畢啟玲

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000)

引 言

化工生產(chǎn)離不開化工設(shè)備，化工設(shè)備是化工生產(chǎn)必不可少的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，是化工產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的重要組成部分?；ぴO(shè)備性能的優(yōu)劣將直接關(guān)系到化工生產(chǎn)的正常進(jìn)行，并對整個裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力和環(huán)境保護等都有重大的影響。化工生產(chǎn)條件苛刻，所用到的酸、堿、鹽以及其他許多介質(zhì)腐蝕性很強。腐蝕不僅減薄了設(shè)備壁厚，而且有可能改變材料的組織和性能，所以要選擇合適的耐腐蝕材料或采取相應(yīng)的防腐蝕措施，以提高化工設(shè)備的使用壽命和運行的安全性。

1 化工設(shè)備腐蝕的類型及影響因素

化工生產(chǎn)原理多樣，各種工藝裝置的任務(wù)不同，所使用的設(shè)備也不同。這些設(shè)備在使用過程中，會接觸到酸、堿、鹽等腐蝕性很強的介質(zhì)，因此，化工設(shè)備會受到不同程度的腐蝕。按照腐蝕的機理，化工設(shè)備的腐蝕類型主要有兩種：電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕[1]。

1.1 電化學(xué)腐蝕

化工生產(chǎn)中的腐蝕破壞絕大多數(shù)都是由電化學(xué)腐蝕引起的?；どa(chǎn)中的大部分介質(zhì)都屬于電解質(zhì)，比如化工廠常見的硫酸、硝酸、鹽酸等溶液，也包括雨水、海水以及冷凝水等。當(dāng)化工設(shè)備與這些電解質(zhì)溶液接觸時，就可以形成腐蝕電池。化工設(shè)備上不同的零件所使用的金屬材料不同，其電極電位就不同，在腐蝕電池中，電極電位低的金屬會發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，以離子的形式進(jìn)入溶液而被腐蝕。而電極電位高的金屬發(fā)生還原反應(yīng)，當(dāng)這種反應(yīng)不斷進(jìn)行，金屬就被不斷地腐蝕，比如酸泵泵軸的腐蝕，硝酸儲罐的腐蝕等。

1.2 化學(xué)腐蝕

在化工生產(chǎn)中，很多設(shè)備都是在高溫高壓條件下工作，金屬在高溫條件下與干燥的氣體接觸會發(fā)生高溫氧化，或者與苯、乙醇、含硫石油等非電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕都屬于化學(xué)腐蝕，比如裝置中加熱爐里的爐管腐蝕，就是典型的化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕往往會在金屬表面形成一層氧化膜，如果氧化膜能完整地附著在零件表面，就可以阻止金屬的繼續(xù)氧化而起到保護金屬的作用，如果氧化膜脫落，腐蝕就會持續(xù)發(fā)生。

化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕形成的條件不同。一般情況下，化學(xué)腐蝕都比較輕微，但是，如果非電解質(zhì)溶液中含有了水分，就變成了電化學(xué)腐蝕，金屬腐蝕的速度就會加快。

1.3 影響因素

化工設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，與設(shè)備的材料、結(jié)構(gòu)、工作介質(zhì)、溫度等因素有關(guān)。材料是腐蝕發(fā)生的內(nèi)因，材料的種類、化學(xué)成分不同，其耐腐蝕性能不同。環(huán)境因素是腐蝕發(fā)生的外部條件，設(shè)備的工作溫度、壓力，所接觸的介質(zhì)都對設(shè)備的腐蝕有影響。對腐蝕而言，腐蝕的速率隨著工作溫度和腐蝕介質(zhì)濃度的增加而提高。

2 化工設(shè)備腐蝕的控制措施

全面腐蝕控制是化工企業(yè)防止腐蝕的重要理念，應(yīng)主要從以下幾個過程和環(huán)節(jié)入手，把腐蝕的程度降到最低，來保證化工設(shè)備連續(xù)運行。

2.1 設(shè)計加工過程的腐蝕控制

2.1.1 合理選擇設(shè)備材料

根據(jù)化工設(shè)備在生產(chǎn)過程中所接觸的介質(zhì)的腐蝕性，選擇合適的耐腐蝕材料，提高設(shè)備的耐腐蝕性是設(shè)計的第一環(huán)節(jié)。大多數(shù)化工設(shè)備采用合金鋼制造，在選材時，要充分考慮介質(zhì)對材料的腐蝕程度，可以選擇耐腐蝕性能較好的不銹鋼、耐熱鋼等，也可以選擇耐腐蝕性能好的非金屬材料作為設(shè)備襯里，隔絕設(shè)備與介質(zhì)的直接接觸，從而提高設(shè)備的使用壽命。

2.1.2 合理設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)

化工設(shè)備的腐蝕在很多情況下都與結(jié)構(gòu)有關(guān)，不合理的結(jié)構(gòu)會造成應(yīng)力集中、局部過熱、介質(zhì)積聚等情況，會加速腐蝕過程。因此，在進(jìn)行化工設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要盡可能地避免形成腐蝕環(huán)境的結(jié)構(gòu)，例如，應(yīng)避免液體積液的結(jié)構(gòu)，盡量避免縫隙結(jié)構(gòu)等，可以設(shè)置一些排水孔、通風(fēng)孔等。設(shè)備在設(shè)計中要防止局部應(yīng)力集中，還要便于制造和維修等[2]。

2.1.3 選擇合適的加工工藝

化工設(shè)備在制造加工過程中，某些加工工藝可能使材料的耐腐蝕性能發(fā)生變化，比如，不銹鋼在焊接過程中由于焊接溫度的影響，降低了不銹鋼的耐腐蝕性而導(dǎo)致腐蝕破壞。因此，在加工過程中，也要充分考慮到加工方法對材料耐腐蝕性能的影響。

2.2 化工設(shè)備使用過程中的腐蝕控制

2.2.1 表面覆蓋層控制腐蝕

在設(shè)備表面涂覆耐腐蝕的保護層是最普遍而重要的控制腐蝕的方法?？梢酝ㄟ^電鍍、噴涂、化學(xué)鍍以及涂刷法在設(shè)備表面形成金屬覆蓋層、非金屬覆蓋層和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜覆蓋層。覆蓋層把設(shè)備材料與腐蝕介質(zhì)隔離開，阻止了設(shè)備表面形成腐蝕電池，從而防止或減少設(shè)備的腐蝕。

2.2.2 采用緩蝕劑控制腐蝕

在設(shè)備的腐蝕環(huán)境中，添加少量的緩蝕劑能使設(shè)備金屬得到保護而不被腐蝕或腐蝕程度降低。緩蝕劑保護作為腐蝕的控制與防護技術(shù)，其優(yōu)點是投資少、見效快，使用方便等。目前，在石油、化工、能源等部門獲得了廣泛的應(yīng)用。緩蝕劑的種類很多，在選擇時要考慮緩蝕劑本身的性質(zhì)，還有考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料以及工作介質(zhì)、工作條件等因素。既要達(dá)到緩蝕的要求又不能影響生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2.3 電化學(xué)保護法控制腐蝕

電化學(xué)保護法，就是根據(jù)電化學(xué)原理，在設(shè)備上施加一定的保護電流或保護電位防止或減輕金屬腐蝕的控制方法。電化學(xué)保護法有兩種：陽極保護法和陰極保護法。

陽極保護法是在設(shè)備上施加外部電流，使設(shè)備材料進(jìn)行陽極極化，從而使設(shè)備的腐蝕程度降低的一種電化學(xué)保護方法。陽極保護法技術(shù)發(fā)展較晚，其在工業(yè)上的應(yīng)用還不到40年，但因為這種方法能用于一些強腐蝕性介質(zhì)的場合，同時所需要的外加電流比較低，保護效果好而具有很好的使用前景。

陰極保護法是通過對被保護的設(shè)備施加電流，使其陰極極化來達(dá)到其不被腐蝕的目的。陰極保護法由于簡單易行，保護效果好，經(jīng)濟性好而被廣泛應(yīng)用，其主要用于保護中性、堿性和弱酸性介質(zhì)中的各種金屬設(shè)備。如石油地面儲罐、地下管道、海洋構(gòu)件設(shè)備等主要采用陰極保護法，可以達(dá)到完全保護或使腐蝕速度降低到可以接受的程度，達(dá)到有效控制。

2.2.4 嚴(yán)格控制工藝參數(shù)進(jìn)行腐蝕控制

在化工裝置的工藝參數(shù)中，有些參數(shù)是為了防止腐蝕而設(shè)定的，主要有溫度、濕度、氧氣量以及氯離子濃度等。比如，在氯堿生產(chǎn)中，干燥氯氣的含水量不得超過0.04%，否則就會造成設(shè)備管路的腐蝕。因此，在操作過程中必須嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，防止因參數(shù)超標(biāo)而加大設(shè)備的腐蝕速度[3]。

2.3 化工設(shè)備檢維修過程中的腐蝕控制

化工設(shè)備在檢維修過程中，往往因為搶時間，趕進(jìn)度而忽視了腐蝕控制的要求，可能會因設(shè)備內(nèi)部未清洗干凈，殘留清洗液未吹干，補焊時焊渣飛濺而黏在設(shè)備內(nèi)壁上、安裝時產(chǎn)生殘余應(yīng)力等原因?qū)е略O(shè)備在使用過程中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。因此，在進(jìn)行檢維修時，必修嚴(yán)格按照檢維修操作規(guī)程進(jìn)行。

3 結(jié)語

綜上所述，化工設(shè)備的腐蝕問題是化工生產(chǎn)中必須要重視的一個問題?；ぴO(shè)備的腐蝕直接影響了化工生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，所以，做好化工設(shè)備腐蝕控制的意義重大。腐蝕控制是一個系統(tǒng)工程，必須從多個環(huán)節(jié)入手，不僅要加強耐腐蝕材料、腐蝕控制技術(shù)的應(yīng)用，還要增強設(shè)備設(shè)計、使用、管理人員的防腐蝕意識，才能做到預(yù)防為主、防治結(jié)合、有效控制，保證化工設(shè)備長周期連續(xù)運行。