化工设备金属材料腐蚀及防护措施分析

化工设备金属材料腐蚀及防护措施分析

杜超

41138119811015****

摘要：化工设备金属材料的腐蚀主要包括两种，第一种为化学腐蚀，第二种为物理腐蚀。所谓物理腐蚀是指并没有出现化学反应，导致冶炼化工设备损伤。而另一种化学腐蚀则是恰恰相反的，是因为出现了化学反应而造成损伤的，就是化学腐蚀，通常多数的腐蚀都是化学腐蚀。腐蚀将导致工厂生产延迟，生产材料浪费，资源和能源过量消耗、成品质量下降、对自然环境造成污染。所以，发展和研究预防腐蚀技术，对经济发展有着非常重要的意义。

关键词：化工设备；常用金属材料；腐蚀原因；预防措施

引言

化工设备常用金属材料腐蚀的激励有电化学腐蚀机理、大气腐蚀机理两种，而发生腐蚀的原因，则与金属材料特性、生产条件、设备维护、生产原料等相关。为了提升化工设备抗腐蚀能力，在设备设计制造环节，应该选用耐腐蚀原料，科学应用结构技术，优化设备设计工艺，在设备使用环节，应该建立健全设备防腐管理计划，做好预防工作。

一、金属腐蚀的概述

所谓金属腐蚀，就是在环境介质下金属的表面通过物理溶解、化学反应、电化学反应等，这样会直接破坏其表面和结构，就本质来分析，其就是被氧化之后，金属原子失去电子的过程。一般来说，基于不同的腐蚀机理，主要是将金属腐蚀划分为电化学和化学腐蚀两种类别。其中，电化学腐蚀指的是金属表面同环境介质之中的离子出现了电化学反应，进而造成腐蚀问题。化学腐蚀指的是金属或者合金在特定环境介质之中，如处于 H₂O、SO₂、O₂等介质之下，就会直接发生表面甚至结构破坏的化学反应腐蚀。针对这两种金属腐蚀问题，电化学腐蚀出现的概率较大。针对腐蚀电池的形成，主要是因为金属表面同环境介质相互接触之后会让空气之中的水分吸附在金属表面，形成一层水膜，并且对于CO₂、SO₂、NO₂等物质会直接溶解到这一层水膜之中，形成电解质溶剂。

二、化工设备常用金属材料腐蚀原因分析

针对化工设备而言，在金属材料出现腐蚀之后：第一，化工设备本身的金属防腐能力偏弱。在实际使用的时候，就其使用的金属材料属于重要的构件，在因为腐蚀，就会导致金属材料本身的防腐能力受到影响。因此，在金属材料使用的实际环节之中，其材料本身的密钥越大，那么其对应的防腐能力就会越强，反之，当密度越小的时候，其相应的防腐能力就会越来越低。因此，金属材料来应重点考虑密度，以此来增强冶炼化工设备的实际防腐能力。第二，在使用冶炼金属材料的时候出现金属材料腐蚀是因为金属与化学溶液、气体相互接触。但是考虑到冶炼化工设备所使用的金属材料和平时有所差异，在实际冶炼过程中金属材料难免会接触到部分酸性或者碱性的腐蚀介质。一般来说这种物质在于金属材料长时间接触之后会直接腐蚀冶炼化工设备的表面，并且在化工设备的表面还有残留的冶炼物质时，一旦没有及时进行清理，就可能导致化工设备金属材料在腐蚀预防处理之后依旧出现腐蚀的问题。第三，针对冶炼化工设备金属材料没有做好对应的维护处理。作为操作人员，在使用化工设备的时候没有针对金属材料的腐蚀情况进行及时的处理，加上本身的维护意识有所欠缺，会逐渐加重设备腐蚀程度，最终埋下安全隐患。

三、化工设备金属材料腐蚀预防途径

1. 金属材料的选择

在使用化工设备金属材料时要合理慎重地选择。如，在配置化工冶炼溶液的时候会考虑到实验玻璃的选择，在溶液之中传导应利用可降解塑料，避免对冶炼化工设备的实际使用带来太大的影响，也可以进行对应的替换，不会带来环境污染问题。此外，在冶炼化工设备金属材料的具体使用中，就可以考虑到替换处理，这样才可以防范出现太大的环境污染。在使用金属材料的时候，严格的考核是必须实施的，并且还需要考虑到针对其使用的年限进行合理的分析与计算，并且针对其环境也需要做好综合性分析，合理选择金属材料。一般来说，针对冶炼化工设备所使用的金属材料可能为化工生产经济效益带来的基本价值也要加以考虑，根据可持续发展战略的需求确定应用哪一种材料可以将延长使用寿命，最终按照不同的使用环境做好对应金属材料的选择。

2.冶炼化工设备热浸镀锌防腐

就目前的金属材料防腐而言，热浸镀锌防腐是一种重要的方式，详细而言，就是通过针对钢构件的酸洗除锈，在 480~520℃的高温锌熔池之中浸泡 3~5min，这样就会有一层锌液直接粘挂在其钢铁的表面，通过冷却之后就会形成相应的镀层，其本身就会发挥良好的防腐作用。基于实际的应用情况分析来看，其主要是对于金属材料的选择起到的良好的保护，主要是使用机械屏蔽的电化学保护方式，并且钢铁表面和涂层之间的结合力良好。不过还需要注意，考虑到镀锌涂层的实际厚度温度，所以，一旦有腐蚀的现象发生，那么就可能会有钢铁等金属材料从局部漏出来，进而导致涂层本身无法发挥效果。所以，热浸镀锌本身不具有长时间的防腐蚀的能力。同样，这一项工艺本身还带有较强的局限性，尤其是针对大构件。针对实际的金属材料防腐实施过程中，虽然可以有效使用这一手段，不过要考虑到对应构件的合理选择。

3. 冶炼化工设备涂料防腐

在设备防腐之中使用涂料也拥有明显的效果。就目前的实际情况分析来看，涂料防腐的基本原理主要是通过涂料层来有效的保护钢铁等金属设备，因为涂料本身带有致密性，金属材料的表面就会附着有效阻止金属材料和介质接触，如液体、空气、其余化合物等。基于合理的分析来看，金属材料出现腐蚀基本上都是和材料与介质接触有关，在使用防护层隔绝金属材料和介质接触的时候，出现腐蚀现象的必要条件就被隔断，使腐蚀现象得到有效的控制。但要注意，涂料并不会因为时间的关系而脱落，在使用涂料防腐方式的时候要实现对涂料的周期性维护，确保涂层有良好的防腐效果，这是目前最简单的防腐手段之一。

4. 冶炼化工设备电弧喷涂防腐

基于这种方式的实际使用，通过电弧喷涂处理电源之中的带正与负电金属丝，那么就会直接将其输送到电弧喷枪的端头位置之上，在端部短路接触时，还会有对应电弧熔化现象的出现，直接熔融铝高温的液滴，这样就会直接被压缩空气喷吹以及对应的雾化，甚至还会在工件的表面上喷涂，然后与基体之间相互的结合之后，就会有对应的电弧喷涂涂层的形成。基于实际的情况分析，在基体和涂层之间就会形成机械结合，同时也会有对应的微冶金结合的形成，效果非常明显，这样的结合方式可以确保防腐涂层不出现起皮和脱落的情况，牢固结合，起到长久防腐的作用。在具体使用冶炼化工设备的时候，利用这一防腐方式可以实现金属材料的防腐处理，并且保障设备金属材料的完整性，增强设备利用的稳定性。

结语：

在国内外，冶炼化工行业的金属腐蚀以及防腐措施都拥有良好的成果，就行业内的分析来看，现阶段的金属腐蚀以及防腐蚀措施都得到了大范围的普及应用，能够大幅度减少金属腐蚀现象，从而降低大约 40%左右的腐蚀损失。目前，化工设备防腐蚀技术已经得到进一步的提升，并且随着金属材料的使用越来越多，对于化工设备金属腐蚀的重视度必定会有进一步的提升。

参考文献

[1]周涛,陈天天,王倩倩.关于预防化工设备腐蚀及故障的研究[J].化工管理,2017(32):38+58.

[2]季朝辉.化工设备高温防腐蚀应用[J].化学工程与装备,2010(04):43-44.

[3]张文辉. 石油化工设备腐蚀原因分析及应对措施[J]. 中国化工贸易, 2020.

[4]郑伟, 柳叶芳, 业飞,等. 冶炼化工设备金属材料腐蚀及防护探析[J]. 冶金与材料, 2021, 41(3):2.