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摘要：由于化工产品在生产过程中因其介质，生产环境，设备选材等原因都会对设备造成不同程度的腐蚀，因此化工设备的腐蚀与防腐措施尤为突出，也是确保化工企业安全顺利生产的最基本保证之一。文章针对化工设备设计使用寿命，所处的腐蚀环境、工艺介质性质，设备构造的设计以及设备选材的成本，简单分析了设备材料腐蚀的分类和原因以及一些防腐措施。
关键词：化工 设备腐蚀，防腐措施，
前言：
在我们日常生活中腐蚀问题经常出现，小到生活用品大到建筑结构材料，工厂设备。化工设备是最易受到腐蚀破坏，无论是生产，储存，输送，还是运输等设备因受到腐蚀环境和腐蚀介质的影响，我国每年因腐蚀给化工企业带来的设备检修，更换，停产维修等问题给企业造成的经济损失严重。更重要的是因腐蚀造成化工设备破坏存在着极大的安全隐患容易造成重大的安全事故因此腐蚀及防腐问题一直以来都是化工设备乃至结构设备重要关注的问题。
1 化工工业设备腐蚀的危害性
（1）环境的污染
因腐蚀造成设备破坏造成输送管道，储存设备，跑，冒，漏现象造成随水资源和土壤的污染，一些化工材料在腐蚀的同时，其腐蚀产物不可控制的要流失到水、土壤等自然环境中，对自然环境带来了严重的影响，甚至一些金属离子,重金属元素,酸性气体以及有毒气体对人类健康和环境带来极大的威胁。
（2）经济的损失
腐蚀导致经济的巨大损失已是众所周知的事实。以年产30万吨合成氨装置为例，每年因设备腐蚀失效导致物料泄漏、工艺流程停产一天就损失人民币约60万元，该装置中的转化炉是其心脏设备，由于高温腐蚀，每更换一根炉管就会造成三天停产，每损坏17根炉管造成停产的损失相当于一台转化炉的造价；由于腐蚀，停车100次其损失相当于整个合成氨厂的总投资。一个年产30万吨乙烯的装置每停产一天造成的损失高达750万元。从国内石油化工生产企业统计，1999年泸天化年总产值8.284亿元，而直接与间接腐蚀经济损失共计6010万元，占年生产总值的7.25%。仪征化纤厂大修周期从1年改为2年，创净利润（22~23）亿/年。通常认为间接腐蚀损失比直接腐蚀损失大。根据现有数据，石油工业的间接腐蚀损失是直接腐蚀损失的3倍。2000年，上海医药集团腐蚀损失是8114万元；华东电网因锅炉“四管”腐蚀爆漏导致非计划停车115次，损失电量29亿千瓦?小时，经济损失7.7亿元。
由此可见化工设备的腐蚀给企业带来的经济损失非常的严重。
（3）安全问题
应力腐蚀、氢脆、孔蚀等局部腐蚀破坏的发生难以预测，极易引起生产设备的爆炸、火灾等突发性灾难事故，危及职工及生产装置的安全。如国内某天然气管线曾因硫化氢应力腐蚀破坏多次发生爆炸，其中一次引爆起特大火灾，造成20多人伤亡；某天然气井口设备因硫化氢酸性气体腐蚀造成井喷，大火烧了二十多天，经济损失惨重；某化肥厂废热锅炉进口管因氢腐蚀引发爆炸，造成7人死亡等。
2化工设备腐蚀的化学机理分析
2.1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。因此在设备防腐中，要注意电化学腐蚀对设备造成的影响，做好防范处理。
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2.2工业大气腐蚀机理
设备防腐是一个重要的命题，生产中设备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。
3化工设备防腐蚀有效措施
就目前我国化工设备防腐措施主要有表面防腐蚀，缓蚀剂技术，电化学保护，耐腐蚀性材料的研发使用。文章重点分析了化工设备材料工艺的选用和缓蚀剂的应用。
（1）非金属化工设备材料的应用
通常化工企业使用的设备用的是金属材料工艺都是经过腐蚀防护处理的，由于大部分惰性金属昂贵的造价使很多中小型企业负担不起，于是非金属材料防腐受到的广泛的关注，并且提高了化工企业设备选型的性价比。非金属防腐材料有主要有：
①塑料类：有酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树指、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、玻璃钢，氯化聚醚、聚苯硫醚、ABS塑料、聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯等。可作仪表和调节阀壳体材料，其中以三氟氯乙烯和聚四氟乙烯在仪表防腐上应用最广，适用于200℃以下，耐酸、碱、硫化物的腐蚀，由于价贵，一般作为涂层和衬里。
②橡胶类：分天然橡胶和合成橡胶两种，其中合成橡胶品种很多，耐腐与耐温性能以氟橡胶为最优，如化工桶，因价贵，常用作密封垫圈，其余橡胶都作为变送器及调节阀的内衬。
③玻璃和陶瓷类：都是以二氧化硅为主的熔化或煅烧制品，具有很好的耐腐性。品种很多，用于强腐蚀环境的品种有高铝玻璃、硼玻璃(后者耐酸性和耐热性更好)，耐酸陶瓷除了氢氟酸和含氟的一些其他物质及浓热碱液外，几乎能耐所有腐蚀介质，包括浓热硝酸、盐酸、王水、盐溶液、有机溶液等。但其主要缺点是：强度低、热导率低、热膨胀系数较大、易碎裂，适用于300℃以下作调节阀、测量变送器衬里，或喷涂于仪表内壁作防腐层，如分析仪器的采样器，也可作在0.6Mpa以下低压情况下的测温保护套管(管壁不超过3mm)。以上三大类别就是现代化化工设备防腐的脊梁，能根据不同的环境选择不同的材料结合经济环保等因素综合考虑，降低企业设备投入。
（2）缓蚀剂在化工设备中的应用
由于缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质，因此缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。目前我国缓蚀剂研发和生产技术已经非常先进并且种类繁多，常用的有亚硝酸钠、石油磺酸钡、铬酸盐、磷酸盐、亚硝酸二环已胺等，按缓蚀剂作用的电化学性质可分类为
①阳极缓蚀剂，此类缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
②阴性缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。例如ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。 在化工行业中，缓蚀剂主要用于防止工业冷却水系统的腐蚀和化工设备、管道及锅炉等的化学清洗(酸洗)时的腐蚀。也有少量用于生产过程中的工艺性防腐。
结束语
随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失，做好设备防腐已成为迫在眉睫的问题。 采取积极有效的防腐蚀措施，从设计、施工、运行防护各个方面考虑，有效提高防腐能力，延长设备寿命。 提高化工机械设备的防腐能力对于当今化工相关生产领域而言有着十分重要的现实意义。
参考文献：
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[3]化工设备的防腐蚀措施的研究，石家庄鑫鼎言材料科技有限公司 2013/11/26
论文作者:张繁栋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/18
标签：设备论文; 电化学论文; 化工设备论文; 介质论文; 阴极论文; 环境论文; 损失论文; 《防护工程》2017年第20期论文;