浅析冶金化工污水装置设备防腐

李 虎

（重庆川仪自动化股份有限公司，重庆 401221）

冶金化工污水装置应用环境非常复杂，设备防腐成为行业内所关注的重要问题，目前设备腐蚀主要是由于设备长期与空气和含有杂质的水分相互接触并发发生化学和物理反应，从而导致污水装置出现腐蚀，严重的影响到了设备的正常使用，为此需要探究设备腐蚀现状并针对不同类型的腐蚀情况提出合理的解决对策，以此来提升污水装置防腐效果。

1 冶金化工污水装置腐蚀现状

1.1 冶金化工污水装置

金属材料作为冶金化工的重要原材料之一，在实际生产中会由于金属资源的匮乏，带来一些列的冶金问题，其中最为重要的就是冶金化工污水装置易腐蚀现象，其包括地下管道线路、污水池和阀门等，如表所示。

表1 污水装置设备腐蚀情况

1.2 冶金化工污水装置腐蚀原因

目前冶金化工污水装置腐蚀类型有局部腐蚀和均衡腐蚀两种，相对来说装置出现局部腐蚀的现象非常普遍，其主要表现为设备的零部件会由于某种介质的作用，在一定的温度和压力作用下出现局部腐蚀或者是电化学腐蚀现象，该现象会导冶金机械设备难以正常运作，因而需要设备管理人员对该现象加以重视。其次就是均衡腐蚀，该现象最常出现在化学机械中，通常化学技术人员会通过专业的函数公式用于计算出金属腐蚀率，使得金属长期浸泡在比较弱腐蚀性的溶液中，或者是接触到腐蚀性的介质，后出现均衡腐蚀的现象。

在分析冶金化工污水装置设备防腐问题中需要讨论其腐蚀的重要原因，在本文中将其归纳为外部和内部两个方面进行讨论。

1.2.1 外部原因

冶金化工污水装置由于长期与发生局部腐蚀的介质进行接触，这种状态持续较长的时间也会导致整个设备出现腐蚀现象，以换热器为例，其中水是最常用的媒介，所使用的水pH数值开始下降，容易出现水汽渗透的现象，导致装置管道中的空气含量增大，以此来加速装置换热器腐蚀速度。化工冶金化工区域需要很多存储罐，这些存储罐用于装不同类型的介质，在运输和存储器件腐蚀性的介质在底板留有少许的水分，使其出现底水层，底水层中会有部分的硫酸盐残留物，滋养一些微生物，容易加剧装置出现化学腐蚀现象，最终存储罐内壁出现不同程度的腐蚀情况。

除了上述腐蚀性介质造成装置出现腐蚀现象，还包括介质的流速以及外界缓解等都可以对加速腐蚀，其中介质的流动速度对于腐蚀影响相对较大，这是因为介质与冶金化工污水装置相对流速较大，会加重装置表面的腐蚀程度，同时振动也会导致装置出现磨损以及腐蚀现象。环境温度主要体现在温度提升以后，电解溶液中的电阻数值会有所下降，这样加快了扩散速度，使得设备腐蚀程度有所提升。

1.2.2 内部原因

冶金化工污水设备防腐自身的防腐性能不是很好，其原在于在污水处理中需要涉及到装置用量比较大，同时冶金金属材料的自身防腐性能并不是很强，换热器材主要是常用材料，其中包括磷元素、硅元素以及锰元素等，这类会加速换热设备的腐蚀概率。

工厂所使用到的设备材料未能满足质量合格要求，其表现为，设备质量无法达到规定需求，这主要归为部分管线所使用的材料无法满足规定要求，甚至有些材料还是废弃材料，在饱受严重腐蚀以后，还会对其他正常的管线进行腐蚀影响，为此需要关注到冶金化污水装置管线腐蚀现象，若是将其忽略必然会引发更大规模管线老化现象，导致管线出现裂缝。

（1）管线渗漏原因分析：在冶金化工污水处理系统中装置内机泵主要材质为PVC管线，对于化工企业来说这种材质成本比较低廉，硫酸盐腐蚀性比较好，同时材质又属于脆性材料，若是长期使用会因各类振动条件或者是老化问题导致其出现裂缝，同时pH接口处或者是连接处也会由于老化等原因导致管道线路出现裂纹，最终出现渗漏现象。

通常污水处理装置中地下管道采用水平放置的防腐，管道直径固定但是其深度数值不同，容易造成氧浓度差，对于管道下埋比较深的地方，会因为氧元素含量难以达到需要程度，可以将其看作电池的阳极，通常阳极部分最容易发生腐蚀现象。

若是管道外币所涂抹的防腐层被微生物所破坏，通常会选择沥青作为防腐材料，当发生腐蚀现象后，容易导致管道出现老化的现象，同时在土壤中还有其他的介质和细菌，这些物质同样会加速管道的腐蚀，这也是管道最常腐蚀的原因。并且很多厂区只是对管道进行一层防腐材料的涂抹，虽会有一定的作用但是作用效果并不明显，最终导致管道外壁出现腐蚀现象，为污水处理增加了难度。其实若是细分管道线路出现渗透的原因可以概括为两部分即外腐蚀和内腐蚀。具体可以理解为管道外壁的防腐材料因为长年失修出现老化，甚至开始剥离，或者是初期所使用的材料本身就存在质量问题；其次就是在整个管道内部可以将其想象成为原电池，基于原电池原理，阳极部分的氢氧化亚铁会在水和氧气的作用下形成氢氧化铁，这种物质自身的溶解度比较小，加剧管道内化学腐蚀的发生，通常地上管道主要出现内腐蚀现象。

（2）混凝土结构出现腐蚀：在污水装置中腐蚀介质主要为硫酸铵水溶液，水溶液呈现出酸性，pH数值一般为4～5，这种水溶液容易对混凝土材质造成腐蚀，该现象是一个非常复杂的物化过程，既包含着化学腐蚀，又有结晶碰撞，导致应力腐蚀等。混凝土最主要的成分物质为硅酸盐水泥，该材质中氧化钙的含量可以超过61%～65%，混凝土材质的属性并非为酸性和碱性。但是硫酸铵则属于强酸弱碱盐，可以与氧化钙进行化学反应，最终生成可溶性复盐，并以水溶液的形式流失。因为在混凝土材质中有大量的非封闭空隙存在，影响到材质的渗透性。

很多冶金化工厂为了方便厂区打扫，会使用到冲洗机泵、管线等，地面结晶的硫酸铵晶体会由于遇水后出现水解，以水溶液的形式直接渗透到混凝土中，当湿度有所降低以后又会有新的结晶体析出，相应的体积也会膨胀，干湿交替过程中结晶体会发生物理变化，并在水泥材料的孔隙中不断的生长，导致混凝土出现开裂现象。

（3）动设备腐蚀：在本文中所说的动设备包括机封、轴套以及泵壳等相关的设备，这些设备出现腐蚀现象其原理与上述静设备原理相类似，同样是由腐蚀性的介质造成，或者是空气中的某些气体所影响，导致腐蚀程度加剧。对于冶金化工厂来说其空气中不仅有SO2气体还有CO2以及氯化物等，这些气体会不同程度的影响到化工区域内的腐蚀现象。

2 冶金化工污水装置防腐措施

对于冶金化工污水装置来说最容易使用的防腐措施为管线防腐、环氧树脂以及不锈钢管线等；水池内部则是使用环氧玻璃钢与各种防腐涂层等。其次就是化工污水处理装置中初期在设计的时候未能充分考虑到防腐效果，在投入使用以后会发现水池内水质非常恶劣，具有较强的腐蚀性，这使得水池内壁自然遭到各种腐蚀，其表面的混凝土材质开始脱落，并呈现出凹凸不平的状态，最终出现内池渗漏现象，该问题不仅影响到了冶金化工区域的构筑物的使用寿命，干扰正常设备运行，并且严重的威胁到区域内环境，最终造成不良后果。

2.1 选择合适的防腐材料

对于冶金化工污水装置处理池内部和表面会有硫酸铵材质，外部也有螺杆泵以及泵座等，这些部位最容易与硫酸铵相互接触，针对这一现象可以可以选择抗硫酸的混凝土对其进行处理，选材的时候要考虑到水泥具体使用的标号，达到对混凝土的比重以此来增强混凝土的密实程度，进而有效的改善了厂区混凝土的抗所渗透特性以及耐腐蚀特。

在选材过程中要明确设备所处要的环境、介质以及压力等，经过综合对比，找到行将比较高的材料，对于污水处理装置来说前期投入成本相对较高，但是耐腐蚀材料可以增强设备的使用寿命，在检修和设备管理方面不需要消耗大量的成本和人力，为此管理者需要从长远角度考虑，严格控制材料的质量，以此来更好的应对管线腐蚀问题。

2.2 污水池防腐

通常区域内所使用的污水池采用半地下封闭式防腐，池内壁长期处于污水与地下水中，导致池子表面一直为潮湿状态，其内部水分含量超过了10%，我国对于混凝土或其他材质进行防腐规定，表面含水量应当低于6%，由此可见已经完全超过国家规定要求，这就是的混凝土结构构建物存易脱落的问题。对于这种水分含量比较高的混凝土，一般会使用玻璃钢防腐方式，但是这种方法会导致面层与基体无法很好的结合在一起，甚至容易出现鼓包的现象，为了更好的解决这一问题，采用创新型防腐材料即Agru Smooth SheetHDPE 3.0 厚光面带爪钉板，以此来有效的规避上述问题发生。

3 结语

对于冶金化工污水处理中所使用的装置多数是由介质造成腐蚀，长期使用无法对设备进行及时检修加剧设备的腐蚀速度，这就要求管理人员需要根据不同区域进行定期检修，若发现设备出现损坏需要及时对其进行更换。同时也要对污水处理设备做好防腐保护，其包括动设备尽可能的采用到不锈钢等耐腐材料，其次是常用的冷却水中含有大量的杂质，为了减少介质对于设备内壁的影响，可以更换为工业水，并且要做好动设备的外表面防腐，如涂抹各类防腐材料等，这样也可也减缓空气重有害气体对动设备腐蚀程度。