化工设备腐蚀与防护研究现状简述.pdf

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1、化工设备腐蚀与防护研究现状简述张磊孙志伟李明瑛(广东石油化工学院，广东茂名525000)摘要：本文结合上述问题，根据当前常见的化工腐蚀种类，分析影响化工腐蚀发生的各种因素，探讨化工腐蚀防治的有效方法。，关键词：化工设备；化学腐蚀；电化学腐蚀；防腐蚀腐蚀是当前化工生产过程中常见问题之一，每年带来了大量的经济损失，同时造成很多安全隐患，是很多安全生产问题的元凶。据报道，在石油、石化和化学工业几乎所有的设备和装置的失效都与腐蚀相关联，因腐蚀造成的事故约占总事故的30％。较为严重的事故有：1997年6月27日，北京某化工厂18个乙烯原料储幼发生重大火灾，直接经济损

2、失2亿多元，停产达半年之久，间接损失巨大，事故原因是储雄硫化物腐蚀所造成的；2000年6月16日，广东某石化厂的焦化装里发生重大火灾，大火嫩烧时间达25分钟之久，操作工被烧死，损失很大，事故原因是由于硫化物高温管线腐蚀所造成的。由此可见，加强对化工生产过程中腐蚀问题的防治和监测非常重要，这也是一直以来学术界研究的热点。1化工设备腐蚀分类1．1应力腐蚀应力腐蚀是指金属材料在某些介质中，由于拉应力的作用造成的一种延迟裂纹，其形成必须有一定的金属组织、应力和介质在特定的条件下联合作用。一般应力腐蚀都属于脆性断裂。应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10—6～10—3mm

3、／min，而且存在孕育期，扩展区和瞬断区三部分。由于应力腐蚀断裂发展过程迅速，破坏前期预兆不明显，因此其破坏性大，发生事故后果严重，应予以高度重视。1．2物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的损坏。即当一种金属作为容器，另一种金属呈液态盛放在该容器中时，固态容器金属被液态金属所溶解，这一过程不发生化学或电化学反应，而是物理溶解过程。如用来盛放熔融锌的钢容器，由于铁被液态锌所溶解而损坏等等。物理腐蚀发生条件较为明确，较容易通过更换容器金属材质的方式予以防治。1．3化学腐蚀即干腐蚀，是指金属表面与非电解质发生纯化学反应而引起的破坏。由其定义可以看出，此

4、种腐蚀不发生在电解质溶液中，主要发生位置在干燥气体和非电解质溶液与容器金属的表面的接触处，腐蚀反应为氧化还原反应，金属与氧化剂直接进行电子交换，产生腐蚀产物，整个腐蚀过程没有电流产生。1．4电化学腐蚀即湿腐蚀。是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而产生的破坏，反应过程中有电流产生，通常按电化学机理进行的腐蚀反应至少有一个阳极反应和阴极反应。并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流构成回路。阳极反应是氧化过程，即金属失去电子而成为离子状态进入溶液，阴极反应是还原过程，即金属内的剩余电于在金属表面／溶液界面上被氧化剂吸收。2化工设备腐蚀影响因素分析2．1被腐

5、蚀的设备对腐蚀的影响因素分析被腐蚀设备对腐蚀过程的影响可以从设备的材质和腐蚀面的形状两方面来分析。设备采用的材质对腐蚀过程的影响是决定性的，采用耐蚀的金属或合金，可以显著提高设备的抗腐蚀能力，此外，同种金属或合金，其中晶粒的大小也对腐蚀发展有着重要影响，一般而言，晶粒越大，腐蚀发展越快，晶粒越小，腐蚀发展越慢；设备与腐蚀性化学品的接触面的特征也是影响腐蚀过程的重要因素，一般而言，平整光滑的接触面腐蚀发展较慢，而粗糙的设备表面则有助于腐蚀的发展，在形状不规则处，特别是形状突变处，如管道拐角，焊缝，罐状设备与管道连接处等，腐蚀较为发展，这是由于在上述位置，常有

6、应力集中现象，较大的应力作用下，金属内部发生错位或扭曲，从而导致电极电位降低，形成局部微电池腐蚀，进而逐步发展为大范围的腐蚀。2t2腐蚀性化学品对腐蚀的影响因素分析腐蚀性化学品对腐蚀的发展过程的影响主要可以从化学品本身的腐蚀性和化学品的温度、流速、压力等物理状态人手分析。从化学品本身而言，其腐蚀性就有高有低，强酸强碱的腐蚀性要明显高于一般化学品，同等条件下，腐蚀性强的化学品其腐蚀过程显然要更快一些；而化学品的物理状态也会对其腐蚀性有所影响，如有研究表明，温度每上升高10℃腐蚀速度增加1～3倍。温度升高，扩散速度增大，同时电解液电阻下降所以使腐蚀电池的反应加

7、快。同样，压力越大，化学品流动速度越大，腐蚀越快，特别是对于内部涂有保护膜的设备，较高压力流速下，化学品流体内部产生紊流，漩涡，空泡等，会冲刷保护膜，引起设备内壁磨损和腐蚀。3防腐蚀的对策与方法3．1从被腐蚀设备本身出发3．1．1提高化工设备的材质根据压力容器不同的用途和所处的介质、温度和压力情况，在压力容器的制作过程中，选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。一些高抗腐蚀的合金的抗腐蚀效果明显，如：美国Cabot公司及英国开发了抗蚀镍基合金哈氏合金C一22，具有优异的耐局部腐蚀性能，尤其耐点蚀和缝隙腐蚀

8、性能，可在强腐蚀性和强还原性介质下使用。3．1，2采用表面防护技术