化工设备的防腐控制措施

胡 冰，刘 鑫



化工设备的防腐控制措施

胡 冰，刘 鑫

（东北石油大学，黑龙江 大庆 163301）

由于化工设备其本身的特性，经常出现腐蚀现象，因此，在化工设备的设计和使用当中，腐蚀问题必须要有效解决。目前我国化工设备防腐问题解决措施并不完善，由于受到各种客观条件的限制，化工设备防腐问题迟迟不能完善解决，导致化工设备在运行和使用中存在着大量的安全隐患。对化工设备腐蚀原因及种类作简要分析，并提出了几点化工设备防腐控制措施，希望能够引起相关行业对防腐问题的重视。

化工设备；腐蚀问题；防腐措施

现代社会经济发展迅速，我国各企业对生产设备要求也越来越高，就实际情况来看，化工设备被广泛应用于大型石油、化工企业中，化工产品的质量、产量和成本，在很大程度上取决于化工设备的完善程度。在一般企业的化工设备设计中，对于其防腐蚀要求都是由设备专业以及相关专业的设计人员全面分析之后对防腐蚀内容进行相关设计，但是受到各种客观因素的影响，并没有充分考虑防腐蚀标准要求，使化工设备防腐措施存在着很大缺陷，因而使化工设备本身产生了安全隐患，因而要求结合化工设备的使用环境和自身材质特点，分析其发生腐蚀的主要原因和腐蚀种类，有针对性的制定化工设备的防腐蚀措施，使防腐措施高效快速实施，保障化工设备的安全性能。

1 化工设备腐蚀主要原因和种类

1.1 化工设备腐蚀主要原因和种类

如表1所示，化工设备腐蚀的主要原因是在各化工企业生产过程中其生产介质中含有较多的二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、卤化物、硫化物、盐雾以及其他有害物质[1]。这些物质容易在生产中各环境温度下相互发生反应，化工设备结构材料受到相关物质的影响也随之发生反应，导致化工设备发生腐蚀现象， 其结构被破坏或者存在了隐患。按照腐蚀现象和腐蚀原因以及化工设备腐蚀表面状态等可将腐蚀种类分为以下几类：高温氧化腐蚀；剥层腐蚀；点状腐蚀；晶间腐蚀；缝隙腐蚀；焊接应力腐蚀；疲劳腐蚀；电化学腐蚀；工业大气腐蚀[2]。

表1 化工设备腐蚀主要原因和种类

1.2 化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀

在化工设备腐蚀现象中，最常见的三个现象就是化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。化学腐蚀现象的产生是由于化工设备表面结构材质和与其接触的物质产生了化学反应，在化学反应过程中会产生一种或几种新氧化物，这种氧化物会破坏设备表面结构，形成腐蚀现象[3]。发生化学腐蚀的主要原因是生产过程中产生的高温环境为反应提供了有利条件，使设备与媒介物质之间快速产生了反应。

另外一种就是电化学腐蚀[4]，这种腐蚀现象主要是化工设备接触电解质溶液，通过电极反应而产生腐蚀现象，电化学腐蚀主要发生在潮湿环境中。

最后是物理腐蚀[5]，物理腐蚀是指单纯的物理溶解对化工设备结构中的金属造成损坏。物理腐蚀过程中不参杂化学反应或电化学反应，而是在液态金属中发生的物理现象，造成金属物理溶解。

2 探析化工设备的防腐控制措施

2.1 提升化工设备防腐作业人员的专业技能

化工设备的腐蚀不仅影响美观，还损坏了设备安全性能，在防腐蚀作业中，要求加强施工组织，对相关防腐蚀施工人员进行专业防腐技能培训。正式进行防腐作业时要求选派经过系统专业知识培训的防腐施工人员上岗，并对表面防腐蚀工作各环节进行质量监督，把握防腐蚀作业的每一个细节，使防腐作业人员意识到设备防腐的重要性，在操作中避免失误，严格遵守操作规范，以免因为方式不当加重设备腐蚀，造成不可逆的损失。

2.2 化工设备表面防腐蚀措施

化工设备表面腐蚀是防腐作业中需要首先解决的问题，化工设备表面防腐主要采用的是表面喷砂和喷剂式方案，处理时首先是预处理，采用喷砂或抛丸设备，将设备钢材上的氧化程和锈蚀等杂物彻底清除，检查表面处理质量，要使达到国家除锈标准，确保设备表面清洁、干燥、无杂物。然后进行防腐喷剂的调配，在调配过程中，要注意主剂、辅剂和稀释剂的混合比例，最好派遣经验丰富的工作人员进行调配，确保喷剂混合时搅拌均匀，且稀释程度也要符合使用标准。最后是选择适合的喷涂方法，不同的设备其结构材质不同，使用喷剂不同，对其选择的喷涂方式也应该不同，对无机富锌底漆喷剂可使用无气高压喷涂，之后对缺陷部分进行刷涂补充。对于直径较大的设备，应将其水平放在滚动胎上，喷涂时设备壳体由滚动胎带动缓慢向上转动，喷嘴在设备水平方向上左右喷涂，全面保护设备表面，防止再次被腐蚀。

2.3 化学介质浓度控制

化工设备的腐蚀和化学介质有着不可分割的关系，化学介质的浓度对化工设备腐蚀有着直接关联。化学介质的腐蚀特性和介质浓度以及介质所处的温度条件有关，化学介质中的氢氧化钠、硫化氢以及水的浓度都会对设备腐蚀产生影响。对于设备钢材焊接过程中主要注重控制水和硫化氢的含量，如此可延长焊接接头应力腐蚀破裂时间。而对于碳钢和低合金钢制压力设备如果进行了焊后冷加工处理，不进行消除应力热处理，在此过程中，对氢氧化钠的浓度一定要限制，且要控制其温度环境。合理控制氢氧化钠的浓度和温度，其目的也是为了阻止和减少焊接后应力腐蚀破裂程度。

2.4 正确使用防腐涂料

防腐涂料法是化工设备常用的防腐措施，就目前实际情况来看，这种方法应用最广泛的要数石油企业化工设备。防腐涂料的使用能够预防设备腐蚀现象的发生，其作用主要体现在以下几个方面：

第一方面，具有较强的保护作用，可有效将腐蚀介质和设备材料之间的接触隔离切断，而且能够有效阻碍腐蚀电流的通路，这就有效防止了介质和设备材料接触而产生化学反应，使腐蚀过程无法顺利进行。

第二方面，防腐蚀涂料对腐蚀过程有一定的延缓作用，在某些程度上和缓蚀剂有相同功效，例如一些颜料可和介质之间的水分反应形成保护膜，不过只对于化工设备金属材料的腐蚀有一定的缓解作用。

第三方面，在电化学腐蚀中，对电极阴极有保护作用。漆膜的电极电位较之金属材料的电极电位要相对高一些，在腐蚀的电池当中可将防腐蚀涂料当作阳极使用，腐蚀涂料的过程中有效的保护了阴极。

2.5 使用缓蚀剂防腐

缓蚀剂的使用是防范化工设备化学腐蚀的一种有效方式。缓蚀剂实际是一种能够在低浓度下抑制金属腐蚀速度的物质，缓蚀剂的使用可以有效减慢金属被腐蚀的速度。因为缓蚀剂成本较低，使用简单，因此这种方式被广泛使用在化工设备防腐方案中。缓蚀剂的主要作用原理是，在介质中加入缓蚀剂，会在电极表面形成一层钝化膜或吸附膜，将电化学腐蚀的电极极化程度速率提高，有效降低了腐蚀电流对化工设备的腐蚀速度，在具体使用中，需要根据要保护的金属种类、特点以及腐蚀介质对缓蚀剂进行选择，而且缓蚀剂添加量的控制对缓解电化学腐蚀也有重要作用，下面我们通过实例进行分析。

表2 2010年某月对化工设备缓蚀剂防腐实验结果

表2为2010年某月对化工设备缓蚀剂防腐实验中，不同浓度缓蚀剂的动电位极化曲线参数分析结果。

由分析结果可知，采用动电位极化曲线实验可测试出缓蚀剂最佳添加浓度，根据上述结果，可以看出当添加量为200 mg/L时缓蚀剂质量最佳，缓蚀效果高达99%以上。当然，在缓蚀剂的使用过程中也应该根据实际情况和化工设备种类进行适当复合配比，缓蚀剂有不同种类，包括阴极抑制性缓蚀剂和阳极抑制性缓蚀剂等。

4 结束语

化工设备是所有机械设备中的特殊存在，因其在工作时过多接触化工介质，要求化工设备在设计和使用时必须具备耐高温、高压、强腐蚀性等特点[6]。因此在化工设备内部以及与之相关联的工艺操作、存积、选材、热处理等各环节都要严格把关，制定相关防腐蚀措施，保障化工设备的安全性和可靠性。

［1］王国臣.石油化工设备表面防腐质量要求与缺陷产生原因及对策[J].中国石油和化工标准与质量,2012(7)：58.

［2］张家骥,詹士平.浅谈化工设备的腐蚀以及防腐措施的设计应用[J].中国化工贸易,2012(10):102-103.

［3］李东海.化工压力容器的腐蚀原因分析以及相关防腐措施[J].中国石油和化工标准与质量,2012(16):69.

［4］罗前宽.论玻璃钢贴衬防腐工艺在化工设备上的应用研究[J].科技创新与应用,2012(28) :210-212.

［5］蔡科.常减压装置常压塔塔顶系统腐蚀失效分析与防腐[J].石油化工设备,2012(3)：115-117.

［6］郭维娜,张国栋,杨巧莲等.浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].城市建设理论研究（电子版） ,2013(36)：210.

Discussion on Control Measures of Chemical Equipment Corrosion

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（Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163301，China）

Due tooneself characteristics of chemical equipment, its corrosion phenomenon often appears, therefore, in the design and use of chemical equipments, corrosion problems must be solved effectively. At present, China's chemical equipment corrosion problem solving measures are not perfect, due to the limitation of all kinds of objective conditions, chemical equipment corrosion problems can't be completely solved, which will cause a lot of potential safety problems in operation and use of chemical equipments. In this article, reasons and types of chemical equipment corrosion were analyzed, and several control measures of the chemical equipment corrosion were put forward.

Chemical equipment; Corrosion problems; Corrosion protection measures

TQ 050.9

A

1671-0460（2014）06-1032-03

2014-04-27

胡冰(1981-)，女，黑龙江尚志人，硕士研究生，讲师，研究方向：应用化学。