论文部分内容阅读
摘要：化工设备是化工生产线中主要的设备材料，对于整个生产线的稳定、正常运行乃至整个企业的发展意义重大。腐蚀作为化工设备常见的问题之一，其原因多样，影响严重。本文通过化工设备腐蚀的原因和机理着手，探讨了化工设备防腐措施的设计以及应用。
关键词：化工设备 腐蚀 防腐 设计 措施
随着我国经济的发展，工业化的进程也逐渐的加快，工业对于国民经济的发展已经日益重要。化工设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀，是化工设备发生的常见问题，这主要是由于化工设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。本文就化工设备的腐蚀以及防腐的措施进行研究和探讨。
一、化工设备腐蚀发生的原因以及分类
通常情况下，由于化工设备使用环境的特殊性，所以一般是金属制品，对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的，温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下，特别是化工企业，生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等，加上生产车间的湿度较大、温度较高，所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应，从而形成腐蚀。
对于腐蚀的分类，一般有两种分类方法，一是根据腐蚀产生的机理进行分类，另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分，主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后，由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象，这种反应一般来讲是氧化还原反应，主要因素是环境的湿度以及温度的问题；化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应，从而使得金属受到一定的损坏，这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为，剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。
二、化工设备腐蚀的机理
1.电化学腐蚀的机理
金属容易发生电化学腐蚀，主要是由于金属其表层与离子型的导电介质发生一系列的电化学作用，从而使得金属的表面遭到破坏。所有的电化学腐蚀，都会至少包括一个阳极反应和阴极反应，同时，也会通过金属内部的电子流和在介质中的离子流发生交换。阳极反应是一个氧化过程，是金属离子从金属中转离出来，到介质中，同时发出相应的电子，发生化学价的改变，之后电子与质子中的离子结合。阴极反应则是还原反应，是介质中的氧化剂组成通过吸收阳极的电子而发生还原反应。由于电化学腐蚀其电子流不会对外做功，都会在腐蚀的电池内部消耗点，所以电化学腐蚀是会逐渐的加快腐蚀的速度。
2.工业大气腐蚀机理
处于那些工业污染比较严重的环境中，由于空气中那些硫化物、二氧化碳以及氢氧化物等挥发性物质比较多，同时也包含一些工业的粉尘，这些都是容易引起腐蚀的介质。这些介质在潮湿的环境之下，酸性气体会结合水形成无机酸，这些酸具有很强的腐蚀性能，所以就会诱发腐蚀现象。在工业大气的环境下，设备是由电化学腐蚀以及直接化学腐蚀的综合作用引起的。所有腐蚀的本质，其实都是金属元素在失去电子之后形成离子的一个氧化过程。对于电化学腐蚀和工业大气腐蚀最主要的不同就是二者发生的环境不同。
三、化工设备防腐措施的设计及应用
1.合理选材，优化设计
设备的腐蚀与设备的材料息息相关，在化工材料的选择过程中，要围绕腐蚀发生的情况，注重选材的合理，要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等，根据化工原料的要求啦设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
2.环境防腐处理方法
环境防腐处理就是通过使环境在不影响生产工艺的条件范围下变化而降低腐蚀作用，主要可以通过以下几个方面：一是去除环境中的腐蚀性物质。去除环境的腐蚀性物质，包括去除环境中的水分和氧气以及其他的有害成分，可以通过添加脱氧剂来去除氧气，通过依靠除湿来使金属的表面保持在露点以上，并对装置内的水分控制在一定的指标下面；二是添加具有防腐性能的添加剂。可以添加防腐剂，使得金属的表面能够形成一定的保护膜，进而显著的抑制金属表面的腐蚀从而达到防腐的目的，常见的防腐剂有亚硝酸盐、络酸盐、硫基苯等，在使用这些添加剂时，添加的浓度要十分的严格。
3.表面涂层的防腐措施
常见的是涂漆，这是最为直观的防腐措施。通常使用的防腐漆为油料涂漆，比如邻苯二甲酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛+磷酸等等，为了达到更好的防腐目的，通常在涂漆时不仅要对漆膜的防锈能力、机械性质以及老化性质等进行严格要求还要对涂漆的物件的性质、表面状况以及施工环境和使用条件等做充分的了解。另外就是通过金属覆盖层来防腐。金属覆盖层通常有两种，一种是在覆盖层材料中采用塞焊以及焊衬里、金属复合法，这种防范因为覆盖层的防腐蚀性能好并且较厚，所以具有很长的使用寿命，但是工艺要求较为严格；另一种就是通过牺牲阳极来达到防腐的目的，此法一般有均匀渡铅法、热浸镀和喷镀法，但是由于加工效率较低、覆盖层较薄、使用中局部性防腐寿命短所以使用不是很普遍。
4.规范操作，减少腐蚀程度
化工设备的防腐不仅需要从材料以及防腐手段上面着手，也要注意平时的操作的规范性来达到防腐的效果。在平时的工作中，要对工人进行操作培训，提高工人的安全生产意识和规范操作能力，严格的遵守操作要求，不准超压、超温、超负荷运行。并且，要注意日常的维护和修理，对于一些腐蚀性能较差和压力容器要注重其养护，最好是能够建立设备的档案，对于其制备原料、施工环境等做好相应的检查和记录，以便在日常的工作中能够有效的运作，提高化工设备的防腐性能。
参考文献
[1]封素芹. 化工设备防腐措施运用分析[J]. 科技与生活， 2011， 22.
[2]彭芳， 赵剑， 曹晓峰. 浅谈机械设计和基础设施的腐蚀与防护[J]. 内蒙古石油化工， 2009， 06.
[3]刘爱双. 化工设备的防腐与防护探究[J]. 中国科技博览， 2010， 18.
关键词：化工设备 腐蚀 防腐 设计 措施
随着我国经济的发展，工业化的进程也逐渐的加快，工业对于国民经济的发展已经日益重要。化工设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀，是化工设备发生的常见问题，这主要是由于化工设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。本文就化工设备的腐蚀以及防腐的措施进行研究和探讨。
一、化工设备腐蚀发生的原因以及分类
通常情况下，由于化工设备使用环境的特殊性，所以一般是金属制品，对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的，温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下，特别是化工企业，生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等，加上生产车间的湿度较大、温度较高，所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应，从而形成腐蚀。
对于腐蚀的分类，一般有两种分类方法，一是根据腐蚀产生的机理进行分类，另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分，主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后，由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象，这种反应一般来讲是氧化还原反应，主要因素是环境的湿度以及温度的问题；化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应，从而使得金属受到一定的损坏，这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为，剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。
二、化工设备腐蚀的机理
1.电化学腐蚀的机理
金属容易发生电化学腐蚀，主要是由于金属其表层与离子型的导电介质发生一系列的电化学作用，从而使得金属的表面遭到破坏。所有的电化学腐蚀，都会至少包括一个阳极反应和阴极反应，同时，也会通过金属内部的电子流和在介质中的离子流发生交换。阳极反应是一个氧化过程，是金属离子从金属中转离出来，到介质中，同时发出相应的电子，发生化学价的改变，之后电子与质子中的离子结合。阴极反应则是还原反应，是介质中的氧化剂组成通过吸收阳极的电子而发生还原反应。由于电化学腐蚀其电子流不会对外做功，都会在腐蚀的电池内部消耗点，所以电化学腐蚀是会逐渐的加快腐蚀的速度。
2.工业大气腐蚀机理
处于那些工业污染比较严重的环境中，由于空气中那些硫化物、二氧化碳以及氢氧化物等挥发性物质比较多，同时也包含一些工业的粉尘，这些都是容易引起腐蚀的介质。这些介质在潮湿的环境之下，酸性气体会结合水形成无机酸，这些酸具有很强的腐蚀性能，所以就会诱发腐蚀现象。在工业大气的环境下，设备是由电化学腐蚀以及直接化学腐蚀的综合作用引起的。所有腐蚀的本质，其实都是金属元素在失去电子之后形成离子的一个氧化过程。对于电化学腐蚀和工业大气腐蚀最主要的不同就是二者发生的环境不同。
三、化工设备防腐措施的设计及应用
1.合理选材，优化设计
设备的腐蚀与设备的材料息息相关，在化工材料的选择过程中，要围绕腐蚀发生的情况，注重选材的合理，要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等，根据化工原料的要求啦设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
2.环境防腐处理方法
环境防腐处理就是通过使环境在不影响生产工艺的条件范围下变化而降低腐蚀作用，主要可以通过以下几个方面：一是去除环境中的腐蚀性物质。去除环境的腐蚀性物质，包括去除环境中的水分和氧气以及其他的有害成分，可以通过添加脱氧剂来去除氧气，通过依靠除湿来使金属的表面保持在露点以上，并对装置内的水分控制在一定的指标下面；二是添加具有防腐性能的添加剂。可以添加防腐剂，使得金属的表面能够形成一定的保护膜，进而显著的抑制金属表面的腐蚀从而达到防腐的目的，常见的防腐剂有亚硝酸盐、络酸盐、硫基苯等，在使用这些添加剂时，添加的浓度要十分的严格。
3.表面涂层的防腐措施
常见的是涂漆，这是最为直观的防腐措施。通常使用的防腐漆为油料涂漆，比如邻苯二甲酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛+磷酸等等，为了达到更好的防腐目的，通常在涂漆时不仅要对漆膜的防锈能力、机械性质以及老化性质等进行严格要求还要对涂漆的物件的性质、表面状况以及施工环境和使用条件等做充分的了解。另外就是通过金属覆盖层来防腐。金属覆盖层通常有两种，一种是在覆盖层材料中采用塞焊以及焊衬里、金属复合法，这种防范因为覆盖层的防腐蚀性能好并且较厚，所以具有很长的使用寿命，但是工艺要求较为严格；另一种就是通过牺牲阳极来达到防腐的目的，此法一般有均匀渡铅法、热浸镀和喷镀法，但是由于加工效率较低、覆盖层较薄、使用中局部性防腐寿命短所以使用不是很普遍。
4.规范操作，减少腐蚀程度
化工设备的防腐不仅需要从材料以及防腐手段上面着手，也要注意平时的操作的规范性来达到防腐的效果。在平时的工作中，要对工人进行操作培训，提高工人的安全生产意识和规范操作能力，严格的遵守操作要求，不准超压、超温、超负荷运行。并且，要注意日常的维护和修理，对于一些腐蚀性能较差和压力容器要注重其养护，最好是能够建立设备的档案，对于其制备原料、施工环境等做好相应的检查和记录，以便在日常的工作中能够有效的运作，提高化工设备的防腐性能。
参考文献
[1]封素芹. 化工设备防腐措施运用分析[J]. 科技与生活， 2011， 22.
[2]彭芳， 赵剑， 曹晓峰. 浅谈机械设计和基础设施的腐蚀与防护[J]. 内蒙古石油化工， 2009， 06.
[3]刘爱双. 化工设备的防腐与防护探究[J]. 中国科技博览， 2010， 18.