属结构材料的耐蚀特性
化工防腐课件
举例
1975年美国芝加哥一个大的炼油厂一根15cm 的不锈钢弯管破裂引起爆炸和火灾，停车6周， 这次腐蚀事故总维修费50万美元，停车造成的税 收损失高达500万美元。
美国：1949年
55亿美元
1960～1969年 150～200亿美元
1975年
700亿美元
1982年
1269亿美元
பைடு நூலகம்
1995年
8000亿美元
英国：1969年 13.65亿英镑（27.3亿美元）
腐蚀的危害性
据有关统计数据显示全球每一分钟就 有1吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属 材料的腐蚀损失每年大约5000亿元人民 币，约占我国国民生产总值的6%左右。 腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，并且 往往阻碍新技术新工艺的发展。因此防 腐具有十分重要的意义。
③厌氧与好氧联合作用下的腐蚀：在实际环境中，由于好氧菌的腐蚀往 往会造成厌氧的局部环境，使厌氧菌也得到繁殖，这样两类细菌的腐 蚀与繁衍相辅相成，更加速了金属的腐蚀。细菌联合作用腐蚀的情况 很普遍。
微生物腐蚀
硫化物沉积
2014年02月17 日安庆石化机械 厂
细菌腐蚀的控制：
原则上凡能够抑制细菌繁殖或电化学腐蚀的措施，都有助于 防止或削弱金属的细菌腐蚀。采取的措施主要包括：
腐蚀控制的途径
从腐蚀体系的构成分析腐蚀控制途径可以从三个方面考 虑
❖ 金属材料 （1）为预定使用环境选择恰当的耐蚀材料 （2）研制在使用环境中具有更优良耐蚀性能的新材料。 ❖ 环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 ❖ 界面
避免设备暴露表面局部区域条件强化。 用覆盖层将金属材料与环境隔离开 。
从电化腐蚀历程分析 可得出腐蚀控制的四条途径。 • 热力学控制：降低体系的腐蚀倾向。 • 阴极控制：增大阴极反应阻力 • 阳极控制：增大阳极反应的阻力 • 欧姆电阻控制：增大电流回路的欧姆电阻
7化工装置腐蚀与防护
典型化工装置的腐蚀与防护分析
7.4 磷酸生产装置 7.4.1介质的腐蚀特性 磷酸对金属的腐蚀相对较弱，其腐蚀性能与磷酸的 浓度、温度、杂质、含固量、流速、生产方法等有 关。 1．温度与浓度 2．杂质 不同杂质对磷酸的腐蚀性影响不同。 3．含固物 固体颗粒的粒径、硬度、数量都对磷酸的磨损腐蚀 性能有影响。 4．磷酸的生产方法 磷酸的生产方法有热法和湿法两种。
典型化工装置的腐蚀与防护分析
7.4.2典型装置腐蚀与防护 一、磷酸萃取槽的腐蚀与防护 1．萃取槽处理的介质特点 在液相部位主要含有磷酸和硫酸钙结晶，在气 相部位有含氟并夹带有磷酸料浆液滴的气体。 2．萃取槽的结构特点 参见教材表7－3 几种萃取槽的结构特点
典型工装置的腐蚀与防护分析
3．腐蚀形态与分析 （1）萃取槽体 （2）搅拌器 4．防腐措施 （1）萃取槽体的防腐措施 合理的结构设计；正确选用胶结材料；提高防腐 层的施工质量。 （2）搅拌器的防腐措施 最好的防腐措施是采用耐磷酸料浆磨蚀的金属材 料。
典型化工装置的腐蚀与防护分析
7.1.2典型装置腐蚀与防护 1．电解槽的防护 （1）腐蚀概况 （2）腐蚀原因分析 （3）防腐措施 导电涂层：注意加强电解槽工艺管理 钛部铜复合板：防止阳极液从极片根部泄漏 入手
典型化工装置的腐蚀与防护分析
2．盐水预热器的杂散电流腐蚀的防护 （1）采用绝缘装置 （2）采用强漏电断电装置 （3）采用排流接地装置 （4）采用等电位保护装置 3．其他设备的防护
典型化工装置的腐蚀与防护分析
总结 1.氯碱生产装置 2.尿素生产装置 3.硫酸生产装置
4.磷酸生产装置
典型化工装置的腐蚀与防护分析
电解质在工作时，常会出现部分电流从电解 槽内泄漏出来，经过漏电途径流出电解系统 之外，最终又返回电解系统，形成漏电回路。 这种泄漏出来的电流称之为杂散电流。 在氯碱装置中，形成杂散电流的原因： （1）金属构件本身某些部位导电不良； （2）介质中形成了具有一定大小场强的电 场。 杂散电流的腐蚀特点：破坏区域集中，破 坏速度较快。
化工设备腐蚀与防护ppt课件
管道和铬钼钢管道取该值 d. 加强级〔大于3.2mm〕腐蚀余量，对于有固
体颗粒冲刷等特殊情况下的管道，根据实践情 况确定该值
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(1)应力腐蚀：独一与应力有关并会构成裂纹的腐蚀。金属 处在熔碱、硫化氢或海水中，奥氏体不锈钢(18—8型) 在热氯化物水溶液中(NaCl、MgCl2等溶液)会发生此种 破坏。
1-2 腐蚀的定义和类型
常顶回流分布管腐蚀穿孔
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(3)晶间腐蚀：腐蚀发生在晶界上，沿晶界向纵深处开展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区， 特别是母材的焊接热影响区。由于母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前，已进展过固溶化处置，而焊接时热影响区重 新被加热，便破坏了固溶化形状，从而出现了敏化效应。
人类的文明与提高都是与运用和开展、与日 新月异的资料分不开的。历史学家甚至用资 料和称号标志不同的时代，如石器时代、青 铜器时代、铁器时代等。
当今世界，哪一项技术开展不是以资料开展 作为前提和保证呢？
但资料有一大公敌——腐蚀！ 腐蚀在我们身边每时每刻悄然地发生着，它
吞噬着人们的劳动成果，改动了历史的原貌。
<化工设备腐蚀与防护>这门课程，可以弥补 学生对石油化工行业腐蚀技术管理的认知和 企业的腐蚀管理要求。课程从腐蚀景象的产 生、缘由分析、腐蚀机理的学习、防腐蚀战 略的制定作详细引见，拓展学习RBI新技术， 从而加强学生到企业后的顺应才干。
二、课程的特点
〔一〕综合性与实际性强
石油化工行业典型的腐蚀机理和相关案 例分析，知识面广，是对今后作为基层技术 人员任务和管理的根本训练。
2mm，管线内大面积坑蚀
1-2 腐蚀的定义和类型
体颗粒冲刷等特殊情况下的管道，根据实践情 况确定该值
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(1)应力腐蚀：独一与应力有关并会构成裂纹的腐蚀。金属 处在熔碱、硫化氢或海水中，奥氏体不锈钢(18—8型) 在热氯化物水溶液中(NaCl、MgCl2等溶液)会发生此种 破坏。
1-2 腐蚀的定义和类型
常顶回流分布管腐蚀穿孔
1-2 腐蚀的定义和类型
2.部分腐蚀
(3)晶间腐蚀：腐蚀发生在晶界上，沿晶界向纵深处开展。
常见的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接区， 特别是母材的焊接热影响区。由于母材部分在轧制成板材或 管材出厂之前，已进展过固溶化处置，而焊接时热影响区重 新被加热，便破坏了固溶化形状，从而出现了敏化效应。
人类的文明与提高都是与运用和开展、与日 新月异的资料分不开的。历史学家甚至用资 料和称号标志不同的时代，如石器时代、青 铜器时代、铁器时代等。
当今世界，哪一项技术开展不是以资料开展 作为前提和保证呢？
但资料有一大公敌——腐蚀！ 腐蚀在我们身边每时每刻悄然地发生着，它
吞噬着人们的劳动成果，改动了历史的原貌。
<化工设备腐蚀与防护>这门课程，可以弥补 学生对石油化工行业腐蚀技术管理的认知和 企业的腐蚀管理要求。课程从腐蚀景象的产 生、缘由分析、腐蚀机理的学习、防腐蚀战 略的制定作详细引见，拓展学习RBI新技术， 从而加强学生到企业后的顺应才干。
二、课程的特点
〔一〕综合性与实际性强
石油化工行业典型的腐蚀机理和相关案 例分析，知识面广，是对今后作为基层技术 人员任务和管理的根本训练。
2mm，管线内大面积坑蚀
1-2 腐蚀的定义和类型
炼油厂设备腐蚀与防护概述(PPT 73页)
中国石化青岛安全工程研究院
3.2 环烷酸腐蚀与温度的关系 ♦ T≤220℃时，环烷酸基本不腐蚀；以后随温
度升高，腐蚀速率逐渐增加， ♦ 270～280℃时腐蚀速率达到最大；随着温度
再升高，腐蚀速率又下降， ♦ 350℃附近，腐蚀速率又急骤增加； ♦ 大于400℃时，由于原油中环烷酸已基本气化，
环烷酸腐蚀基本消失。
中国石化青岛安全工程研究院
2.3 硫腐蚀与温度的关系
♦ 240℃<T《340℃讨，硫化物开始分解， 生成H2S，对设备产生腐蚀，并且随着温度升高， 腐蚀加剧。
♦ 340℃<T≤400℃时，H2S开始分解为H2和S， 对设备产生高温硫化腐蚀。
QDRISE © 2006 版权所有 No.2006-002-PPT
QDRISE © 2006 版权所有 No.2006-002-PPT
中国石化青岛安全工程研究院 3.3 环烷酸腐蚀特点
♦ 环烷酸腐蚀发生在液相，如果气相中没有 凝结液产生，也没有夹带雾沫，则气象腐蚀是 很小的。如果气相处在露点状态或有雾沫夹带， 则腐蚀加剧。
QDRISE © 2006 版权所有 No.2006-002-PPT
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中国石化青岛安全工程研究院 4.1 盐酸腐蚀特点
♦ 由于HCl是挥发性的酸，所以在蒸馏过程中， HCl随同原油中的轻馏分以及水分一起挥发，一 起冷凝，造成常压装置塔顶冷凝系统的塔顶部、 冷凝冷却器、空冷器及塔顶管线的严重腐蚀。
QDRISE © 2006 版权所有 No.2006-002-PPT
♦ 催化分馏塔顶的含氨冷凝水也可代替氨液注入减压 塔顶冷凝冷却系统，以控制其腐蚀。
QDRISE ©全工程研究院
石油化工设备的防腐措施ppt课件
定期检查与维护
设备检查
定期对石油化工设备进行检查，包括外观、结构、密封件等 ，确保设备处于良好状态。
维护保养
按照设备维护保养手册进行定期保养，包括清洗、润滑、更 换磨损件等，延长设备使用寿命。
运行环境控制
温度控制
保持设备运行温度在适宜范围内 ，避免过高或过低温度对设备造
成腐蚀。
湿度控制
控制设备运行环境的湿度，避免潮 湿环境对设备造成腐蚀。
推进智能化防腐管理
积极推广智能化防腐管理系统，提高设备防腐的智能化水平，降低 设备腐蚀风险。
06
总结与展望
本次课程的主要内容回顾
石油化工设备腐蚀原因及危害
01
讲解了石油化工设备腐蚀的原因、危害以及防腐蚀的重要性。
常用防腐蚀措施
02
介绍了石油化工设备常用的防腐蚀措施，包括材料选择、结构
设计、表面处理、介质控制等。
由于设备在运行过程中受 到机械力作用，导致设备 表面发生机械磨损和疲劳 腐蚀。
腐蚀对设备性能的影响
设备性能下降
腐蚀导致设备表面粗糙度 增加，影响设备传热、传 质和机械性能，进而影响 设备正常运行。
安全隐患
腐蚀严重时可能导致设备 泄漏、爆炸等安全事故， 给企业带来重大损失。
环境污染
石油化工设备在运行过程 中产生的废气、废水等含 有大量有害物质，对环境 造成污染。
案例分析
03
通过实际案例，分析了不同防腐蚀措施在实际应用中的效果和
优缺点。
对未来发展的展望与建议
进一步加强基础研究
推广新型防腐蚀技术和材料
加大对石油化工设备防腐蚀基础研究的投 入，深入了解腐蚀机理和规律，为防腐蚀 措施的研发提供理论支持。
炼油装置中的腐蚀类型及防护措施详解PPT课件
加工含盐、硫较多的原油对炼厂设备腐蚀极为严重，其程度除与盐、硫 含量有关外，还与腐蚀环境有关。其腐蚀环境可分为高温和低温两大类，每一类 又因其他介质如 HCI、HCN等的加入而又有其不同的腐蚀类型 。原油脱盐后， 含盐量量小于 5mg／L，塔顶冷凝水含 Cl-含量应小于 0．002％。
第10页/共53页
• 所以各炼厂经一次脱盐后，所剩 的盐类中镁盐、钙盐仍为主要成分。 这就是系统中存在HCl的主要来源 。
第8页/共53页
• 即使炼制低硫原油（如大庆原油），如果 脱盐效果不好，或不进行脱盐，则原油中 的盐在常压塔顶冷凝冷却部位，因HCI-
H2S- H2O而导致的腐蚀同样严重。所以无
论炼制何种含硫原油 第9页/共53页 ，均应注意原油脱盐， 控制脱盐后的含盐量。 。
氢30～40mg/L）相比，设备腐蚀程度并无明显
加CI- 2S-H2O 部 位 防 腐 措 施 ： 此 部 位 防 腐 以 工 艺 防 腐 为 主 、 材 料 防 腐 为 辅 。
工艺防腐采用“一脱四注”（脱盐、注碱、注缓蚀剂、注氨及注水）。经“一脱四注” 后．控制适当的工艺指标，如当 PH值为 7．5～8．5时，则碳钢设备如常压塔顶空冷 器的腐蚀速率可低于0．2mm/a。
第39页/共53页
（2）S-H2S-RSH－RCOOH（环烷酸）型
腐蚀部位：基本同于S－H2S-RSH型，但目前炼制高酸值原油的炼油厂，主要腐 蚀部位集中在减压炉、减压转油线及减压塔进料段以下部位，常压炉系统戏之，焦 化装置又次之。
腐蚀形态：环烷酸作用的腐蚀形态为带有锐角边的蚀坑和蚀槽。
第40页/共53页
•
氰离子在碱性的H2S－H2O溶液中有两
种作用：氰化物溶解保护膜FeS，而加速H2S
a7工业腐蚀与预防措施化工安全工程概论幻灯片
2．氢脆
氢脆是指氢扩散到金属内部，使金属材料发生脆化的现 象。一般认为氢溶于钢后残留在位错处，当氢达饱和状态 后，对位错起钉孔的作用，使滑移难以进展，从而使钢呈 现出脆性。
氢脆具有可逆性，未脆断前在100～150℃间适当热处理， 保温24 h可消除脆性。氢脆不同于应力腐蚀，无须腐蚀环 境，而且在常温下更容易发生氢脆。
a7工业腐蚀与预防措施化 工安全工程概论幻灯片
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
第一腐一、蚀节工是业指工腐材业蚀料腐概在蚀述周及围其介危质害作用下产生的破坏。腐蚀的原
因是多方面的，可以是化学的、物理的、生物的、机械的 等等。
三、应力腐蚀的影响因素
1．不锈钢应力腐蚀
(1)氯化物
工艺介质中的氯化物和冷却水中的氯离子是产生应力腐 蚀裂纹的重要原因。实验研究结果说明，氯化物的浓度越 高，产生应力腐蚀裂纹的时间越短。即使氯离子含量只有 十万分之一，也会在短时间内产生裂纹。腐蚀温度对应力 腐蚀裂纹的影响很大。随着温度的上升，裂纹的敏感性显 著增加，产生裂纹的时间大大缩短，裂纹成长的速度明显 增大。
在100～350℃的食盐水中进展的应力腐蚀裂纹实验显示， 如果温度在300℃以上，不易产生裂纹，这是因为大量的点 腐蚀迅速导致全面腐蚀，因而观察不到腐蚀裂纹。水中的 溶氧对氯化物形成的应力腐蚀裂纹起促进作用。只要水中 有溶氧，氯离子的含量只有百万分之一就会产生应力腐蚀 裂纹。
(2)碱
从使用烧碱的纯碱工业的腐蚀实例和事故调查中知道， 由碱液引起的应力腐蚀裂纹较少。实际上，因为碱与氯离 子同时存在，很难断定哪一个是应力腐蚀的主要影响因素。 但是，在高温锅炉一类的容器中，即使没有氯离子存在也 会产生裂纹。如果有氧和氧化剂的存在，那么会加速裂纹 的生成。由碱引起的应力腐蚀裂纹，过去说是锅炉水质问 题，其实都可以归结为氢氧化钠的原因。在石油炼制中， 氯化物分解生成氯化氢，为了抑制氯化氢的腐蚀作用，采 用添加氢氧化钠的方法。但是由于参加过量的氢氧化钠， 又产生了应力腐蚀裂纹的问题。在制氢装置中，采用钾系 催化剂，可形成氢氧化钾，也会造成应力腐蚀裂纹。
石油化工设备的防腐措施ppt课件
性能。
注意材料的加工性能、机械性能 、物理性能等，确保材料在使用 过程中不会出现开裂、变形等问
题。
严格按照材料的使用说明进行操 作，避免因操作不当导致设备腐
蚀。
耐腐蚀材料应用案例分析
某石油化工企业使用不锈钢材料制造反应釜，由于介质中含 有氯离子，导致反应釜内壁发生严重腐蚀。经过分析，选用 高耐腐蚀的不锈钢材料并采取相应的防腐措施，成功解决了 设备腐蚀问题。
经济损失
设备腐蚀导致频繁更换零 部件、停产维修等，增加 生产成本和维修费用。
02
石油化工设备防腐措施分类
防腐蚀涂料
耐腐蚀涂料
采用耐腐蚀颜料、树脂和添加剂 等制成的涂料，具有较好的耐腐 蚀性能，能够保护设备表面免受
腐蚀。
防锈涂料
能够抑制金属生锈的涂料，如富锌 底漆、环氧富锌底漆等，能够提供 长期的防锈保护。
防腐蚀材料
采用特殊工艺制成的防腐蚀材料，如 不锈钢、钛合金等，具有较好的耐腐 蚀性能和机械性能。
防腐蚀结构设计
结构优化设计
通过优化设备结构，减少应力集 中、缝隙等易腐蚀区域，提高设
备的耐腐蚀性能。
防腐蚀结构设计
采用特殊的防腐蚀结构设计，如 牺牲阳极保护、外加电流保护等 ，能够提供长期的防腐蚀保护。
某石油化工企业使用玻璃钢材料制造储罐，由于储罐内介质 为酸性介质，导致玻璃钢储罐出现开裂、变形等问题。经过 分析，选用耐酸性较好的玻璃钢材料并采取相应的防腐措施 ，成功解决了设备腐蚀问题。
05
石油化工设备防腐蚀结构设计 应用
防腐蚀结构设计原则与要求
结构简单
避免设备结构过于复杂，减少死角和缝隙，降低腐蚀风险。
石油化工设备的防腐措施ppt 课件
汇报人： 日期:
注意材料的加工性能、机械性能 、物理性能等，确保材料在使用 过程中不会出现开裂、变形等问
题。
严格按照材料的使用说明进行操 作，避免因操作不当导致设备腐
蚀。
耐腐蚀材料应用案例分析
某石油化工企业使用不锈钢材料制造反应釜，由于介质中含 有氯离子，导致反应釜内壁发生严重腐蚀。经过分析，选用 高耐腐蚀的不锈钢材料并采取相应的防腐措施，成功解决了 设备腐蚀问题。
经济损失
设备腐蚀导致频繁更换零 部件、停产维修等，增加 生产成本和维修费用。
02
石油化工设备防腐措施分类
防腐蚀涂料
耐腐蚀涂料
采用耐腐蚀颜料、树脂和添加剂 等制成的涂料，具有较好的耐腐 蚀性能，能够保护设备表面免受
腐蚀。
防锈涂料
能够抑制金属生锈的涂料，如富锌 底漆、环氧富锌底漆等，能够提供 长期的防锈保护。
防腐蚀材料
采用特殊工艺制成的防腐蚀材料，如 不锈钢、钛合金等，具有较好的耐腐 蚀性能和机械性能。
防腐蚀结构设计
结构优化设计
通过优化设备结构，减少应力集 中、缝隙等易腐蚀区域，提高设
备的耐腐蚀性能。
防腐蚀结构设计
采用特殊的防腐蚀结构设计，如 牺牲阳极保护、外加电流保护等 ，能够提供长期的防腐蚀保护。
某石油化工企业使用玻璃钢材料制造储罐，由于储罐内介质 为酸性介质，导致玻璃钢储罐出现开裂、变形等问题。经过 分析，选用耐酸性较好的玻璃钢材料并采取相应的防腐措施 ，成功解决了设备腐蚀问题。
05
石油化工设备防腐蚀结构设计 应用
防腐蚀结构设计原则与要求
结构简单
避免设备结构过于复杂，减少死角和缝隙，降低腐蚀风险。
石油化工设备的防腐措施ppt 课件
汇报人： 日期:
绪论化工腐蚀与防护ppt课件
晶间腐蚀
部分腐蚀的一种。沿着金属晶粒间
的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于 晶粒外表和内部间化学成分的差别以及 晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破 坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械 强度。而且腐蚀发生后金属和合金的外 表仍坚持一定的金属光泽，看不出被破 坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱， 力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是 一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、 硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。 不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一 个艰苦问题。
▪ 长期、反复、细微的直接或间接外力集中作用在骨骼 的某一点上，遭到反复力的刺激可出现应力性骨折 〔stress fracture〕，又称疲劳骨折。应力性骨折经 常是在长间隔行军或长跑运动后发生，部位多是在接 受身体分量和一些经常受肌肉力量反复作用于其上的 骨骼，例如：第2跖骨及腓骨下1／3处，另外，腰椎、 肋骨。
应力腐蚀
▪ 资料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力〔包 括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接 等所引起的剩余应力，以及裂痕锈蚀产物的楔 入应力等〕下，所出现的低于强度极限的脆性 开裂景象，称为应力腐蚀开裂。
▪ 应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位构成 微小凹坑，产生细长的裂痕，且裂痕扩展很快， 能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂 在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高， 可达50%。
▪ 应力腐蚀过程普通可分为三个阶段。第一阶段为 孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程部分化和拉 应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀 裂纹开展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金 属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段 中，由于拉应力的部分集中，裂纹急剧生长导致 零件的破坏。
▪ 在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐 蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现， 因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏。
第七章典型化工装置的腐蚀与防护分析
2、杂散电流 、 杂散电流的腐蚀是电解工业中一种特有 的腐蚀形式 产生杂散电流的原因： 产生杂散电流的原因： 金属构件本身某些部位导电不良 电路通过介质时，介质中形成电场 电路通过介质时， 破坏区域集中 杂散电流的腐蚀特点： 杂散电流的腐蚀特点： 破坏速度较快
3、氯 、 氯对金属的腐蚀作用与含水量和温度有关
容器设备：采用非金属材料做衬里； 容器设备：采用非金属材料做衬里；涂料防腐 工艺管路通常采用非金属材质，部分内衬非金属。 工艺管路通常采用非金属材质，部分内衬非金属。 特定功能的设备采用钛材 高纯高铬铁素体制造碱浓缩系统中的关键设备
7. 2 尿素生产装置
（一）介质的腐蚀特性
对设备腐 蚀最严重
高压设备腐 蚀突出
(一) 介质的腐蚀性 含固物 一 介质的腐蚀性—
磷酸料浆中的固体颗粒： 磷酸料浆中的固体颗粒：
★ 未反大；硬度越硬； 颗粒越多；粒径越大；硬度越硬；磷酸对材料的腐 蚀性越强
(一) 介质的腐蚀性 磷酸的生产方法 一 介质的腐蚀性—
热法 磷酸浓度↑ 磷酸浓度 腐蚀速度↓ 腐蚀速度 温度↑ 温度 腐蚀速度↑ 腐蚀速度 无水法 湿法 半水法 二水法
选择耐腐蚀疲劳材料
足 够 的 铬 钼 含 量 降 低 钢 中 的 含 碳 量 不 锈 钢 的 夹 杂 物 少
进 排 液 组 合 阀
控 制 锻 造 流 线
德国物理化学家, 德国物理化学家,金属学和冶金学奠基人之一 1887年发现偏磷酸盐的同分异构现象（博士学位） 1887年发现偏磷酸盐的同分异构现象（博士学位） 年发现偏磷酸盐的同分异构现象 塔曼长期担任德国格丁根大学物理化学教授 结晶动力学的原理 金属学 冶金过程物理化学 在金属表面形成氧化层的研究上有创造性的见解 塔曼培养出上百名优秀的物理化学家和冶金学家 一生发表论文500 一生发表论文500余篇 500余篇
石油化工设备腐蚀与防护ppt精选课件
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• 高温硫腐蚀主要采用材料防腐，炼油装置塔体高温部位可选 用碳钢+0Cr13或0Cr13Al之类的铁素体不锈钢复合板。 0Cr13有较好的耐蚀性，且膨胀系数与碳钢相近，易于制造 复合板。
• 塔内件则可选用0Cr13、碳钢渗铝等，换热器的管束可选 用碳钢渗铝和0Cr18Ni9Ti。
• 塔体材料也可选择碳钢+0Cr18Ni10Ti复合板，其耐硫腐蚀 和环烷酸腐蚀性要优于0Cr13或0Cr13Al，且加工性好。管线 使用Cr5Mo防腐是适宜的，对硫腐蚀严重部位可选用321， 对于转油线弯头等冲刷腐蚀严重的部位，可选用316L。
局部 原油中的汞在蒸馏装置
渗炭
局部 有焦的炉管
脱炭
局部 高温炉管
金属粉尘化
局部 加氢炉、焦化炉、气体涡轮机
选择性浸出
局部 水冷系统的耐酸管道
外部腐蚀
局部 乙烯装置
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机械失效
失效机理 机械疲劳 腐蚀疲劳
气蚀 机械损伤
超载 超压 脆断 蠕变 应力断裂 热震动 热疲劳
形态 局部 局部 局部 N/A N/A N/A 局部 局部 局部 局部 局部
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电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质（ 电解质溶液）发生电化学作用而产生的破坏。任 何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一 个阳极反应和一个阴极反应，并通过金属内部的 电子流和介质中的离子流形成闭路的原电池。在 原电池中电位较负的部位（阳极）就遭受腐蚀， 而电位较正的部位（阴极）就得到了保护，因此 上述原电池也称腐蚀原电池。
当原料或原料油含硫大于0.5%，酸值大于 0.5mgKOH/g，氮大于0.1%时，在加工过程中会造成设备 及其工艺管道较为严重的腐蚀。
典型炼油及石化装置的腐蚀与防护幻灯片PPT
腐蚀。
一、介质的腐蚀特性
4．H2S-CO2-HCl-H2O 由于裂解气中含有硫化氢、有机硫、二氧化碳、
有机酸及微量的氯化氢，因而在急冷水、工艺水
及稀释蒸汽发生器系统中可能构成一个H2S-CO2HCl-H2O，从而对设备造成腐蚀。 5．锅炉给水及循环冷却水水质超标
锅炉给水及循环冷却水水质超标，如硬度、氯离
Ni：镍是使钢材获得稳定的奥氏体组织的主要元 素。
(3)防腐措施 Si：硅的作用主要在于提高钢材的抗渗碳能力和
铸造性能。 Nb：添加锯可以增加钢材的抗渗碳性，同时也可
以提高钢材的蠕变断裂强度和高温塑性。 为了提高钢材的抗渗碳性能，还可添加少量W、
Mo等元素。W、Mo、Nb、Si等元素一起作用可以降 低碳化物周围贫铬区中铬的减少量，又同时可以提 高材料的高温强度和塑性。
③控制对流段冷端炉管露点腐蚀。
2．急冷废热锅炉 (1)腐蚀概况及原因 目前我国引进的乙烯装置中所用的急冷废热锅炉炉
型较多，有施密特、包西格、M-TLX、USX、TLX型 等。由于冷却水质控制状况的不同，这些废热锅炉在 使用中都曾出现一定程度的腐蚀损坏。
(2)防腐措施 由于急冷废热锅炉的腐蚀损坏主要是由于水质不良引 起的，因此对锅炉给水质量进行控制是防腐蚀最为有 效的手段。
第四节 甲醇装置 甲醇是一种具有用途广泛的基本有机化工产品，现 行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法，合 成的原料气主要是CO、CO2、H2及少量的N2和CH4。 气相法合成工艺主要有ICI低压甲醇合成法、Lurgi低 压甲醇合成法以及最近发展的TEC新型反应器合成法 这几种。目前使用较为广泛的是ICI、低压甲醇合成 工艺。 甲醇合成工艺一般由造气、净化、合成(转化)及分 馏4个主要部分构成。以乙炔尾气为原料低压合成甲 醇(英国I.C.I专利技术)为例，其工艺流程如下。
一、介质的腐蚀特性
4．H2S-CO2-HCl-H2O 由于裂解气中含有硫化氢、有机硫、二氧化碳、
有机酸及微量的氯化氢，因而在急冷水、工艺水
及稀释蒸汽发生器系统中可能构成一个H2S-CO2HCl-H2O，从而对设备造成腐蚀。 5．锅炉给水及循环冷却水水质超标
锅炉给水及循环冷却水水质超标，如硬度、氯离
Ni：镍是使钢材获得稳定的奥氏体组织的主要元 素。
(3)防腐措施 Si：硅的作用主要在于提高钢材的抗渗碳能力和
铸造性能。 Nb：添加锯可以增加钢材的抗渗碳性，同时也可
以提高钢材的蠕变断裂强度和高温塑性。 为了提高钢材的抗渗碳性能，还可添加少量W、
Mo等元素。W、Mo、Nb、Si等元素一起作用可以降 低碳化物周围贫铬区中铬的减少量，又同时可以提 高材料的高温强度和塑性。
③控制对流段冷端炉管露点腐蚀。
2．急冷废热锅炉 (1)腐蚀概况及原因 目前我国引进的乙烯装置中所用的急冷废热锅炉炉
型较多，有施密特、包西格、M-TLX、USX、TLX型 等。由于冷却水质控制状况的不同，这些废热锅炉在 使用中都曾出现一定程度的腐蚀损坏。
(2)防腐措施 由于急冷废热锅炉的腐蚀损坏主要是由于水质不良引 起的，因此对锅炉给水质量进行控制是防腐蚀最为有 效的手段。
第四节 甲醇装置 甲醇是一种具有用途广泛的基本有机化工产品，现 行的工业化甲醇合成工艺基本上是气相合成法，合 成的原料气主要是CO、CO2、H2及少量的N2和CH4。 气相法合成工艺主要有ICI低压甲醇合成法、Lurgi低 压甲醇合成法以及最近发展的TEC新型反应器合成法 这几种。目前使用较为广泛的是ICI、低压甲醇合成 工艺。 甲醇合成工艺一般由造气、净化、合成(转化)及分 馏4个主要部分构成。以乙炔尾气为原料低压合成甲 醇(英国I.C.I专利技术)为例，其工艺流程如下。
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7. 3 硫酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性
硫酸的腐蚀性能的影响因素: ➢ 硫酸的浓度 ➢ 硫酸的温度 ➢ 硫酸的流速 ➢ 酸中的氧(氧化剂) ➢ 杂质
(一) 介质的腐蚀性 （1）硫酸的浓度（P）
P<50% : P↑→腐蚀速度↑ 可钝化金属（碳钢） P≈50%→极大值
70%>P>50% : P↑→腐蚀速度↓ 浓度> 70%→形成钝化膜
高压设备腐 蚀突出
7. 2 尿素生产装置
（二）尿素合成塔的腐蚀与防护
1、尿素合成塔结构
检漏孔 T检测孔
尿素合成塔 （空筒形式）
进料管：下封头上 出料管：上盖
壳体 耐腐蚀衬里
内件 附件
塔板
混合器
（二）尿素合成塔的腐蚀与防护 2、尿素合成塔主要腐蚀形态及分析
7. 2 尿素生产装置
（三）高压甲铵泵的腐蚀与防护
第七章 典型化工装置的腐蚀与防护分析
7. 1 氯碱生产装置 7. 2 尿素生产装置 7. 3 硫酸生产装置 7. 4 磷酸生产装置
7.Hale Waihona Puke 1 氯碱生产装置腐蚀较 严重
氯碱的生产工艺通常有隔膜法、水银法和离子膜法
盐水
腐蚀介质 NaCI溶液
腐蚀介质
电解
湿氯、NaCI溶液、杂散电流
氯处理 碱浓缩
腐蚀介质 湿氯、硫酸
（三）典型装置防腐方法分析
（3）其他设备的防护 氯碱生产装置的防腐以材料为主
容器设备：采用非金属材料做衬里；涂料防腐 工艺管路通常采用非金属材质，部分内衬非金属。 特定功能的设备采用钛材 高纯高铬铁素体制造碱浓缩系统中的关键设备
7. 2 尿素生产装置
（一）介质的腐蚀特性
对设备腐 蚀最严重
钼
的夹
造
含
含杂
流
量 碳物 线
量少
➢ 德国物理化学家,金属学和冶金学奠基人之一 ➢ 1887年发现偏磷酸盐的同分异构现象（博士学位） ➢ 塔曼长期担任德国格丁根大学物理化学教授 ➢ 结晶动力学的原理 ➢ 金属学 ➢ 冶金过程物理化学 ➢ 在金属表面形成氧化层的研究上有创造性的见解 ➢ 塔曼培养出上百名优秀的物理化学家和冶金学家 ➢ 一生发表论文500余篇
蒸发 腐蚀介质
精制
高浓度烧碱
固碱
（一）介质的腐蚀特性 1、食盐水溶液 金属在盐水系统中的腐蚀实质是氧去极化腐蚀
钢铁 材料
√钛、钛钯 合金
阴极的极化作用主要是氧的浓差极化
金属的不均匀性 金属在盐水中腐蚀的影响因素：介质的不均匀性
2、杂散电流
杂散电流的腐蚀是电解工业中一种特有 的腐蚀形式 产生杂散电流的原因： ➢ 金属构件本身某些部位导电不良 ➢ 电路通过介质时，介质中形成电场
不锈钢的钝化电流密度↑
维钝电流密度↑
稳定钝化电位区↓
腐蚀速度↑
(一) 介质的腐蚀性—杂质 Fe 3+, Al 3+, Mg 2+ 的缓蚀作用
不锈钢的钝化电流密度↓ Fe 3+足量时，腐蚀速度↓ Fe 3+ 不足量时，腐蚀速度↑
(一) 介质的腐蚀性—杂质 Fe 3+ 的作用
Fe 3+足量时，腐蚀速度↓
金属铅 P<78% : PbSO4 →腐蚀速度很小 90 %> P> 99% : PbHSO4→P↑, 腐蚀速度↑
金属铜 P<78% : 不会发生析氢腐蚀 90 %> P> 99% : 铜氧化腐蚀
(一) 介质的腐蚀性 （2）硫酸的温度（T）
纯净的硫酸溶液
T↑→腐蚀率↑
(一) 介质的腐蚀性 （3）硫酸的流速
已具有保护膜的金属：
T↑，流速↑ →腐蚀率↑
Cr18Ni8: 腐蚀率与流速和 硫酸中氧（氧化剂）的含 量有关
(一) 介质的腐蚀性
（4）酸中的氧及氧化剂（略）
（5）酸中的杂质（略）
塔器 贮槽 容器 涉及硫酸腐蚀的设备有： 冷却器 泵 管子 阀门
7. 3 硫酸生产装置
(二) 浓硫酸冷却器的腐蚀与防护
杂散电流的腐蚀特点： 破坏区域集中 破坏速度较快
3、氯 氯对金属的腐蚀作用与含水量和温度有关
金属在不同含水量的氯中允许使用的温度极限
4、盐 酸 盐酸浓度↑、温度↑，金属腐蚀速度↑
5、烧 碱
氧去极化腐蚀
与碱的浓度有关
当浓度>30%时，
浓度↑，腐蚀↑
与金属的材料有关
腐蚀速度与PH值的 关系
(三) 硫酸泵 （2）浓硫酸泵
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性 磷酸的腐蚀性能的影响因素:
➢ 温度与浓度 ➢ 杂质 ➢ 含固物 ➢ 磷酸的生产方法
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性--温度与浓度
7. 4 磷酸生产装置
(一) 介质的腐蚀性—杂质
F- Cl-, SO42对腐蚀的促进作用
Fe 3+ 不足量时，腐蚀速度↑
(一) 介质的腐蚀性—杂质
SiO2
略
的作用
(一) 介质的腐蚀性— 含固物
磷酸料浆中的固体颗粒：
★ 未反应的磷矿颗粒 ★ 反应产物硫酸钙结晶
颗粒越多；粒径越大；硬度越硬；磷酸对材料的腐 蚀性越强
（二）主要腐蚀形式
（1）水线腐蚀 （2）缝隙腐蚀 （3）杂散电流腐蚀 （4）点蚀 （5）应力腐蚀破裂
（三）典型装置防腐方法分析
（1）金属阳极电解槽的防护
（三）典型装置防腐方法分析
（2）盐水预热器的防护 采用电法综合防护技术有效地防杂散电流
（1）采用绝缘装置 （2）采用强漏电断电装置 （3）采用排流接地装置 （4）采用等电位保护装置
列 管 穿 孔 、 漏 酸
电 位 指 示 发 生 故 障
阴
酸
极
进
布
口
置
布
不
置
合
不
理
合
理
壳 层 酸 泥 沉 积
保证冷却水 增设参比电
水质
极电位校正
插座孔
合理布置 阴极
合理布置酸 进出口管
7. 3 硫酸生产装置
(三) 硫酸泵
浓硫酸泵
衬胶泵
硫酸泵
非金属泵 陶瓷泵
稀硫酸泵 高硅铸铁泵
金属泵 硬铅泵
(三) 硫酸泵 （1）稀硫酸泵
1、尿素合成塔结构
高压甲铵泵
离心式甲铵泵
往复式甲铵泵
高温高压的氨基甲酸铵溶液
卧式柱塞泵 立式柱塞泵
（三）高压甲铵泵的腐蚀与防护 2、防腐蚀疲劳措施
防腐蚀措施
降低应力集中
组内提 进 合腔高 排 阀交内 液 式角表 组 液圆面 合 钢滑粗 阀 结过糙
构渡度
选择耐腐蚀疲劳材料
足
降不
够
低锈
控
的
钢钢
制
铬 中的 锻
（1）铸铁排管酸冷器 ➢ 腐蚀情况及分析 ➢ 防腐方法 （2）管壳式冷却器 ➢ 腐蚀情况及分析 ➢ 防腐方法
铸铁排管酸冷器
铸铁排管酸冷器
铸铁排管酸冷器
铸
铁 管 存 在 缺
密 封 点 多
陷
排
硫
硫
管
酸
酸
铸
温
流
造
度
速
质
高
高
量
差
降低浓硫酸 弯头采用耐 保证排管铸 采用低铬合
温度
腐蚀材料
造质量 金耐蚀铸铁
管壳式酸冷器