淺談化工設備腐蝕與防護
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[摘要]鋼鐵生銹是我們日常生活中經常見到的現象，說明鋼鐵會在大氣環境下發生腐蝕，考古發掘很難出土鋼鐵文物，說明鋼鐵在土壤中腐蝕更快。化工設備多是用金屬材料制造，腐蝕給化工生產造成極大破壞。造成腐蝕的原因是多種多樣的，我們要對設備采取一定的防腐蝕措施，減緩腐蝕速度，延長設備壽命。
[關鍵詞]化工設備 腐蝕 防護
1.腐蝕及腐蝕的危害
材料與周圍介質發生化學作用或電化學作用而引起的破壞稱為腐蝕。金屬材料如鐵生銹（圖1）、銅生綠銹（圖2）、鋁生白斑的現象屬于腐蝕，非金屬材料如塑料、橡膠的老化、龜裂等也看做是腐蝕。
腐蝕危害到國民經濟生產的各個部門，造成經濟上的巨大損失。尤其在化工生產中，由于物料（如酸、堿、鹽和腐蝕性氣體等）往往具有強烈的腐蝕性，而化工設備被腐蝕將造成嚴重的后果：如腐蝕產物影響化工產品質量;腐蝕引起設備事故影響生產的連續性、造成跑冒滴漏損失物料、增加原材料消耗、惡化勞動條件、提高產品成本;腐蝕產物會堵塞儀器儀表管口導致讀數不準或控制失靈;腐蝕使設備強度不足導致設備報廢;腐蝕引起大的火災爆炸事故造成的人員傷亡、環境破壞的損失遠超設備價值，因此，化工設備的腐蝕與防腐問題必須認真對待。
2金屬材料腐蝕分類
2.1按照腐蝕機理分類
?。?）化學腐蝕
化學腐蝕是指金屬與干燥的氣體或非電解質溶液產生化學作用引起的腐蝕。化學腐蝕的特點是腐蝕過程中無電流產生，且溫度越高，腐蝕介質濃度越大，腐蝕速度越快。如各種管式爐的爐管受高溫氧化，金屬在鑄造、鍛造、熱處理過程中發生的高溫氧化等。化學腐蝕后若形成致密、牢固的表面膜，則可阻止外部介質繼續滲入，起到保護金屬的作用，如鋁與氧形成Al2O3表面保護膜。
?。?）電化學腐蝕
電化學腐蝕是指金屬與電解質溶液產生電化學作用引起的腐蝕。電化學腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕，如金屬在酸、堿、鹽溶液、土壤、海水中的腐蝕都屬于電化學腐蝕。電化學腐蝕的特點是腐蝕過程中有電流產生。電化學腐蝕比化學腐蝕強烈的多，金屬的破壞大多是由電化學腐蝕引起的。
2.2按照腐蝕形態分類
?。?）全面腐蝕
全面腐蝕分布在整個金屬表面上，腐蝕的分布和深度相對較均勻，所以也叫均勻腐蝕。碳鋼在強酸中發生的腐蝕就屬于均勻腐蝕，這是一種質量損失較大而危險性相對較小的腐蝕，對于化工容器而言，可通過設計時增加設備的壁厚來保證設備的安全。
（2）局部腐蝕
局部腐蝕主要集中在金屬表面某些極其小的區域，由于這種腐蝕的分布、深度很不均勻，預測和防止也比較困難，常在整個設備較好的情況下，發生局部穿孔或破裂而引起嚴重事故，所以危險性很大。常見的局部腐蝕有縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕等。
縫隙腐蝕一般發生在狹小的縫隙之間，縫隙寬度大約在0.025-0.1mm之間可能發生縫隙腐蝕?？p隙太小，液體由于表面張力作用難以進入縫隙，縫隙太大，液體能夠進行對流流動，一般不會發生縫隙腐蝕。化工設備的法蘭連接、接管、螺栓、墊片、換熱器管子與管板連接等位置容易發生縫隙腐蝕。
晶間腐蝕是指金屬材料在一定的腐蝕性介質中沿材料晶體邊界發生的腐蝕破壞。晶間腐蝕的金屬損失較少，但是由于腐蝕后晶間材料結合力降低導致材料強度下降。如受晶間腐蝕后的不銹鋼，表面看變化不大，但能承受力極小，甚至一敲即碎。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金鎂合金等材料常用來制造化工設備，他們極易發生晶間腐蝕。
2.3按照腐蝕的環境分類
按照腐蝕的環境可分為大氣腐蝕、水和蒸汽腐蝕、土壤腐蝕、化學介質（酸、堿、鹽）腐蝕等。
3.化工設備防腐方法
造成材料腐蝕的原因很多，影響因素也十分復雜。材料品種很多，腐蝕環境也千差萬別，因此防止腐蝕的方法也很多，目前常用的方法有表面覆蓋層、電化學保護、添加緩蝕劑保護等方法。
（1）表面覆蓋層保護
表面覆蓋層是用耐蝕性良好的金屬或非金屬材料覆蓋在耐蝕性能較差的材料表面，將基體材料與腐蝕性介質隔離開，以達到控制腐蝕的目的。表面覆蓋層主要有金屬覆蓋層和非金屬覆蓋層兩大類。
金屬覆蓋層有電鍍（如鍍銅）、化學鍍（如化學鍍鎳）、雙層金屬（女口鋼板上壓上不銹鋼板）、金屬襯里（碳鋼管道內襯鉛）等
非金屬覆蓋層主要有涂料覆蓋層（如涂刷防銹漆）、玻璃鋼襯里（碳鋼反應釜內襯酚醛樹脂）、橡膠襯里（如碳鋼內襯氟橡膠）、搪瓷玻璃襯里等。
覆蓋層這種保護措施是防腐蝕方法中最普通、最實用、最主要的方法之一。它不僅能提高基體金屬的耐腐蝕性，還能節約大量的貴重金屬和合金，因而得到大量應用。
（2）電化學保護
電化學保護根據金屬電化學理論，盡量降低電解質溶液中金屬的電極電位，可以使金屬難于失去電子，提高金屬的電極電位，使金屬鈍化，從而降低金屬的腐蝕速度。這種通過改變金屬在電解質溶液中的電極電位，控制腐蝕速度的防腐蝕方法稱為電化學保護。這種保護方法廣泛應用于地下管道、海上石油平臺、海船、鐵塔等，化工生產中的貯槽、換熱器、塔設備等也可以采用電化學保護的方法，
?。?）緩蝕劑保護
向腐蝕介質中添加少量的物質，這種物質能夠減緩金屬電化學腐蝕的過程，從而減緩金屬的腐蝕，這種防腐蝕方法叫緩蝕劑保護。如臭氧處理冷卻水的技術。臭氧是一種強氧化劑，能在金屬表面上形成一層y-Fe2O3氧化膜，降低腐蝕速度，且臭氧的強殺菌作用，有效地控制了循環水中微生物的生長，減輕了生物污垢及其引起的垢下腐蝕。
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