神华宁夏煤业集团煤制油项目建设指挥部
宁夏回族自治区银川市 750000
【摘要】本文以化工仪表的腐蚀的概念为基础，着重分析了化工仪表的主要腐蚀类型以及原因，以实际为出发点对化工仪器防腐措施进行了探讨。
【关键词】化工仪表；腐蚀类型；防腐策略
一、前言
随着现代化进程的加快，化工企业的自动化水平大大提高，但是化工仪表腐蚀问题越来越严重。仪表的腐蚀严重影响了仪表的正常运行，给化工企业的发展带来了众多不便。本文就化工仪表的腐蚀问题分析及处理进行了探讨。
二、化工仪表的腐蚀的概念
1、腐蚀
指材料由于环境作用引起的破坏或变质；也预指人不在各种不良思想或行为等因素的影响下，使得自身的思想行为逐渐变质堕落。国际上腐蚀的定义是材料与周围环境发生化学或电化学作用而引起的变质或破坏。
2、化工仪表的腐蚀
是指构成工业仪表的零部件的金属或者非金属材料，在物理、机械或化学因素的作用下引起侵蚀或者腐蚀的现象。本文主体内容为煤化工仪表的腐蚀。
三、化工仪表的主要腐蚀类型以及原因
1、化工仪表的主要腐蚀类型
化工仪表在生产过程中大多都采用传感器和变送器这种贵重金属作为检测元件，使仪表的寿命有了一些提高，但这样也增加了生产成本，影响了生产进度。腐蚀是指金属与环境之间的物理、化学的相互作用，使金属的性能发生变化，导致金属或由金属组成的部分技术体系的功能受损伤。化工仪表的腐蚀是指仪表或组成仪表的零件与周围环境发生的化学、电化学、和物理作用引起的破坏现象。因此化工仪表的腐蚀类型有以下几个方面。
（一）、电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属材料与电解质溶液结合时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。大多数金属的破坏都是由电化学腐蚀造成的，比如钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中腐蚀的快，因为潮湿的空气在钢铁表面形成了电解质溶液，它跟钢铁里的铁和碳形成了原电池，铁失去了电子就被氧化了。电化学腐蚀是化工生产中最普遍的一种腐蚀类型，在化工生产中，酸、碱、盐酸、硫酸等都是常见的腐蚀性物品，不锈钢遇到硫酸和盐酸也会被腐蚀穿透。电化学腐蚀对化工仪表及其零件的危害是巨大的，它会在很短的时间内对化工仪表的表面和零件造成大面积腐蚀，并且由于腐蚀产生的沉积物使金属表面变得粗糙，影响仪表的正常运行，对仪表的准确度和完整度造成威胁。
（二）、化学腐蚀
化学腐蚀是指仪表材料与接触到的高温气体或非电解质溶液发生氧化还原反应而被氧化损耗的腐蚀，化工厂里的氯气和化工仪表里的铁发生反应就生成了氯化亚铁。
（三）、物理腐蚀
物理腐蚀是金属由于物理溶解或外在机械作用引起的对原金属的破坏，比如用铁器来放液态锌，铁器就会被腐蚀。在生产合成氨时，高压阀芯就会受到侵蚀。仪表测量的介质黏度偏大时，会给金属膜合的表面带来聚合物，使仪表堵塞，测量时的就会产生偏差，影响准确度，并且清理起来比较困难，很容易使整个仪表失灵。
2、化工机械腐蚀的原因
（一）、机械腐蚀的内在因素
金属的防腐蚀能力和金属材料的晶粒粗细程度呈反比，晶粒越粗，金属的防腐蚀能力越差，例如铸铁的防腐蚀能力比不锈钢的防腐蚀能力要差；在不同的环境下，不同的介质即化工机械所装载的溶液，对于不同的金属材料，腐蚀能力不一样；零件的耐腐蚀能力也与其表面粗糙度有很密切的关系。粗糙度越高，越耐腐蚀。或者在零件表面镀层，也可提高零件的耐腐蚀能力；还有一种叫应力腐蚀，其主要出现在设备结构的应力集中处，例如拐角、孔、缝隙等位置，在应力集中的位置，金属腐蚀较快。
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（二）、机械腐蚀的外在因素
机械腐蚀的一个主要原因就是在化工生产中存在酸、碱、水、氧气等各种腐蚀性气体和液体，例如H2S、CO2、SO2；上述气体和液体的种类、化学配比、浓度以及含氧的多少，水汽对腐蚀都有很大的影响；流体与气体的压力、温度等影响化学反应速度的因素也对腐蚀有极其重要的影响；由于腐蚀具备的化学特点，外在流体或气体的流动速度与腐蚀有很密切的联系。流动越快，腐蚀速度越快。因为流动速度会对机械表面所形成的保护层造成冲击，摩擦，造成机械设备的腐蚀，从而导致设备的失效；设备的外在应力以及零部件在加工过程、使用过程中所产生的残余应力越大，零件的腐蚀程度越快。在加工过程中，包括车铣等过程中的变形抗力，以及热处理，锻压等热加工造成的组织应力。还有一部分是在使用过程产生压力和扭矩等循环交变载荷造成的零件疲劳，这都会造成机械的腐蚀破裂。
四、化工仪器防腐措施
1、牺牲阳极保护法
碳素钢的电化学腐蚀：若碳素钢处于电解质溶液中（例如水）时会会形成微电池。组成碳素钢的基本元素是铁素体（Fe）与渗碳体（Fe，C），又由于铁素体的电极电位相对比较低，故它能够成为微电池的阳极，而渗碳体自然而然就是阴极。牺牲阳极保护法：在发生电化学腐蚀的过程中，两极之间产生的电流为腐蚀电流。那么什么才是所谓的牺牲阳极保护法，即在被保护的金属设备上连接一个电位更负（相对于被保护的金属设备而言）的金属（如刚铁设备上连接的锌等），使被保护的金属设备发生阴极极化。一般情况下，碳素钢作为牺牲阳极材料，因为组成碳素钢的基本元素是铁素体（Fe），同时在相关的表中也可以查到铁是电位极低的标准材料。如果将择铝作为阳极，这样就比较容易产生氧化膜，但是不会产生腐蚀电流。而其他一些材料的价格不菲，故将锌作为阴极极化的材料比较划算。
2、换热器防腐涂料以及应用
CH-784防腐涂料属于环氧氨基涂料，具有这样一些特性：耐腐蚀性能好，耐大部分酸碱，耐水，耐溶剂，可承受的最高温度可达200℃；同时这种漆膜的物理性能也较好，硬度大，表面较滑，粘附性较强，耐冲击，耐摩擦。所以，与水中的不易溶解的物质之间的摩擦力小，所沉淀的物质又会被冷却水冲走，不会粘附在管壁上。漆膜的防腐阻垢的作用很明显，CH-784防腐涂料底漆面漆含有一定的金属颜料，因此导热系数大，漆层的厚度大致在80～250μm。漆层热阻最大只会有1.66×104M2h℃/kcal，既不生锈也不结垢，同时还能够增加水的流速，使换热效果提高。因为水质的腐蚀，有很多工厂都开始使用不锈钢、铜合金、钛合金的换热器，但是价格成本较高。在碳钢的表面涂上防腐层，这样成本仅为不锈钢换热器1/4～1/5，为钛换热器的1/11，使用年限可达到10年。若是为了保障金属与环境之间的作用，那么就可以涂一层较薄的金属涂层与无机涂层，这是除了牺牲锌以外的又一种保护方法。在金属的表面涂层（或称镀层）时，具体方法有：电镀、，火焰喷涂、包镀、热浸以及蒸汽镀。无机涂层具体方法有：喷涂、渗镀、化学转化等等。在喷涂后进场在高温下烘烤。金属涂层的变化性比较强，同时无机涂层也很脆弱，所以这两种涂层都必须有完全隔离的作用，若是出现唯恐或者是其他一些问题，会发生电偶效应，会使金属的局部发生快速腐蚀。2.3CH-784防腐涂料以及使用效果
CH-784防腐涂料试制的特征：CH-784防腐涂料属于环氧胺基涂料，具有这样一些特性：耐酸碱、耐油、耐水、耐溶剂、耐高温、耐磨损、导热性好，抗冲击强，坚硬光滑，抗水蒸气，附着行好。热固化型可以承受的温度可达到150℃～200℃，CH-784涂料属于单包装，因此施工简单，加热使其融化，就可以制成淡色漆。CH-784防腐涂料的成分是环氧树脂。
施工工艺要求：设备喷砂可以除锈、除油，同时也可露出金属原有颜色。涂层厚度——换热器的屠城要达到要求，即不仅达到防腐蚀的目，还要满足多热的要求，因此涂层一般为80～250μm。
五、结束语
总之，化工仪表的腐蚀问题是化工企业急需解决的问题，因此，需要科技人员的不断研究和开发，提高化工仪表的防腐蚀能力，加强隔离防腐能力，而对其提出的措施，有待在以后实际生产中得到更深层次的完善。
参考文献
[1]刘慧杰，刘慧民，邵军.化工设备的疲劳腐蚀及防护措施[J].化工设计通讯，2014
[2]闫宏伟，杨恩山，吴作涛.浅谈化工化纤设备的腐蚀控制[J]，2014
论文作者:王俊杰
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/3/4
标签：仪表论文; 化工论文; 金属论文; 电化学论文; 涂层论文; 碳素钢论文; 阳极论文; 《基层建设》2015年31期论文;