化工设备腐蚀原因分析及其防腐措施

摘要：化工装置在长期的运行工作中，化工设备存在着腐蚀性的经济风险，并导致了巨大的财产损失。根据化工设备的不同，通过改进材质和合理的设计及管理方法，就可以改善化工设备的防腐效果，从而防止产生经济风险。因此本文重点对化工设备的腐蚀问题与防腐方法展开了探讨，以降低化工设备的经济风险。

关键字：化工设备;腐蚀问题;防腐方法

引言：化工设备，包括动设备和静设备，在复杂的工作环境内，受潮湿、电化学侵蚀的影响下，易产生腐蚀性的问题。化工装置的材质在发生腐蚀后，直接削弱了化工设备的工作性能，也无法保证其在实际开车运转中的可靠性，从而造成了资源浪费，更严重的时候还会产生安全隐患，影响化工生产中的环境污染和作业人员的生命安全。

1、化工设备出现腐蚀情况的化学机理

1.1大气腐蚀

由于近年来中国的高速发展，带动了中国工业聚集化，在重工业区域聚集了大批的化工企业，所以使得在该地区产生了非常强烈的污染。在该地区的空气中充满了大量的工业废物，气体中存在着相当高浓度的硫化氢、二氧化碳和二氧化硫含量，当工业生产尾气与酸雾融合并到达一定程度后，水气便会和酸性气体形成无机酸，在长时间这样大气环境下的化工设备中，其金属材料部份和酸雾之间就会发生化学反应，最后造成金属材料部份腐蚀和损伤的状况发生，也就是我们认为的外部腐蚀。

1.2物理腐蚀

在化学装置金属的表面被化学溶液所溶解便是一种物理侵蚀，虽然物理侵蚀在化学装置腐蚀中占据很少的比重，但是某些特殊产品或装置中也会出现设备损坏的情形。

1.3电化学腐蚀

电化学腐蚀现象主要存在于化工装置及设备的异种金属部件中，主要成因就是化工装置的金属表面会和离子型介质接触并会形成相应的化学反应，从而造成金属表面损伤。通常情况下，电化学侵蚀可以包括阴极和阳极反应两种情况，当中阳极反应主要是指在金属表面电子流和离子流之间的交替反应（氧化物），还原则属于负极反应。

2、化工设备的腐蚀因素

2.1内在因素

化工设备腐蚀的内在因素有：（1）设备本身材质防腐蚀能力较差，无法保证机器设备防腐蚀的稳定性，而金属材质本身又没有防腐蚀的能力，直接影响化工设备的抗腐蚀能力;（2）化工设备的流体介质变化，介质对设备材料有很大的腐蚀性影响，比如水溶液，化工设备常常触及水溶液，水溶液类型有所不同，侵蚀的状况也不一样，同一种化工设备，触及有所不同的容易，发生侵蚀的机率、腐蚀状态等，均有很大的差别;（3）化工设备内部装配零部件的影响，零部件是诱发整个腐蚀的主要原因，机械零件腐蚀后，会损坏化工设备的保护膜，当零部件表层粗糙度不足时，腐蚀的机率显著增加;（4）化工设备的内部结构设计缺陷，如果存在易于积水、积灰的情况，就会造成机器腐蚀。

2.2外界因素

外部原因主要有：（1）对于含有腐蚀性因素的工作环境，以及它对化工设备的影响，以腐蚀的情况显示出来，强酸、碱侵蚀，均属外界原因;（2）对于化工设备内部，机泵类设备，由于存在着大量腐蚀性气体或液体，超过一定界限的流动对腐蚀性物质的危害非常明显，要减少腐蚀性的速度，就必须降低化工设备表层的气体、液体流量，以保证稳定。

2.3管理原因

在设备管理中，由于管理人员缺乏管理流程，不能及时发现腐蚀的问题，而造成设备腐蚀的状况更加严峻，从而削弱了化工设备的使用寿命，也同时影响了它在化学产品中的使用性能。化工设备方如果没有管理，将会严重加剧机械设备的腐蚀，造成不可挽回的后果。

3、化工设备腐蚀的具体表现

3.1局部腐蝕

化工设备的局部腐蚀，属于多发性的腐蚀表现，大多数动设备，机泵类在腐蚀上，最易发生的便是局部腐蚀。局部侵蚀的破坏力很大，它可以发生在不同的化工设备上，逐渐增加侵蚀的体积。石油化工生产中的机械设备，向下比向上方腐蚀还要明显严重[1]。比如：在金属或化工设备中的钢材，由于同一批次材质整体腐蚀的程度各不相同，显示出了局部腐蚀的特征，在同一钢材体系中，有可能出现各种情况的局部腐蚀，如果出现了腐蚀情况分级化现象，局部腐蚀的现象就会更加突出，并专门集中于一定的部位。但是，由于局部腐蚀的破坏力很大，它在防腐蚀管理上也有存在着相当的困难，所以首先要保证了局部腐蚀管理措施的安全，方可投入到防腐蚀的实际应用中。

3.2均匀腐蚀

均匀腐蚀，如果均匀的散布于化工设备上，就可叫做均匀腐蚀。化工设备的表面均匀侵蚀时，其侵蚀的速度显示出线性的状态，而这种侵蚀，常见于溶剂储存类的储罐中，当浸渍于一定溶剂内时，就会引起对环境内腐蚀性气体以及化学物质的干扰，均匀的侵蚀影响着金属化工设备，从而促使侵蚀情况均匀的附着于金属化工设备的表面上，不具有局部之差分[2]。化工企业内，易于产生均匀腐蚀的化工设备，使用耐腐蚀材质制造，提高了腐蚀的防止力度。均匀腐蚀的预防措施，着重考察它在化学产品中的实际状况，并避免影响化工设备的实际应用状况，以促进化工设备获得更有效、平稳的工作状态。

4、化工设备的防腐蚀对策

4.1防腐蚀材料的使用

材料防腐蚀对策中，首先就是使用防腐材质，从根源上减少了化工设备腐蚀的出现几率。通常情况下，化工设备的主要材质为碳钢，由于碳钢的经济成本低，而且有着较高水平的机械特性，其在抗腐蚀方面，却缺乏有效性，所以，在化工设备的主要材质防腐蚀内，必须引入有用的新材料，并根据化工业生产的实际环境，合理安排新材质的使用。化工设备防腐材料的选用，首先要符合化工产品的基本特性，即对高温、高压的要求，然后确定金属材料的种类。化工设备内，最常用的防腐新材料主要有：高强度树脂材、高分子耐热材料等，正在逐步替代化工生产内的传统高成本金属材质，同时，在化工生产内，还具有部分传统的化工设备，对于这些设备，必须通过降低腐蚀性的方式，比如内衬防腐材料，实现防腐的目的，以保证化工设备能够在化工生产内保持稳定的工作状态，从而延长了化工设备的工作寿命。

4.2电化学保护

电化学防护，重点是隔离化工设备的电化学腐蚀。在化工企业内，电化学技术保护的基本措施就是在化工设备的设备表面，进行必要的电化学技术保护处理措施，以隔绝设备表面水和空气，从而截断电化学侵蚀的途径。在化工工程的设备及管道连接中，已积极引入金属电化学防护的方式，并可广泛应用于所有金属类型的化工设备上，以保障机械设备的安全使用。

4.3防腐蚀设计

所谓防腐设计，是指针根据对化工设备的需求，从设计及工艺角度避免腐蚀的发生，以全面防止机械设备腐蚀。主要表现在设计结构、制造工艺两方面，在设计的过程中，对于化工设备，一定要本着构造简化的设计准则，改善机械设备的外部构造，同时外部构造也不要产生下凹陷的情形，以避免进一步增加腐蚀的情况出现机率[3]。针对特定的化工设备，必须设计排气气孔，减少表面和里面的滞水，保证机械设备的干燥性能。化工设备及结构，材质必须一致，接头部位之間不得存在过大的间隙，并注意焊缝的打磨和圆角化。同时按照化工设备的标准设计，进行了焊接处的涂装工作，并考虑化工设备的特性，提出优良、合理的结构设计，以发挥焊缝涂装的防腐功能，提高焊缝连接的精确度，以此保障整个化工设备的安全使用。

4.4喷涂防腐油漆

对化工设备的内外表面喷涂防腐漆，是一种简便而有效的预防措施，可以保护化工设备在外界环境中的防腐蚀特性。例如：化工设备的抗腐蚀涂漆方式，在工作环境中和金属之间，提供了良好隔绝的条件，有效防止空气氧化和水分腐蚀金属。刷油漆防腐蚀，实用性很强，要根据化工设备的实际状况，全面掌握化工设备设备的基本特性、所用材质及其应用，才能科学安全设备的刷油漆防腐蚀，从而禁止了化工设备出现的腐蚀风险。涂漆防锈时，必须选择优质的防腐漆，才能适应化工设备的工作环境。

4.5防腐蚀管理

防腐蚀管理工作，具备主动化的特征，化工企业依据石油等化工设备的工作状况，进行防腐蚀管理的过程工作[4]。首先加强对化工设备的防腐蚀管理工作，并采取相应的检测方法，排除了化工设备中的腐蚀隐患，并积极处理有腐蚀的机械设备;其次管理在化工设备中发生脱漆、腐蚀问题的结构，一旦脱漆、腐蚀问题严重，就必须相应的进行维护，防止引起更为严重的腐蚀问题;最后提出防止腐蚀的管理工作方法，定期检查、清理化学装置，以处理腐蚀问题，从而提高了化工设备的有效性和高效性。

4.6规范设备作业人员

要根据一定的业务流程和规范开展化工设备作业，一旦发生作业失败不仅很极易导致设备的腐蚀，更是引发严重安全事故，所以，化工企业必须规范人员的作业行为，以确保设备平稳运行。首先，企业必须要建立设备作业流程，并规定每个工作人员必须根据流程规范作业，不得发生违章施工的情况;然后，定期组织工作人员进行专业培训，确保每个工作人员都能够灵活合理的运用各种生产设备;最后，对企业员工进行化学教育，增强其职业安全意识和自身的安全防范意识，合理运用化工设备。

5、结束语

化工设备的腐蚀问题，是一种较长时间的安全问题，腐蚀现象并不是在短时间内产生的。因此根据化工设备的腐蚀成因与现象，全面落实防止腐蚀的预防措施，以改善化工设备的安全生产技术特性，并营造健康、安全可靠的工作环境。

参考文献：

[1]高飞.石油化工设备的防腐蚀对策研究[J].科学视界，2015，6：59+81.

[2]黄涛.浅析石油化工设备腐蚀成因及防腐蚀对策[J].论石油化工企业管理， 2015，24：137.

[3]王爱民.浅析石油化工设备腐蚀成因及防腐蚀对策[J].论石油化工企业管理， 2015，35：16.

[4]甄利国.石油化工设备腐蚀成因及防腐蚀对策研究[J].关于石油化工企业管理， 2014，29：186.

李哲 天津 汉族 1993年6月，本科学历，助理工程师，机械工程师