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防腐蚀工程论文集锦9篇

时间:2022-06-10 23:32:58

防腐蚀工程论文

防腐蚀工程论文范文1

针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

关键词:普通机械设备防腐设计措施

中图分类号: TU81文献标识码: A

一.引言

众所周知,机械设备本身是金属构成的,只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响,从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业,环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质,再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大,因此在这些环境因素的综合作用和影响之下,金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应,进而形成了腐蚀。

企业生产过程中,机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备,机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注.努力提高设备的防腐能力,最大限度的延长其生产使用寿命,使企业生产成本尽量降低,已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。

二.设备腐蚀发生的原因以及分类

通常情况下,由于设备使用环境的特殊性,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,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。

三. 机械设备腐蚀的机理

腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。

1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀,主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用,从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀,都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应,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,通过吸收来自于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,无疑就会加快金属被腐蚀的速度。

2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中,空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物,还包括一些工业粉尘,这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中,在潮湿的条件情况下,酸性气体就会与水结合生成无机酸,而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金,在这样的介质中,就会发生一连串的化学反映,致使钢材被严重的破坏。

在工业大气的环境下,机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以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,而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下,发生的氧化过程。

四.机械设备的防腐蚀设计

金属材料极容易遭到腐蚀破坏,所以在机械设备的采购过程中,应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑,并且要选择合适的配套附件,对设备的附件功能以及防腐蚀设计,具有相同的重要作用。

1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料,大多都是碳素钢。这种钢价格较低,同时采购较为方便,而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用,不会发生较大的腐蚀,对机械设备的使用,也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用,其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。

例如常用的 Q235 钢,在浓度较高的腐蚀性介质中,其腐蚀速度十分的高,即使对设备进行防腐涂漆,但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤,也可能会致使其腐蚀面积不断扩展,大大降低了机械设备的使用寿命。因此,企业通常都不会选择使用这样的材料,而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢,作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高,但是其所能够取得的总体经济效益,要比碳钢好很多。

2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计,过于复杂或是不合理,就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷,进而导致接卸的局部发生腐蚀情况,因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑,通常情况下,要符合以下要求:

(1). 机械构件的形状易简单;

(2). 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏;

(3). 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料;

(4). 尽量减少机械构件中存在的缝隙;

(5). 选择较为优质的防锈漆以及结构形式,以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离,尤其是要注意对焊缝进行涂漆,较为合理的涂漆结构,能够保证构件的任何一面或部位,都能够进行涂漆;

(6). 防止残余水分在机械设备上有滞留情况,在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处,如果不能够尽量避免,应该要设置排水孔;

(7). 在对机械设备进行焊接时,要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象,要尽量采取连续的焊接工艺,间断的焊接就容易产生内应力;

(8). 要尽量避免出现焊接缺陷,例如咬边、焊瘤、未焊透等现象,这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中,其凹陷边也可能会形成夹缝,而焊瘤不仅仅会造成应力集中,还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷,都会造成较为严重的腐蚀现象;

(9). 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象,对于构件的连接处的夹缝,要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式,主要包括对接以及搭接两种,这样的连接中应该采用焊接的连接,同时还应该采取双面连续的填角焊接,同时对于对接的接头,还应该采用双面连续的对接焊接,进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。

五.设备的防腐蚀方法

对机械设备进行防腐蚀的方法有很多,主要就是为了能够改善金属本身的特质,将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开,或者是对金属表面进行合理的处理,以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法,主要就是依据电化学的相关原理,进而在金属设备上采用一定的措施,进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法,主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。

外加电流法,主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极,同时将被保护的金属作为电池的印记,然后在外加直流电的作用之下,对阴极进行保护;

而牺牲阳极保护法,是采用电极电势将被保护的金属或是合金,作为电池的阳极,将其固定在被保护的金属表面上,从而形成了腐蚀电池,而被保护金属作为阴极,从而得到保护。

根据电化学的相关腐蚀原理,采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前,各个国家也广泛的采用此方法,将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上,对其进行保护,并取得了较好的效果。

合理选材,优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关,在材料的选择过程中,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,根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕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产品的耐腐蚀要求相一致;其次是要注意机械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。

电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段,在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属(包括合金)腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术,可分为阴极保护和阳极保护。

在金属表面上通入足够的阴极电流,使金属电位变负,并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求,通常情况下是不宜太复杂,结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大,远离辅助阳极部位电流密度小,得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用,会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单,还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强,这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。

阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连,在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位,使其建立并维持稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度显著降低,使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属,不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物(如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等)和氨水及铵盐溶液中的结构物(如碳化塔、氨水储槽等)。

在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护;在既可采用阳极保护,也可采用阴极保护,并且二者保护效果相差不多的情况下,则应优先考虑采用阴极保护;如果氢脆不能忽略,则要采用阳极保护。

缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度,就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少,虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向,但它能在金属表面形成保护膜,从而减缓金属的腐蚀速度,从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点,广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门,并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施,列入到生产工艺或操作规程中。

六.结束语

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。机械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,是机械设备发生的常见问题,这主要是由于机械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。机械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,对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中,在这样的环境中,机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快,所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。

参考文献:

[1] 刘春荣LIU Chun-rong浅谈普通机械设备的防腐设计及措施[期刊论文] 《装备制造技术》 -2011年10期

[2] 韩晗 王鑫 董亮 浅议普通机械设备的防腐设计及措施 [期刊论文] 《中国普通贸易》 -2013年5期

[3] 张海波论述普通设计中的防腐问题 [期刊论文] 《世界华商经济年鉴•城乡建设》 -2012年9期

[4] 白平南普通机械设备的防腐措施 [期刊论文] 《考试周刊》 -2012年21期

[5] 张晶莹ZHANG Jing-ying浅析普通机械设备腐蚀原因及防腐措施 [期刊论文] 《普通技术与开发》 -2012年3期

防腐蚀工程论文范文2

就工业建筑来说,建筑腐蚀的问题成了建筑人员最大的难题。目前研究解决腐蚀问题的方法很多,但针对不同腐蚀环境,防腐蚀的方法也存在很大差异。所以,根据工程概况分析项目的腐蚀环境,结合腐蚀理论设计防腐蚀方案和要求,要求我们对防腐进行方案性的解决。为了设计适应工况的防腐蚀方案,本文结合工程实践研究了在强酸性腐蚀环境下防腐蚀方案设计,以便去解决工业建筑腐蚀的问题。

【关键词】

工业防腐;施工技术;防腐蚀

腐蚀问题遍及国民经济的各个领域,给国民经济带来了巨大的损失,造成许多的事故,消耗了宝贵的资源和能源,污染了我们的生存环境。所以,工业建筑防腐的问题更应该加大我们的重视,因此,我们研究制定更为合理的方案去解决工业建筑防腐蚀的问题。

1工业腐蚀

随着我国工业逐渐的发展,现在工厂操作者的不规范,周围环境的影响,已经导致工业建筑受到了不同程度腐蚀,往往使建筑达不到应该使用的年限。比如说,盐酸、硫酸等介质,致使钢筋混泥土的构件受到了很大的侵蚀破坏,经常会出现钢筋锈腐、混凝土开裂炭化的现象,因此,有必要从选材和防护措施等方面,来保证建筑物和构筑物应有的抗腐蚀性。

1.1腐蚀的形成

腐蚀是指材料在周围介质侵蚀作用下产生的破坏。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。材料的腐蚀类似于物质的风化,只是速度快得多。在一定的意义上,可以把金属材料的腐蚀理解为金属冶炼的逆过程[1]。

1.2工业建筑的腐蚀特性

在最原始的时候,只有金属会发生腐蚀的现象,但是随着科学技术的不断发展。非金属材料不断的去应用,所以,逐渐的出现工业建筑腐蚀性。建筑构件是由于金属材料和非金属材料组成,它的腐蚀性比较复杂。建筑腐蚀表现的就是建筑材料的破坏。建筑结构的种类也很多,主要是钢筋混凝土结构、钢结构、木结构和砖混结构,但目前而言,世界上最常使用的就是钢筋混凝土结构,钢筋混凝土的腐蚀是影响建筑耐久性的主要因素。

1.3腐蚀保护措施

想要解决好防腐蚀的问题,首先就要遵守政治法规,还要采用先进的科学技术。工业建筑的防腐工程是一个系统工程,然而一个完整的防腐蚀体系至少应该有两个方面,第一个就是国家政策方面的政令和法规,要“以人为本”为核心;第二个就是技术方面的问题,比如说,在腐蚀保护方面的工程设计规范、施工技术规范、还有一些新材料的研究与利用,这两个方面都是很重要的,我们都要去周密的去处理。

1.4建筑腐蚀破坏的问题

建筑的腐蚀问题,有时候不光光是外界环境造成的,有时候可能是建筑本身造成的建筑腐蚀。首先要考虑的就是基础垫的选择,想要让建筑在一段时间之后,不发生腐蚀的问题,选择一个好的地基往往是很必要的。有时候,防腐工程的失败就是因为基层处理的不够好,如果基层出现了问题,就不像面层那样比较容易处理,一旦出现了这样的问题,往往是无法补救的,所以只有一个好的地基才会发挥更加好的作用。然后就是墙体材料的选择,墙体材料的选择应该考虑耐腐蚀介质的要求。在工业建筑的工程中,应该去选用合理的墙体材料,它的正确选取,可以保证建筑物的功能、安全。还有施工方面的问题。还有就是混凝土材料的选择,钢筋混凝土对大家来说,它的结构具有耐久性。混凝土腐蚀的内因是混凝土本身的多孔性和脆性,一般还存在混凝土的徐变、干缩裂纹;而腐蚀的外因是介质的侵入,改变了钢筋的环境[2]。

2工业建筑的防腐蚀的工程设计

工业的防腐是一个长期的过程。防腐蚀工程首先是防止自身不受腐蚀,同时还要防止流失腐蚀介质要腐蚀的其他建筑物。防腐蚀的工程就要以实际为依据,工作人员应该充分的去了解生产工艺及材料,还要设计好防腐蚀的设计方案,这样才能防止腐蚀中出现的损失。

2.1防腐蚀工程中存在的问题

在防腐蚀工程的设计中,需要考虑的问题往往是很多的,比如说,整体性、防渗性、耐腐性,否则在防腐蚀的工程中会出现一些问题。任何的防腐蚀工程,在建筑结构本身设置分开的变形缝,常常会有设备等穿过楼地面,槽罐本体上也时常会出现设置管道出入口。这些部位的节点和缝隙,都需要作妥善的防渗方案处理。

2.2耐腐蚀材料的正确选取

如果想要解决好防腐蚀工程的设计,一定要选好耐腐蚀的材料。所以,每一位设计人员都要准确的去了解每一种防腐材料的特点。因为每一种防腐蚀的材料都有它的好与坏,只有熟练掌握其性能,才能够保证防腐蚀的工程质量。如果在设计的时候,防腐蚀的材料运用的不合理,就会有各种因工程质量而发生的事故,所以,设计人员应该格外的去重视这个问题[3]。

2.3建筑腐蚀的修复

建筑物的腐蚀事业个客观性的规律,就算在各方面的工业已经做得很好了,但是也不能完全的组织腐蚀的产生和发生,所以,已腐蚀的建筑物修复问题也成为了建筑防腐蚀科学中一个重要的组成部分。经过一定的研究之后,得到无论基础、楼地面、墙面、天棚等,当旧混凝土面层已软化、风化、变质严重破坏的时候,必须要去清理它表面的腐蚀物的结果,在彻底清除腐蚀物之后在对建筑给予加固或落架维修。

3工业建筑防腐蚀的施工技术

由于我国的工业建筑不断的发展,国内大部分的工业建筑都受到了腐蚀。所以,我国开始重视工业防腐蚀的问题。我国从70年代开始,就开始组建防腐蚀工程的队伍,但是经过很多的问题,最终都没有被保留下来。因为,防腐蚀的工作,需要多方面的配合,才会发展的更好。因此,组建一些专业性的施工队伍才是一个重要的问题。

3.1加强施工技术的管理

在施工的技术的过程中,施工人员应该在每一次的施工中积累一定的经验,这样才会提高施工技术的水平。从国内跟国外的施工技术中,我们总是会发现,国外很重视施工的机具的选择,拥有先进的机具,往往会提高整个施工的水平,所以,我们想要提高施工的技术和质量,就要采用一点国外的施工技术,不仅要这样,还要建立一个严密的施工制度,并且在质量检验的方面,也要做到严谨,不可以有任何的疏忽,以免发生不必要的意外[4]。

3.2提高施工技术的水平

目前来说,我国的工业建筑腐蚀性问题解决的还不是很好,组建的队伍还没有达到很成熟。所以,组建好这个的专业性的施工队伍也是一个很重要的问题。由于这些年的施工队伍还不是很完善,所以,施工人员最重要的就是在施工中积累一定的施工经验,建立一个专业性的防腐蚀公司,发挥了积极性的作用。因此,我们国家的防腐蚀建筑要向一个全新的方面去发展。

3.3工业建筑防腐蚀设计的规范

在工业防腐蚀工程的建设中,不仅需要工作人员在设计的时候认真负责。还需要的就是在设计的时候进行的合理规范。比如说,各工业部门的设计单位都需要去有本系统的防腐蚀设计资料和标准的图集,一起承担不同规模的防腐蚀工程设计任务,在几年后的发展,我们国家在1983年,出版了《工业建筑防腐蚀设计规范》。这本书内容全面,在工业防腐蚀设计中起了很重要的主导地位。但在最近的这几年里,新的防腐蚀材料和防腐蚀技术的不断出现,为满足工程质量,国家有关部门正在对这本设计规范进行修编工作.

4结束语

根据以上的分析和研究,想要解决好工业建筑防腐蚀的问题,就要先解决好工业防腐蚀设计的问题。工业建筑的防腐蚀不仅与技术、施工有着关系,还与科研、使用方法有着不可分割的联系。我们只有做好每一个方面,才会保证工业建筑防腐蚀起到一定的效果。因此,我们要总结实际工程的经验,寻找新的研究成果,采用新的材料,这样才会达到技术的先进性,实用性以及安全性。

作者:崔敬业 单位:平煤神马建工集团有限公司

参考文献

[1]张清学.吕今强。防腐蚀施工管理及施工技术[M].北京:化学工业出版社,2005.7

[2]朱凯.工业建筑防腐蚀施工技术研究与应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(16)

防腐蚀工程论文范文3

关键词:城市天然气;管道腐蚀;原因;改进措施

中图分类号:TE988.2 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)06-0133-02

人们生活水平的不断提高使得对能源资源的需求和要求不断提升,城市天然气的发展越来越快,随之而来的天然气管道腐蚀的防治问题也越来越多。对城市天然气传输管道进行充分的研究,分析天然气管道腐蚀的原因,并找到防治腐蚀的办法和改进措施,在提高管道寿命,增加企业经济效益和社会效益方面具有重要的作用。处理好城市天然气管道的腐蚀防治问题是全社会的共同责任,相关责任部门必须要认真严肃的对待。

1 城市天然气管道腐蚀的原因分析

城市天然气管道腐蚀问题是当前全世界范围内普遍存在的问题。造成天然气管道腐蚀的原因众多,主要有空气和细菌腐蚀、管道和土壤腐蚀两种。

1.1 空气和细菌腐蚀

城市天然气管道在空气中的腐蚀是由于空气中的氧气、水分和酸性污染物等共同作用下而发生的化学腐蚀。天然气运输管道的主要成分是钢铁,钢铁长时间暴露在空气中容易发生腐蚀,从而影响到管道使用的寿命。城市天然气管道在大气中受到腐蚀主要分为干燥大气腐蚀、潮湿大气腐蚀和可见液膜下的大气腐蚀等三种类型。另外,空气中还存在这一些常见的管道腐蚀细菌如铁细菌、氧化菌等,这些也是造成天然气管道腐蚀的重要原因。

1.2 管道和土壤腐蚀

城市天然气管道的腐蚀分为管道内壁腐蚀和管道外壁腐蚀。其中内壁腐蚀是由于管道中所传输的天然气的主要成分是硫化氢、氧气和二氧化碳等物质的混合物,这些物质混合在一起容易发生腐蚀作用,对管道内壁造成损害,影响管道使用的寿命。通常,我们处理管道内壁的腐蚀问题的原理是将燃气中的杂质控制在标准值之内。在管道内壁涂抹一些抗氧化的物质能够有效的减缓管道内壁被天然气中杂质的腐蚀。天然气管道外壁腐蚀主要是由于管道长期暴露在空气中或者被埋在土壤中。埋在土壤中的天然气管道的腐蚀称为土壤腐蚀。由于土壤中存在着一些能够腐蚀钢铁的化学物质,再加之水和渗入到土壤中的氧气的作用,使得天然气管道发生腐蚀,变得越来越薄,增加了天然气传输的安全隐患。

2 城市天然气管道腐蚀防治的方法探讨

2.1 管道内壁防腐方法探究

由于天然气的特殊成分,以及天然气传输过程中所夹杂的混合物的影响,以钢铁为材料所制造的运输管道很容易受到损耗。因此,研究清楚天然气的组成对天然气运输管道内壁的保护具有重要的作用。天然气在进入管道进行传输时往往都会夹带着水分、氧气、硫化氢以及二氧化碳等杂质,这些杂质在铁质管道的环境下会在发生电化学反应的同时发生破坏金属晶格的反应,使得天然气运输管道的内壁受到损伤,给天然气的安全运输埋下了巨大的隐患。因此,通过对天然气管道内壁的防腐方法进行探索研究,发现在运输管道内壁涂抹防腐物质和减少天然气杂质具有非常明显的效果。其中,减少天然气杂质需要我们从天然气传输源头上对天然气进行净化,通过脱硫、脱水等手段来使得天然气的成分符合相关的安全标准。而在管道内壁涂抹相关防腐物质则可以进一步降低管道因发生电化学反应而受损的风险。在减少管道的腐蚀的同时还能够减小天然气传输的阻力和清理管道的成本,提高相关单位的经济效益。

2.2 管道外壁防腐方法探究

城市天然气管道的外壁容易受到很多方面的影响而发生腐蚀,因此对管道外壁的防腐需要投入更多的精力进行研究。城市天然气管道外壁由于长时间与土壤接触,土壤中又存在着一些能够和管道所用材质发生电化学反应的物质,所以在进行管道外壁防腐工作时要充分预料到可能会发生的反应,然后再有针对性的进行管道防腐工作。如果用被腐蚀金属的质量来衡量腐蚀的速度,用W表示被腐蚀金属损失的质量,i表示腐蚀电流强度,t表示时间,k表示电化学当量,可以得到腐蚀速度W=i×t×k。

2.2.1 涂抹绝缘层进行管道防腐

城市天然气管道的主要成分的铁,在长期暴露在空气当中或者埋在土壤中容易发生电化学反应使得管道遭到腐蚀,影响到天然气的正常传输。在管道外壁涂抹绝缘层能够有效的阻止电化学反应的发生,延长了管道使用的寿命。然而,要达到理想的效果,对于天然气管道的绝缘层所涂抹的材料及施工的质量有着比较高的要求。为了达到管道防腐的理想状态,在施工时一定要保障所涂抹的绝缘层是没有缝隙的,保障管道外壁不会直接与土壤中的成分接触。在选择绝缘层的材料时一定要选择防水的、化学性质稳定、抗腐蚀,还要在施工过程中不影响施工的正常进行。当前,我国城市天然气管道防腐绝缘层的材料通常选用的是煤焦油沥青。煤焦油沥青进行管道外壁防腐不仅在经济上拥有着较大的优势,而且其所具有的性质基本都适用于管道绝缘层的要求,所以煤焦油沥青在管道防腐中运用比较广泛。然而,运用沥青进行管道外壁绝缘层的构建还需要其他材料的辅助,如玻璃布、聚氯乙烯塑料布、底漆、橡胶粉等,这些材料在配合沥青使用时还要满足其他一些要求。

其中,玻璃布的使用要根据不同环境下的不同管道情况来使用,一般而言,玻璃布的厚度为0.1 mm,经纬密度为8×8根/cm2,含碱量10%,这一标准下的玻璃布能够起到很好的绝缘效果,而且还能够充当绝缘层的骨架。聚氯乙烯塑料布抗寒和耐热能力超强,具有比较稳定的化学性质和物理性质,具有较好的防腐作用,而且还能够保护沥青。底漆则主要是通过对沥青和汽油按照1∶2(2.25~2.50)的比例进行调制而生成的,能够有效增加与管道表面的粘附程度,更好的起到保护的作用。在底漆中加入3%~5%的橡胶粉则在提高管道防腐绝缘层的延展性和粘性上具有重要的作用,同样也能够对防腐层起到一定的保护作用。

2.2.2 利用电保护法进行管道防腐

通过电保护法进行城市天然气管道的防腐工作是当前运用的比较普遍的方法。根据管道所发生的电化学反应的相关知识,电保护法分为外加电源保护法、牺牲阳极保护法和排流保护法三种办法。

其中,外加电源保护法能够消除管道与环境中的阴阳极电位差,从而阻止电化学反应的发生,达到保护阴极即保护管道不被腐蚀的目的。然而,根据城市天然气供应的实际情况,如果我们在管道防腐工作中采用外加直流电源方法的话难免会对其他公共设施的正常运行造成影响,从而可能会导致因小失大的结果。而牺牲阳极保护法的主要原理是利用还原性比天然气运输管道所用钢铁材料的还原性强的金属,该金属充当原电池中的负极,输气管道材料充当正极,在发生原电池反应时阴极所用材料被消耗,而充当正极的管道受到保护,从而达到天然气输气管道防腐的效果。在牺牲阳极保护法中我们常采用镁合金来充当阳极的材料,从而使得管道能够获得足够的电子来使管道呈现为负电位,以达到保护管道的目的。在实际应用当中,我们通常会将外加电源保护法和牺牲阳极保护法相结合,两种方法优势互补,相互结合,从而达到更好的管道防腐效果。

3 城市天然气管道腐蚀防治改进措施探讨

当前,相对国外管道防腐较为先进的技术而言,我国对城市天然气管道腐蚀防治的研究还存在着一些问题急需解决,管道防腐技术还有待改进。

3.1 积极开发管道防腐材料

我国当前所使用的管道防腐材料虽然基本已经实现了国产化,但是由于技术上的缺陷,所生产出来防腐材料难免会出现一些问题。因此,我们要加大对管道防腐材料的研究力度,通过借鉴国外先进的技术,结合国内的实情,运用到生产实践当中去,生产出高质量的材料来更好的进行管道腐蚀的防护。

3.2 积极提升腐蚀管道的定位技术

进行天然气管道腐蚀程度的测量需要我们拥有一个完善的防腐数据库管理系统,我们要不断的加强腐蚀管道的定位能力,使得腐蚀管道的定位快速而准确,这样才能够有效的找出天然气管道的安全问题,排除安全隐患。当前我国在这一方面的技术和先进国家相比还存在着很大的差距,对管道防腐检测技术投入足够的精力,才能够缩小和国外技术上的差距,增强我国管道腐蚀检测的实力。

3.3 确保阴极的准确到位

在对管道进行电化学反应保护时我们要确保阴极的准确到位,才能够保障腐蚀的是充当阳极的其他金属,而不是消耗阴极的管道金属。要确保阴极的准确到位,我们必须要关注阴极保护的关键参数。保护电流和保护电位是对阴极进行保护的关键参数,保护电位是金属完全停止腐蚀时所需要的电位,保护电流则是被保护的结构单位面积中所需要的保护电流。只有准确的把握了阴极保护的关键参数,才能够确保阴极保护的准确到位,对管道的保护才能够得到保障。

4 结 语

天然气是当前城市能源的主要供应形式,对城市天然气管道腐蚀的原因进行充分的研究,找到改进防腐的措施对于保障我国天然气正常供应具有极其重要的意义。根据我国的实际情况,结合国际先进的防腐技术对我国城市天然气管道的防腐技术进行改进,才能够保障我国城市天然气的正常供应。

参考文献:

[1] 雷闽.天然气管道爆裂失效分析[A].2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C].北京:《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社,2006.

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防腐蚀工程论文范文4

【关键词】防腐设计 工业 结构 应用

防腐设计是建筑工程项目管理中一项重要组成部分,采用防腐技术可以降低腐蚀造成的损失,减少建筑使用中的维修费用,延长建筑物的使用寿命。要想做好防腐蚀结构设计必须认真执行有关规范,总结实际工程经验,吸取新的科研成果,采用新材料,从而达到技术先进,实用安全,经济合理的目的。

1 防腐设计概念

建筑的防腐蚀设计是以预防为中心的,根据生产过程产生的介质的腐蚀性、管理水平和维修条件等,分别采用不同的设计方案,综合考虑工程所涉及的各项因素,采取有效的解决措施。创造良好的工况环境,缓解腐蚀因素;合理选用相关工况条件下的防腐蚀材料,选择经济合理的防腐蚀方案,腐蚀是建筑工程存在的一个普遍问题,它是以预防为主的工作,主要是根据生产过程中一些原料具有的腐蚀性,或者管理、维修不当而设计的设计对策。对腐蚀性的分类是根据腐蚀性介质对于建筑材料的破坏程度来分类的,主要是从内外部变化两种因素,对腐蚀性的等级进行综合评定。从防腐蚀角度考虑,合理设计结构,从防腐蚀角度,正确制定施工建造工艺,合理使用与维修保养。

2 工业建筑防腐蚀工程的设计要点

(1)防腐蚀工程设计,要将正确选择耐腐蚀材料放在首位。希望国家对此予以高度重视,完善技术标准,加强规章制度的推行力度,规范防腐蚀工程的施工,只用这样,才能在一定程度上保证工程的质量。为了缩小侵蚀性介质的危害范围,便于防护,应配合生产工艺要求将滴、漏严重的设备集中布置,并可在设备底下设置托盘、地槽,局部地面、楼面作成耐酸、耐碱地坪。设计人员要深入认识防腐蚀工程材料的技术性能,才能灵活运用这些防腐蚀材料,保证防腐蚀工程的整体质量。要根据实际情况适当对保护层的厚度进行加大,提高构件自身的防腐蚀功能。在进行防腐蚀设计时,应该注意对易受防腐蚀部位的保护,且不能任意扩大设防范围,增加工程建设成本。

(2)提高相关设计人员的专业素质,使其对各类防腐材料的性能及优缺点了如指掌,根据各项工程的特点进行合理和科学的设计,有效避免工业建筑中存在的结构问题等。防腐蚀工程不仅对耐蚀性有所要求,更要妥善处理工程的防渗性与整体性,如果处理不当,就会影响防腐蚀工程的功效。钢筋混凝土结构构件的保护层厚度,会对构件的耐久性产生直接的影响。当其厚度大的时候,其腐蚀程度很小,如果保护层厚度足够大的话,是不会对钢筋造成腐蚀的。合理选择防腐蚀方案还需要从经济计量学角度做出经济评价,诸如在工艺流程设计中、设备技术经济评价中等方面,均要把防腐蚀方案考虑其中,反复对比计算来做出选择。细节部位的结合和缝隙,都要对其作防渗处理,否则会严重影响到建筑的使用效果。

3 工业建筑结构的腐蚀问题和处理

(1)任何建筑工程的最佳使用寿命都是与合理的防腐蚀措施相对应的,而良好的防腐蚀措施则是由诸多因素共同作用综合完成的。地面层材料应根据腐蚀性介质的类别、性质、浓度以及对建筑结构材料的腐蚀性等级条件,结合设备安装和生产中的机械磨损等要求,设计不同的防腐地面。防腐设计及施工是一项专业性很强的工作,如何在合理、经济的条件下达到最佳防腐蚀效果,一直是人们热于讨论的问题,在以往的工程案例中,经常出现由于材料选择不当导致工程质量发生问题的现象,因此,相关设计人员应该对其给予足够的重视。生产厂家提供的资料和数据必须真实准确,设计人员才能合理地设计方案,避免不必要的损失。

(2)对散发大量侵蚀性介质的厂房、仓库、贮罐、排气筒、堆场等,尽可能集中布置于常年主导风向的下风侧和地下水流向的下游。工业生产过程中应用和产生的酸、碱、盐以及侵蚀性溶剂,大气、地下水、地面水、土壤中所含侵蚀性介质,都会使建筑物受到腐蚀。此外,建筑物还会受到生物腐蚀。选用合适的基础材料,加强混凝土中钢筋保护层,对基础表面作防腐蚀处理并增加基础埋深等。各类防腐蚀材料在使用过程中,要考虑采用的耐腐蚀的防渗隔离层能否保证防腐蚀工程的防渗能力,所以大部分的工程都会采用沥青、橡胶这类材料作为防渗隔离层。

(3)建筑物的基础部分,为了防止生产过程中侵蚀性液体渗入地下造成腐蚀,必须采取地面的防渗堵漏和排水设施,在湿度较大的地区,如果没有考虑环境因素而采用正常的保护层厚度设计的话,就容易出现混凝土的保护层开裂以及剥落现象。防腐蚀措施有多种,在具体项目中,应根据实际的建筑物的使用环境、施工难易程度、建筑物结构、服役寿命等进行选择决定。应充分利用结构的合理设计降低或者排除腐蚀发生。在结构设计和工艺建造过程中不注意防腐蚀要求,往往会引起或加速构建的腐蚀,特别容易引起局部腐蚀,建筑工程的设计人员应该充分重视腐蚀导致的危害,在建筑设计中结合具体情况采取适当的防腐蚀设计措施来避免腐蚀。

4 防腐设计在工业建筑结构中的应用

(1)我国大部分的防腐蚀工程都会在建筑结构中,设置分开的变形缝,都会有管线裹着设备穿过楼面,在槽罐本体上也会设置管道的出口。目前防腐阻锈剂已经在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用,以后的目标是要研发出更加高效、环保的阻锈剂,相关设计人员要熟练掌握每一种防腐蚀材料的性能优缺点,只有这样,才能根据工程的具体情况选择相适应的材料,以达到“扬长避短”。凡散发侵蚀性气体、粉尘的建筑物,造型力求简单。为保持良好的自然通风,可采用敞开式、半敞开式建筑,对涂料防护的设计应该考虑到涂层之间的结合,尽量选用涂层之间能够结合良好的品种配套,并具有较强的附着力。

(2)对厂房的防腐蚀问题应引起高度重视,并应根据厂房的腐蚀性介质性质和环境条件在工艺布置、结构选型和材料选用等方面采取相应的对策和措施,以确保厂房结构安全使用。若想对防腐蚀工程进行合理设防,就要将生产实际需求作为主要的依据。可与其它防腐措施配合使用等多种新特性已经引起了人们更多的重视,我国防腐涂料正朝着开发绿色环保、节约资源、高性能防腐涂料的趋势发展。在建筑工程的防腐设计中,我们还要考虑原材料的耐腐蚀性能以及材料在施工过程中的可操作性,就有效的防腐蚀设计需要建立在充分了解建筑物所处周边环境的基础上,全面分析能够引起结构腐蚀的因素和引起腐蚀的基本原理。

(3)只有当腐蚀造成危害,实践中得到教训时,才会在这方面进行改良工作,从而造成许多不必要的浪费和反复,这是我们在今后的项目工作中需要改进与避免的。我国的涂料防腐过去是以防锈、耐油、耐温为主,专用性较强。随着防腐技术的发展,防腐涂料施工方便,着色性好,适应性强,不受设备结构、形状的限制,重涂和修复方便,费用低,创造良好的工况环境对设备和设施的良好运行起着至关重要的作用,是任何工程项目都应首先考虑的,工业民用建筑混凝土必须要加入防腐阻锈剂和膨胀剂,而两种外加剂的协同作用能够很好的提高混凝土的耐久性,且对混凝土的强度没有影响,以增加建筑的使用寿命。

5 防腐设计在工业建筑结构中的发展

(1)环境保护的要求使建筑防腐材料向低汇方向发展,现代化工业的发展使得环境污染越来越受到人们的重视,环境保护已成为人类共同的事业。选择合适的原材料是建筑工程防腐设计的一个重要环节,关系到整个工程防腐设计的成功与否我们所选用的材料在性能上满足了防腐的要求,但我们还必须要考虑材料在施工过程中的可操作性。针对混凝土的干缩和抗裂性能差的问题专家们通过对混凝土膨胀剂的研究,补偿了混凝土的收缩,能有效的防止和大大减轻混凝土开裂,提高混凝土的抗渗性,效果显著。如果建筑物采用钢、铝等金属结构,除加强节点构造和表面防护外,进行结构计算时要适当提高安全度。

(2)对于防腐蚀设计要求较高的建筑物,除了采取电化学保护外,还辅以表面隔离措施,甚至对结构材料本身进行处理。各国政府相继制定了有关法规,尤其是发达国家近年来对环境问题高度重视。因此在混凝土中同时掺入适量的防腐阻锈剂和膨胀剂可以增加混凝土的耐久性和提高混凝土的抗渗性。建筑涂料的生产、使用排放的是主要的环境污染源之一。我国的涂料防腐过去是以防锈、耐油、耐温为主,专用性较强。随着防腐技术的发展,防腐涂料施工方便,着色性好,适应性强,不受设备结构、形状的限制,重涂和修复方便,费用低,可与其它防腐措施配合使用等多种新特性已经引起了人们更多的重视,我国防腐涂料正朝着开发绿色环保、节约资源、高性能防腐涂料的趋势发展。

6 结语

在建筑工程设计中要结合具体情况采取适当的防腐蚀设计措施,以避免腐蚀带来的危害,最大限度的延长建筑物的使用年限。设计人员必须在具备基本防腐蚀知识的前提下,认识到腐蚀给建筑物带来的危害并加以重视。这样不但能提高建筑物的安全性,而且也能提高建筑物的使用寿命,最终得到一个既安全经济、使用寿命又长的工业建筑物。

参考文献:

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关键词:化工设备;防腐;控制措施

随着科学技术的水平的提高,各个产业的对生产的设备各方面性能的要求也在不断的提高,尤其是化工设备广泛的应用于石油、化工企业中,设备的质量直接关系到企业产品生产的产量和质量。并且化工企业生产的成本在很大程度上是取决于化工设备的完善程度。化工设备最常见的问题就是在长期使用的过程中出现腐蚀的现象,并且相关的技术人员要根据设备腐蚀的情况设计防腐蚀的内容。但是因为多种条件得到的限制,在化工设备的防腐蚀措施中存在很多的问题,对化工产品的生产安全和质量造成严重的影响。文章对设备发生腐蚀的原因进行了分析,针对性的制定相关的防腐蚀措施,保障化工设备的性能。

1 化工设备出现腐蚀的原因

化工设备出现腐蚀的原因是在化工企业长期的生产过程中,产生大量的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、硫化物等有害物质。在特定的温度和湿度的环境条件下,有害物质与化工设备的材质发生了化学反应,从而出现了化工设备腐蚀的现象。化工设备出现腐蚀的现象,导致设备的结构稳定性遭到破坏,使得设备使用的安全性能受到严重的影响。

化工设备出现腐蚀的现象主要分为三种类型:化学腐蚀、电化腐蚀、物理腐蚀。首先,化学腐蚀是设备表面的特殊材质与空气中的物质发生了化学反应,产生新的氧化物质附着在设备的表面,对设备表面材质的结构构成破坏。其产生的主要原因是在化工产品生产的过程中高温的环境,加速了设备表面物质的反应。其次,电化腐蚀是化工设备在接触电介质溶液的时候,在电极反应的情况下出现了腐蚀的现象。其产生的主要原因是,化工设备工作的环境较为潮湿。最后,物理腐蚀是化工设备的金属材质出现物理溶解,破坏了设备的性能。物理腐蚀的过程中,没有参与任何化学反应和电化学反应。

2 化工设备的发哪个服控制措施

2.1 加强发防腐工作人员的专业技能

化工设备出现腐蚀的现象会在很大程度上影响设备的安全性能,所以在进行防腐蚀的作业中,要加强施工组织的专业技术,保证防腐蚀的工作科学有效的实施。做到防腐蚀作业的科学性的前提是,相关的工作人员要进行专业的防腐蚀知识技能的培训,并由相关的部门对防腐蚀工作的每一个环节的作业质量进行监督检查,保证相关的工作人员充分的认识到在化工产品的生产过程中化工设备的重要性,在设备操作中,严格的遵守相关的操作标准,防止出现操作失误和设备腐蚀的现象,否则会造成生产实践的安全隐患,并且对化工产品的质量造成影响。

2.2 化工设备表面防腐蚀措施

在防腐作业进行的过程中,首先要进行的是对化工设备的表面的腐蚀现象进行处理。一般情况下,化工设备的表面出现腐蚀的现象是采用喷砂或者喷剂的方案对腐蚀的地方进行覆盖,但是在进行喷砂之前要对设备表面的锈迹和氧化物进行彻底的清除,并且确保需要喷砂的地方的清洁和干燥,然后进行喷砂的调配,调配的过程中一定要注意调配的比例,保证调配的标准符合相关的标准,最后对设备的表面进行全面的覆盖,防止再次出现腐蚀的现象。

2.3 化学介质浓度控制

化工设备出现腐蚀的现象,大部分的腐蚀情况都和化学介质有着密不可分的关系,化学介质的浓度是造成化工设备出现腐蚀现象的主要原因。一般情况下,化学介质中有一定浓度的氢氧化钠、硫化氢、水等直接引发设备产生腐蚀,化工设备的钢材在进行焊接的时候,一定要严格的控制硫化氢和水的比例,最大程度的延长焊接接头应力腐蚀破裂时间。但是钢材材质的不同采取的焊接方式和方法也不尽相同。例如,钢材的材质是碳钢或者低合金钢,在焊接的过程中要严格的对氢氧化钠的浓度进行控制,并且焊接作用的环境温度不宜过高,防止出现焊接后应力腐蚀破裂的现象。

2.4 正确使用防腐涂料

化工设备有很多种防腐的措施,其中防腐涂料是最常用的一种方法,并且这种方法广泛的应用于石油化工企业的化工设备防腐工作中。正确的使用防腐涂料可以有效的防止化工设备出现腐蚀的现象。其中防腐涂料的主要作用可以表现在以下几个方面:第一,防腐涂料可以有效的将化工设备的表面和相关的腐蚀介质进行隔离,对化工设备起到较强的保护作用。防腐涂料还是一种绝缘的物质,涂在设备表面可以有效的隔断腐蚀电流的通路,防止化工设备的材料与相关介质通过电解质发生电化学反应。第二,防腐蚀涂料可以延缓腐蚀的速度,形成一种强化的保护膜,一般涂料形成保护膜的原理是,涂料中含有的相关化学物质与空气中的水蒸气发生一定的化学反应,形成一层强化的保护膜附着在化工设备的表面,最大程度的延缓了设备金属材料的腐蚀过程。第三,防腐蚀涂料对电化学反应中的电极负极有一定的保护作用,因为涂料形成的保护膜的电极电位会比化工设备的金属材料的点位要高,在电化学腐蚀中,涂料可以充当电极的正极,对负极起到相关程度的保护作用,是防止化工设备出现腐蚀现象的一个重要因素。

2.5 使用缓蚀剂防腐

在化工企业的防腐蚀作业中常用的一种防腐蚀的方式是使用缓蚀剂,缓蚀剂使用的主要原理是在低浓度的状态下抑制化工设备的金属材质腐蚀的速度,并且缓蚀剂还有众多使用的优点,例如,缓蚀剂的成本较低,使用的方法比较简单,所以广泛的应用于化工设备的防腐工作中。缓蚀剂在使用的过程中,要利用相关的介质在电极的表面形成一层吸附膜,提高了电化学腐蚀的电极极化程度速率,有效降低了腐蚀电流对化工设备的腐蚀速度。当然在进行缓蚀剂使用的过程中,要充分的分析化工设备材质的属性和特点,然后根据分析的结果选择适合化工设备防腐作业的缓蚀剂,最终有效的进行设备的防腐蚀作业,保障化工设备使用的高校与安全。

结束语

综上所述,化工设备出现腐蚀的现象直接关系到化工设备的使用的质量和安全,并且对化工企业生产产品的产量和质量产生至关重要的影响。所以相关企业要仔细分析化工设备出现腐蚀现象的原因,采取的一定的措施,缓解化工设备腐蚀的速度或者防止出现腐蚀的现象,保障设备使用的高效性和安全性。

参考文献

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关健词:化工机械 防腐 措施

一、化工机械腐蚀的原因与机理

1.腐蚀的产生原因

金属之所以会发生腐蚀现象其原因去内部结构和组成方式,当与外界相关因素发生了接触时产生的物质变化,诸如所处环境的温度、湿度、雨水等。在一些工业企业尤其化工企业的环境介质中,含有大量的SO2,GO2,H2S,氢氧化物、盐雾、硫化物、卤化物等有害物质,有些金属所在的环境不仅存在潮湿的空气更伴随着高温,在此类外界因素共同作用,金属就会与之发生相应的化学反应导致自身腐蚀的发生。

2.腐蚀产生的机理

金属发生腐蚀的机理分为,电化学腐蚀和工业大气腐蚀机理,其产生的原理有所差异,主要如下:

其一,电化学腐蚀机理指的是金属表面与离子导电介质发生电化学作用而产生的破坏。通过电化学机理而产生的腐蚀,其反应内部至少分别含有一个阳极反应与阴极反应,且通过介质中的离子流与流过金属内部的电子流相互联系。所谓阳极反应是指阳极氧化过程,由金属离子转移至介质中释放电子的一个过程;阴极反应指的是还原过程也即介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程。碳钢在酸中腐蚀时,在阳极区Fe被氧化为Fe2+离子,所放出的电子自阳极((Fe)流至钢中的阴极(FeC)上,被『离予吸收而还原成氢气,其反应式为: Fe+2H+―Fe2++H2。这种电化学腐蚀机理实质上是一个在金属内部形成的短路原电池,即电子回路短接,电流不对外做功,电子自耗于腐蚀电池内阴极的还原反应中。从中可以得出,金属阳极的离子化进程一旦被加速,金属的腐蚀速度同样被提速。

其二,工业大气腐蚀机理指的是在特定的环境中,金属与空气重的腐蚀性介质发生反应进而导致金属的破坏。此类腐蚀主要发生受到工业污染较为严重的区域,导致空气重含有高浓度的SO2、CO2、H2S等腐蚀性介质在潮湿环境下与水分子发生反应形成机酸,导致器械的腐蚀与损坏。

根据以上分析,不论是电化学腐蚀还是化学腐蚀都是金属内部的原子被氧化的过程,其区别在于后者是金属自身与所处环境中的介质在高温条件下发生的化学反应,而前者则是发生在潮湿的环境中,形成的腐蚀微电池。

二、化工机械设备的防腐设计

腐蚀是导致化工机械损坏的重要因素之一,是企业管理中不仅要加强日常管理,更应在设备的选购、安装的工艺、使用阶段等环节加强防腐设计,以保障设备的稳定运行并延长其使用寿命,使之发挥更大的经济效益。

1.化工机械设备材料选用

从当前机械设备制造原料来看多数采用的是碳素钢,其被采用的原因在于价格低廉、加工简单、采购更为容易,为制造企业提供了诸多便利,成为原材料的首选。在普通环境下,碳素钢的抗腐蚀能力较强,腐蚀的危害性较小,但在充满高腐蚀性介质的化工企业环境内,其抗腐蚀能力迅速下降,极易被腐蚀。如常用的Q235钢,在酸气、盐雾介质中的腐蚀速度高达0.5―1.0mm /a,虽然各企业都会定期对设备及构件进行防腐涂漆,但只要漆膜出现划伤或局部脱落,就会产生电化学腐蚀并不断扩展,导致使用寿命大大降低,因此化工企业一般不选用这类钢材制作机械设备,而选用耐腐蚀钢如16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金钢为设备的制造基材。在价格上而言,低合金钢高于碳素钢,但从使用寿命与长远效益来看,其价值远胜于碳素钢。根据实际使用数据对比,使用前者制造的设备平均寿命是后者的2到3倍。

2.设备防腐蚀方法

在进行机械设备防腐处理方法中,主要有通过将金属与空气中的腐蚀性介质进行分离,阻止两者的解除、改变金属表面特质,辅以防腐涂料,增强其防腐蚀能力、电化学保护、改善设备运行环境,降低空气中腐蚀性介质的含量等。其中电化学保护发挥的效果更佳,主要是应对于土壤、河水、海水等直接受到水分侵袭的设备防腐处理,能够在潮湿的环境中增强设备的防腐能力,延长其使用寿命。电化学保护的原理是,通过在化工设备上进行处理使之转变成腐蚀电池中的阴极,进而起到提升设备防腐能力的作用。

3.改进设备结构和工艺

在强化设备防腐能力中,设备的设计模型和制造工艺有着较大的影响。设计的是否合理,形状是否实际所需与复杂程度等都有可能导致设备内部受力的改变进而降低其对环境的适应能力,损害防腐能力。根据实践以及强化设备防腐能力,提升设备设计与工艺技术应从以下方面入手:其一,设备组成构件设计不宜复杂,简单实用即可;其二,确保构件内外表面完整无损,构件连接处尽量不留缝隙,减少腐蚀性介质介入的通道;其三,设备构件制造材料尽量采用同一种或同一类金属材质,避免不同材料之间产生电偶腐蚀,导致内部损坏;其四,为设备选购优质的防腐涂料或防锈漆,使之与腐蚀性介质相隔离,降低被腐蚀的概率,提升抗腐蚀性能。另外,对于接缝处的涂漆处理上,做到不留死角,根据接缝处的具体形式对所有构件的表面进行涂抹,提升整体的防腐性能;其五,设备构件的焊接,这是关系到设备整体防腐性能的关键环节之一,尽量使用连续焊接的方式防止内应力的产生降低设备的性能。此外,在焊接过程注意焊接的质量,对于咬边、焊瘤、未焊透等问题逐一排查,提升焊接的整体质量避免因此给设备埋下腐蚀隐患。咬边对于设备的危害不仅在于导致应力的集中,其造成的凹槽更是夹缝的来源之一;焊瘤是焊接时温度过高,金属凝固速度慢,在重力作用下形成的,容易造成应力集中和夹缝的形成。不论是咬边还是焊瘤或者其他焊接缺陷都不利于设备整体抗腐蚀能力的提升,如不加处理或处理不当,就造成了设备新腐蚀点,隐患较大;其六,在设计和制造上保持设备表面的平整,尽量不要出现凹槽,避免水分残留造成设备的腐蚀;其七,为进一步防止缝隙腐蚀,对构件连接处夹缝应合理设计。常见的构件连接形式有搭接和对接两种:对搭接接头应尽可能不用铆接连接,因铆接节点的夹缝会积液和积尘,产生缝隙腐蚀,宜采用焊接连接。

三、总结

综上所述,化工机械在使用过程中由于自身因素以及环境因素的影响,容易出现腐蚀现象,不仅危及自身使用寿命亦增加了企业成本的支出。因而,对于化工企业而言,在日常使用中除了加强日常管理,降低环境中腐蚀性介质的浓度,还应加强对设备的日常养护管理。同时,设备制造企业在设计和制造工艺上,应不断加强研究,提升设备的抗腐蚀能力,共同为化工机械的使用创造更优质的条件,不断提升其综合性能。

参考文献

[1]林玉珍,杨德钧.腐蚀和腐蚀控制原理[M].中国石化出版社有限公司,2012-01-01

防腐蚀工程论文范文7

【关键词】氯碱工业;腐蚀;防护

一、引言

材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题,每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币。尤其是在氯碱工业中,所用的原材料都是具有强烈腐蚀性的强酸、强碱、氯气等,因此腐蚀性问题是制约氯碱工业安全的重要的限制因素。

腐蚀发生的机理较为复杂,涉及的范围比较广泛,大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。在整个氯碱工业中,正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键。

二、氯碱生产的腐蚀与防护

1、氯气的腐蚀与防护

氯气在常温常压下为黄绿色气体,是氯碱工业的主要产品之一,具有强氧化性。氯气的化学性质非常活泼,在常温下干燥的氯气的腐蚀性较低,当温度升高后氯气的腐蚀性会增强。氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸,这些产物都具有强烈的腐蚀性,大多数金属物质都会被腐蚀,特定的金属或者非金属材料在一定条件下才具有防腐性能。因此氯碱生产生成的湿氯气必须经过特定的工序处理。干燥的氯气温度在90℃以下时碳钢还是较为稳定的,但湿氯气却容易将碳钢腐蚀。碳钢中部分物质会溶于饱和食盐水中,会加速碳钢的腐蚀,并且由于溶盐所用的热水温度达到55~60℃,不断搅动的盐水更增加了溶解氧的浓度,造成碳钢腐蚀加快。一般的碳钢设备不能直接接触盐水,必须对碳钢设备采取专业的防腐措施。某厂采用适当的盐水工序村里设备材料、优化施工质量,取得了较好的经济效益。

钛是一种活性金属,但是在常温下钛生成的氧化膜具有非常好的耐腐蚀特性,能起到很好的保护作用。能耐各种酸性物质的腐蚀。但是还原性的酸有腐蚀作用。与其他少量贵金属制作成合金,能提高钛一定的防腐性能。在工业生产中,橡胶的应用范围较为广泛,所制成的各种橡胶制品具备优良的防腐性和防渗性能。橡胶有天然橡胶和合成橡胶。具有优良化学性能的天然橡胶可以承受一般的酸性腐蚀,但在强氧化性的酸和芳香化合物中不稳定。

2、盐酸的腐蚀与防护

氯化氢是氯碱工业中的副产物之一,遇水变成盐酸溶液具有比较强的腐蚀性,对生产设备和管道造成损坏。另外生产中所用的硫酸也会造成设备的腐蚀。盐酸装置所用的材料必须合理选取,做好防腐工作。目前合成炉、换热器、吸收器广泛采用石墨材质,盐酸贮槽目前大多采用玻璃钢。

玻璃钢的原材料有增强材料和基体材料两种。作为玻璃钢主要承载材料的增强材料是玻璃钢的强度和刚度的直接影响因素,一般是玻璃纤维或其织物。基体材料的主要成分是合成树脂,组成物质是合成树脂和辅料。在纤维间传递有效载荷是基体材料的主要作用,并且使载荷均匀分布。玻璃钢的性能受到基体材料性能,如耐腐蚀性、耐热性等的影响。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60~70℃,乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸,在化工生产企业中正在取代碳钢、不锈钢等。不透性石墨具备较为优良的耐腐蚀性,能适应绝大多数的恶劣环境,但是在强氧化性介质如硝酸、浓硫酸等中防腐性也较差。不同的浸渍树脂使得不透性石墨的品种也不一样,耐腐蚀性能有差异。

3、烧碱的腐蚀与防护

氢氧化钠也是氯碱生产的主要产品之一,烧碱的存在会导致在锅式法固碱生产过程中设备的应力性腐蚀开裂,浓缩的氢氧化钠溶液也会腐蚀相关的设备器材。在氯碱工业中必须采取相应的方法较少设备的腐蚀,从而延长设备的使用寿命。

烧碱所用大锅一般为铸铁材质,大锅的损坏有两方面原因:一是碱液中氯酸盐在熬煮时对大锅存在腐蚀,二是由于大锅壁内与壁外有较大的温度差会产生应力,在反复的不均匀的应力作用下造成大锅的腐蚀开裂。延长大锅寿命可以有以下几点措施:⑴在生产过程中严格按照章程操作,尽量减少碱液中氯酸盐的形成。⑵向锅内加入少量的硝酸钠,再进行进料点火,锅内表面生成的氧化保护膜可以有效减少大锅的腐蚀。⑶对碱液进行预热,在预热后再加入到熬碱锅中。⑷在对锅底进行清理时,必须先用热碱溶解后用热水稀释,减缓锅温的变化。⑸尽量使锅体均匀受热,可以优化大锅的设计,防止偏烧。⑹操作要严格要求,升温降温要均匀。

拥有优良的机械、加工性能的镍同样有较强的耐腐蚀性,能够承受热浓碱液的腐蚀,同时也耐中性和酸性溶液以及有机溶液的腐蚀,但是对氧化性酸和含有氧化剂的溶液以及熔金属的抗腐蚀性较差。在多种氯碱工业设备装置上,镍都有较为广泛的运用。

4、次氯酸钠的腐蚀与防护

次氯酸钠在强酸性或碱性条件下是稳定的,次氯酸钠具有非常强的腐蚀性,在高温时腐蚀性最大。当次氯酸钠较为稳定时,有许多的非金属材料有较强的防腐蚀性。聚酯FRP及乙烯酯FRP、氯丁橡胶、PVC和PP等都具有较高的经济性和适用性。次氯酸钠的分解反应会产生大量的热,如果热量不能及时散去集中于一个区域,会造成局部温度过高导致设备器壁的损坏,同时分解反应会使许多非金属材料遭到破坏。P11FE、FEP及PFA等材质对次氯酸钠的防腐性能较好,能够满足防腐要求。

当次氯酸钠温度较高时,对大多数金属物质都具有一定的腐蚀性,严重的话会造成金属穿孔。应用钛金属材料能够对次氯酸钠起到很好的防腐性,在实际运用的中运行的效果也比较好。在实际的氯碱生产中,选用玻璃钢与PVC材料储存输送次氯酸钠具有较好的经济性。

三、氯碱工业的电化学保护

阴极保护和阳极保护是电化学保护的两种形式。

在氯碱生产中广泛采用阴极保护法。阴极保护就是将直流电源的负极与工业设备连接,电源正极与其他阳极连接。阴极保护的原理是金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa减小,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小。辅助阳极材料一般选用石墨或者硅等。目前我国应用较多的还有阳极保护,对于阴极保护来说它是比较新的防腐蚀技术。阳极保护是电化学防腐蚀技术之一,它基于金属的阳极钝化性。钝性机理目前为止有两种:(1)氧化膜理论:认为钝化了的金属,其表面被一层氧化膜所遮盖。膜的稳定性很高,不容易溶解,从而保护了金属;(2)吸附理论:认为金属在钝化时,其表面吸附了一层氧的原子(或其它原子),并饱和金属表面原子的活泼价,或者是被金属中的电子所离子化而形成双电层的结构,因此阻滞了金属阳极溶解过程,使腐蚀速率极低。阳极适合致钝电流密度和维钝电流教小的情况,这样可以降低能耗提高生产的经济效益。

四、结束语

氯碱工业中氯碱产品的生产环境非常复杂,所用的原材料都是强酸、强碱等腐蚀性较强的物质,发生腐蚀的机理也比较多样,如果不重视防腐问题,由于腐蚀造成的后果也会非常严重,企业应予以高度重视,切实采取有关措施保护氯碱设备,归结起来有以下几点:

⑴优化工程设计,采用先进的科学技术,恰当选取设备材料。⑵对相关氯碱设备定期检查维修。⑶使用操作过程必须严格按照相关章程要求,做到零失误。⑷完善氯碱生产的管理体制,加强对工作、安全人员的教育,提升相关的专业素质,增强防腐专业力量。

参考文献

[1]王香爱.氯碱生产中三氯化氮的生成及防治措施[期刊论文]-氯碱工业,2007(08)

[2]赵国平.氯碱生产过程中需要注意的安全问题[期刊论文]-氯碱工业,2008(09)

防腐蚀工程论文范文8

关键词:腐蚀,材料腐蚀,腐蚀控制

 

一般而言,金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应,而引起的变质和破坏统称为腐蚀,其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象,其中尤以钢铁的腐蚀最为常见,危害、损害性极大。

一、腐蚀的概念及分类

(一)腐蚀的概念

腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化,如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式,又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系,腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料,如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等,在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件,如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。

采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程,称为腐蚀工程。

(二)材料腐蚀的分类及特征

材料腐蚀的现象和机理比较复杂,材料腐蚀的分类方法也有许多,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。

1.按腐蚀机理分类

通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。

(1)化学腐蚀:是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀,镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。

(2)电化学腐蚀:是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生,腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中,成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子,成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的,称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流,腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍,对金属结构的危害比较严重。

(3)结晶腐蚀:是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐,由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。

(4)物理化学复合腐蚀:是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。

2.按腐蚀破坏形式分类

按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀,局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀(即点蚀)、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。

(1)全面腐蚀:又叫均匀腐蚀,指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上,其特征表现为金属质量减少,壁厚减小,非金属体积膨胀,韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上,但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。

(2)小孔腐蚀:又称为点蚀,在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔,蚀孔的深度大于直径,严重的可将设备腐蚀穿透,蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。

(3)应力腐蚀:是指在机械应力(外载荷或内部残余应力)和腐蚀介质的共同作用下,金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

(4)电偶腐蚀:电位不同的金属或合金互相接触,并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏,破坏一般集中在连接部位附近。

(5)缝隙腐蚀:由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。

(6)选择性腐蚀:多元合金在腐蚀介质中,较活泼的先溶解,因而造成材料强度而大大下降,这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。

(7)晶间腐蚀:是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行,使晶粒之间失去合力,使材料丧失强度。

(8)磨损腐蚀:是由于机械因素(湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等)和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏,其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文,腐蚀控制。。

(9)氢损伤:是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏,它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文,腐蚀控制。。

3.按环境状态分类 按产生腐蚀的环境状态,可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀,其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀;工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。

事实上,在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中,普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用,所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施,而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。

(三)腐蚀因素

材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程,所涉及的影响因素也很多,总结起来,可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类,内部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素;外部因素指环境因素,如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等;内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素,如埋地管道的管地电位等。

二、金属腐蚀控制方法

腐蚀控制技术涉及面广,内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是:针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素,从实际出发,以预防为主和进行重点保护,防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。

(1)合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等,选用合适的金属或非金属代用材料。

(2)表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层,将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法,因其简便实用,喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。

(3)电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀,它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。

(4)添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属材料。缓蚀剂不改变介质的性质,往往用量很小,大多在1%左右,但效果显著,缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。免费论文,腐蚀控制。。

(5)金属表面转化。金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等,在金属表面形成一层保护层,隔离金属基体与腐蚀介质,以减缓金属的腐蚀。

参考文献

1、张清学、吕今强主编,腐蚀施工管理及施工技术.北京:化学工业出版社,2005

2、吴涛主编,施工项目经理工作手册.北京:地震出版社,1999

3、胡士信主编,阴极保护工程手册.北京:化学工业出版社

防腐蚀工程论文范文9

[关键词]石油化工 设备防腐 措施和方法

中图分类号:TK88 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0027-01

腐蚀现象对石油化工设备造成的损害不容忽视,无论是石油化工设备生产设计、制造的过程还是实际使用中,都必须做好防腐工作,尤其要注重日常环境中的防护。腐蚀不仅会造成设备外形、色泽、美观方面的变化,而且会导致石油化工设备的物理性能、机械性能等方面发生变化,从而影响设备的正常使用,造成原材料的浪费和设备安全隐患,不仅威胁工作人员的生命安全,还会给企业带来巨大损失。因此石油化工企业必须采取有效措施来提高设备的防腐性能,这项工作对企业的长足发展具有重要意义。

1.分析石油化工设备腐蚀的原因、特点和种类

1.1 石油化工设备设备腐蚀的特点

石油化工设备使用的环境通常比较特殊,而且接触复杂的化学物品,普遍存在不同程度的腐蚀。从生产装置来看,石油化工装置中通常放置苯乙烯、苯酚丙酮、氯乙烯、间甲酚、烷基苯的烷基化、烧碱等具有腐蚀性质的原料。从腐蚀介质看,主要是化工生产设备接触的酸性催化剂,烧碱生产中的Cl-及浓碱液,尿素生产中的甲铵液,烷基苯装置中的氢氟酸等。石化生产设备的用材种类多,生产本身又具有技术复杂、危险性大、连续性强等特点,如果设备在设计、制造、安装、操作、维修中考虑不周,或者在防护施工过程中某一环节稍有疏忽,均有可能增加腐蚀隐患的发生。

1.2 设备腐蚀的内部原因

由于化工设备所选用的金属材料不同,对不同介质的抗腐蚀能力也不同。腐蚀与金属晶粒的粗细有关,晶粒细腐蚀慢,晶粒粗腐蚀快。表面越粗糙的设备越容易被腐蚀,设备表面没有防护膜也容易受到腐蚀,受设备结构影响,缝隙、开口、死角处等设计结构突变的位置越容易被腐蚀。

1.3 设备腐蚀的外部原因

设备接触腐蚀性介质会影响其腐蚀程度,如石油化工设备通常接触二氧化碳、硫化物、卤化物、盐雾等介质造成腐蚀。受腐蚀的损伤程度与介质的化学成分、种类、浓度、酸碱度、水分、含氧量、杂质等有关。。金属腐蚀属于化学反应,介质温度越高腐蚀越快,介质的流动速度越快,越容易对设备表层的保护膜造成冲刷,产生空泡腐蚀或冲击磨损。零部件受到的外部压力和残余应力与腐蚀速度呈正比。机械设备受疲劳和应力影响,在运转过程中,其旋转部件和承受压力会产生应力,引起设备内部结构扭曲,降低了金属的电极电位,从而加剧微电池腐蚀,造成损坏。

1.4 石油化工设备腐蚀的种类

按腐蚀产生的机理分类,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀一般容易在高温干燥环境下形成,生产中,金属设备的表面总要与氧气以及氧气中的其他物质发生化学反应,这样很容易在设备的表面形成氧化物,从而使金属设备表面受到腐蚀,这称之为化学腐蚀。氧化―还原反应都属于电化学腐蚀,在潮湿的环境中容易形成,主要是设备金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生腐蚀。

2.防止石油化工设备腐蚀的措施和方法

石油化工企业对机械设备的防腐策略应该贯穿于设备采购、调试安装、配套设施建设、实际使用全过程,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益。

2.1 设计时考虑采用防腐结构设计

防腐蚀结构设计指的是在石油化工设备设计的时候考虑如何防止设备的腐蚀,它不仅包括单个设备的设计,还包括设备之间安装情况以及整个设备运行系统的布置,也就是系统整体设计的问题。主要是避免死角的出现,防止局部液体残留或腐蚀物质堆积造成设备腐蚀。还要尽量避免间隙的产生,许多设备缝隙位置、密封面或连接部位容易产生腐蚀,造成孔蚀和应力腐蚀,良好的结构设计可以有效防止缝隙腐蚀。

2.2 选用合理的材料制造石油化工设备

石油化工设备通常在高浓度高腐蚀性的环境下使用,所以在采购机械设备之前,要选择耐腐蚀性强的金属材料。首先,要充分了解设备的使用环境,包括温度情况、腐蚀物质成分、浓度、应力状态等。其次,采购时要特别注意机械设备的规格、类型、结构和要求。再次,挑选时充分考虑设备的使用年限,需要满足生产要求寿命,保证机械设备和管道材料劣化均匀,综合考虑采购成本和维修成本的最佳配置,从而减轻腐蚀程度。最后,还要重视设备的加工工艺,包括力学性能和防腐性能,例如机械设备的硬度、抗疲劳性、冲击韧度、强度以及零件腐蚀敏感度、晶粒粗细等。

2.3 合理使用防腐涂料

石油化工设备上涂刷良好的防腐涂料,可以形成保护膜,将金属表面与腐蚀介质相隔离,具有较强的屏蔽作用,将腐蚀介质和材料之间的接触有效的阻隔,防腐蚀涂料具有一定的缓腐蚀作用和阴极保护作用。石油化工企业可以选择由酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、邻苯二甲酸树脂和磷酸制成的油料涂料。在涂刷防腐膜时,需要严格要求涂刷能力、机械设备的性质、防锈能力、涂膜老化等,同时还要充分掌握涂料对象的形状、材质、表面状态、使用条件和施工环境等。

2.4 采用电化学保护法

采用科学合理的电化学保护法控制机械设备腐蚀,主要包括牺牲阳极法和外加电流法。牺牲阳极法即将比设备金属电极电势更低的合金或金属作为电池阳极,并固定在设备表面,形成腐蚀电池,此时机械设备就成为电池阴极,从而得到有效保护。例如在铁制设备表面联结锌。阳极锌的溶解会取代原来设备中铁的腐蚀溶解,到达了保护设备的目的。牺牲阳极法中的常用材料有锌、铝、铝合金等,在我国石油化工企业中得到广泛应用,对地下管道、化工装置、锅炉、油灌等进行防护,取得了良好效果。外加电流法指的是通过外加电源对设备进行保护。把金属机械设备接在负极,废钢铁接在正极成为牺牲阳极,能够有效控制腐蚀。外加电流能够促使阴极电势超负方向转移,产生还原反应从而免除设备腐蚀。这需要由外加电源提供电流。这种方法在石油化工企业的酸性液体管道或沟槽、输油管、地下水管等防腐中经常使用。

3.结语

由此可见,石油化工企业必须采取有效的应对策略,利用新型的防腐技术,提高机械设备的耐腐蚀性能,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益,为石油化工企业的安全稳定生产提供可靠动力。

参考文献

[1] 孙媛媛.化工设备的防腐控制研究.[J]价值工程.2013.1.