探析化工设备的腐蚀与防腐对策

■姚 勇 ■南昌航空大学环境与化学工程学院，江西 南昌 330000

我国经济近年来的发展速度持续攀升，这也使得企业对化工设备的需求有了大幅度的提升，如果化工设备经常出现腐蚀或损坏现象，会对企业的运作产生很严重的负面影响。所以，对于现今的化工设备生产企业来说，对设备腐蚀现象进行深入的研究，提升自身技术能力，强化设备的防腐工艺，是确保化工设备长久运作，并为企业提供稳定服务的重要措施。设备的腐蚀损坏现象在其运作过程当中，是随着时间推移必定会产生的问题，而且其运作的时间越长，腐蚀问题便会越频繁的发生，设备损坏与腐蚀现象是随着时间推移必定产生的无法避免的问题，但是并不代表这种问题是无法解决的，但现今许多的企业都对这一问题并不重视，也没有防范的意识和相应的防腐措施，自然无法保证设备的长久运行。

1 腐蚀现象的类别

1．1 物理腐蚀

其主要是指设备的某部分单纯受到物理作用的侵蚀而产生的腐蚀现象，一般主要是由渗透及溶解导致的，例如熔融金属容器的溶解及高温溶碱、熔盐导致的渗透溶解现象。

1．2 化学溶解

其主要是指非电解质与设备金属部分直接发生化学作用而产生的腐蚀现象，这一过程是一个单纯的氧化-还原反应，设备金属表面与腐蚀介质的原子直接产生碰撞，进而产生腐蚀产物，这一反应过程当中无电流产生，所以是合乎化学动力学定律的。

1．3 电化学腐蚀

其主要是指电解质溶液与金属发生电化学效应而导致的腐蚀现象，这一反应过程当中，出现了阳极失去电子，阴极获得电子的流动，这一反应是合乎电化学动力学定律的。

2 化工设备抗腐蚀措施

2．1 研发抗腐蚀材料

抗腐蚀材料的研发是现今抗腐蚀技术的主要突破口，化工设备的性能提升与其有着十分密切的关系，抗腐蚀的材质主要包含高分子材料、金属材料以及无机非金属材料等等。

金属合金材质，是设备结构材料当中的主体，而在所有金属材质当中钢铁所占的比重是最大的，但是，钢铁的抗腐蚀性能是有局限的，但具备高性能的有色金属及合金材质的应用及开发都十分迅速，这也在一定的程度上减轻了设备局部腐蚀及特殊环境下产生腐蚀的问题，例如金属钼含量较高的耐腐蚀合金材质、高纯度铁素体不锈钢、双相的不锈钢材质、低合金钢材质、钛与钛合金材质以及镍基合金等，这些抗腐蚀的非金属材质，在现今国内外的化工设备生产过程中都是被广为利用的。这些非金属材质都具有十分优秀的抗腐蚀能力，机械性能则可以借由外界强化的途径来弥补，在部分领域，已经大有取代钢材，成为主材料的趋势。现今正在开发的材料包括玻璃钢、石墨、工程陶瓷及搪玻璃等。

2．2 表层覆盖材质

在现有的防腐措施中，设备表层金属表层技术及抗腐蚀涂层技术的费用占据整体设备抗腐蚀费用的87%左右，所以，采用正确的表层抗腐蚀技术，是能够有效提升设备使用年限、提升设备管理工作效率、减免设备维修费用的有效方式。而且采用表层抗腐蚀的技术，可以大幅提升材料整体的抗腐蚀性。在石油化工等化工领域中应用最为广泛的抗腐蚀技术主要包含镀、涂、渗及衬等近年来逐步发展起来的新技术，当中以涂层衬里的应用最为广泛。

2．3 抗腐蚀涂料

抗腐蚀涂料的研发，始终是化工领域研究的重点，在化工领域当中，抗腐蚀的涂料主要是用于构筑物、建筑物、贮罐及装置的内外壁防护以及输气、输水、输油管线等方面。根据研究统计的结果来看，抗腐蚀涂层的破坏的各类原因当中，表面处理不到位的情况约占据75%左右，所以，对于表面处理工作加以重视，是十分重要的。而且在总结当中，我们也逐步发现了一些具有发展潜力的涂料，例如重防腐涂料、耐高温涂料、陶瓷类涂料、氟树脂涂料及带锈涂装涂料等。这些都是现今国际研究领域当中最为热门的涂料。

2．4 复合管道与衬里技术

衬里技术主要是指使用如玻璃钢、碳钢和铸铁等高强度的材质作为结构材质，并使用具有抗腐蚀性能的优质材料作为衬里的技术。衬里技术分为松衬、紧衬等形式，国外广为利用的是紧衬技术，衬里技术通常是在管道内壁、及化工设备内部等部分加以利用的。

2．5 其余表层工程技术

化学镀层及电镀层都是在化工抗腐蚀工作当中利用范围十分广泛的技术，电镀主要包含镀锌、镀镍及镀铬。镀锌钝化是现今化工领域最为关注的技术，近些年来推出的无铬或低铬黑钝化、彩色钝化、极强钝化与军绿钝化等等都是备受关注的技术，这样的技术能够使镀锌层对于外界环境腐蚀的抵抗力大幅提升。化学镀是使用金属盐及还原剂，在同一溶液当中进行自催化氧化还原反应，进而在设备表层沉积出金属镀层的技术。较比电镀层来说，化学镀层在抗腐蚀能力及选择性方面都有着很明显的优势，是现今国际上发展速度最为可观的表层处理技术之一。

2．6 电化学保护

电化学保护主要是指用外部的电流促使金属腐蚀的电位发生变化，以减慢其腐蚀进程的抗腐蚀技术。电化学的保护技术，可以分为阴极与阳极保护两种，近年来这项技术已经在化工抗腐蚀领域当中得到了广泛的重视与应用，是一种实效性高，且十分经济实惠的抗腐蚀技术。

2．7 缓蚀剂

缓蚀剂是一类在浓度很低情况下，能够使金属在与腐蚀性介质接触时腐蚀速度大幅减低的抗腐蚀物质。这种抗腐蚀剂是一类化合物，或基类化合物所构成的复合物质。在化工领域当中，缓蚀剂主要是用于避免工业冷却水系统带来的腐蚀，以及化工设备、锅炉、管道等部分接受化学清洗过程中所遭受的腐蚀。也有少量是用于避免设备生产过程当中产生的工艺性腐蚀。

3 结语

总而言之，对于化工设备，在操作、设计及管理等各个层面方面，都要对腐蚀因素进行预防。只有不断的探究，并对工作经验进行总结，特别是在防腐领域中应用最为广泛的新方法及新经验，提升自身对于抗腐蚀技术重要性的认识，才能在探索过程中找到更加实惠且有效的防腐措手段，确保化工设备的长久、稳定运行。

［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，2012，32(7)．

［2］贾秉鲁．浅析石油化工设备防腐的有效措施［J］．城市建设理论研究，2014(15)．

［3］张文香．设备表面防腐缺陷分析及对策［J］．石油工程建设，2008，34(4)．