化工设备的防腐控制方案研究

化工设备的防腐控制方案研究

山东冶金技师学院山东省250109

摘要:在化工生产过程中,化工设备是非常重要的硬件,设备的稳定性和运行效果都会在很大程度上影响到实际生产效率。所以为促进化工设备防腐性能的提升,必须要合理进行设计,在实际使用过程中做好有效的防护,采取物理和化学相结合的防腐手段,确保化工设备的安全运行。鉴于此,本文主要分析化工设备的防腐控制方案。

关键词:化工设备;防腐;控制

1、腐蚀的环境

腐蚀的含义分为广义的腐蚀和狭义的腐蚀,所谓广义的腐蚀,就是指材料和环境之间相互作用,相互影响,最后材料的性能方面受到了影响;所谓的狭义的腐蚀,是指材料金属和环境之间发生了化学反应,或者是进行了物理的溶解反应,从而金属表现出了不同程度的破损。换一种更为彻底的说法,材料的自身性能受到的影响是因为外界环境对其造成的影响,这种影响下,化学反应是必然存在的,同时也会伴随着物理的作用。

2、化工设备腐蚀的原因和种类

2.1、化工设备腐蚀的原因

化工设备发生腐蚀的主要原因是化工企业在生产的过程中产生的大量的硫化物、卤化物、二氧化碳和盐雾以及其他的有害物质,这些物质由于受到温度的影响而相互发生反应,因此,化工设备也会受影响发生反应,其内部结构受到破坏,从而出现腐蚀现象。

2.2、化工设备腐蚀的种类

根据腐蚀的外观形态,可以将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀,全面腐蚀通常分布较为均匀,危害较小,可以在设备表面均匀的覆盖腐蚀产物膜来减缓腐蚀的速度。局部腐蚀主要表现在设备的局部表面上,该腐蚀方式引起的事故较为严重。

在化工设备腐蚀中,常见的就是化学腐蚀、物理腐蚀和电化学腐蚀三种。在化工生产过程中通常会使用大量的卤化物和硫化物等有害物质,而化工生产通常是在高温的环境下进行,因此,化学腐蚀主要是由于在生产中的高温环境下化工设备表面结构材质接触物质后发生了化学反应,产生新氧化物,这类氧化物就会破坏化工设备的表面结构使之发生腐蚀现象。化学腐蚀反应的特点是金属表面的原子和非电解质溶液中的氧化剂发生氧化还原反应,在这一过程中没有电流的产生。物理腐蚀主要是物理溶解从而破坏化工设备的金属构造,使之发生腐蚀。很多金属在液态、熔碱、高温熔盐中就会发生物理腐蚀,物理腐蚀过程中不掺杂化学反应,而是在液态金属中发生的物理现象。

3、化工设备的防腐控制方案

3.1、化工设备防腐设计

化工设备结构直接关系到各种贮罐和压力容器的整体抗腐蚀能力,如果贮罐和压力容器的结构复杂或整体形状不合理,这会导致其内部出现积液,造成贮罐和压力容器的表面涂层被损坏等情况。所以对贮罐和压力容器的工艺和结构进行设计时,应全方面综合防腐等要素。首先,贮罐和压力容器的设计必须按照有关设计要求和原则,尽量简化化工设备的整体形状。因为复杂的形状会加剧化工设备的腐蚀,所以应尽量选用简单的形状,

并尽可能使用统一的材料,以免出现死角。设备局部固体物质发生沉积,或者有残留液体,均会在化工设备运转过程中聚集或局部浓缩,从而发生腐蚀,甚至在停机时也会造成腐蚀。其次,化工设备应尽量少留缝隙,因为液体流通不畅的缝隙部位极易发生腐蚀,而缝隙发生的腐蚀又会引发孔腐蚀及应力腐蚀,造成化工设备的整体结构遭到破坏。如果缝隙不可避免,应在设备相应的位置设计排水孔,以此保证化工设备表面处于干燥状态。

3.2、合理进行选材

化工设备的腐蚀及腐蚀速度和化工设备自身材料有直接关系。由于化工产品种类很多,且各类工艺进行条件也都不同,比如有的是高温;有的是高压;有的是高度真空;有的是深度冷冻等,介质大多具有耐腐蚀性、易燃易爆及有毒等性质,所以设备材料的选择应根据其自身特性合理选择。通过对设备介质、工艺、温度及压力等特性进行了解,从而有效选择针对性强的材料可大大提升设备的使用寿命。如不锈钢、硅铸铁和铝及铝合金等金属,依靠钝化而获得耐腐蚀能力,在给定的一定条件下形成钝化保护膜;选择碳钢等金属在强氧化介质中形成钝化膜,具有耐腐蚀性;在酸性环境中化工企业可选取铅、铅性合金等材料,它们在浓度低于80%的热硫酸或者浓度在96%以下冷硫酸溶液中产生PbSO4钝化表面产物,使之有很高的耐腐蚀能力。

3.3、材料表层的防腐蚀保护

在化工设备中,有金属表面技术和表面防腐涂层技术。为了尽可能的发挥作用降低维护成本,我们必须采取合理有效的措施确保设备管理水平和使用寿命。采用适当有效的表面防腐蚀措施不仅要提高整个材料的质量,而且要提高材料的质量耐腐蚀性能,从而能更好地提高设备的性能。这些年来高新技术的发展,比如电镀、镀、渗技术是石化行业最常用的技术腐蚀的措施,同样,衬里和凃层的应用也是非常广泛的一种技术。化工设备当中对耐腐蚀材料的研究是非常广泛的也同样是非常重要;而对于那些使用高强度的材料来说,衬里技术是应用非常广泛的技术;电镀和化学镀是在化工防腐蚀当中占有了比较大的地位。

3.4、做好电化学保护

电化学保护措施一般是针对化工设备存在的电化学腐蚀现象进行处理,针对化工企业中的设备表层可采取电化学保护手段,确保化工设备表面和空气相隔离,从而有效切断电化学腐蚀的路径。电化学保护包含了阳极保护与阴极保护两种,

阴极保护不但能够避免普通的均匀腐蚀,同时还能够有效防控点蚀、晶间腐蚀以及冲击腐蚀;而阳极保护是把被保护的金属构件和外加直流电源的正极连接,在电解质溶液中使用金属构件阳极极化到一定电位,让其建立相对稳定的纯态,抑制阳极溶解,减缓腐蚀速度。

3.5、合理应用缓蚀剂

在化工设备的腐蚀防范工作中,缓蚀剂的使用也逐渐成为相对普遍的一种防腐措施,其可以在化工设备表面形成一层保护膜,减缓腐蚀速度。特别是针对金属化工设备的腐蚀防范处理,其效果十分显著。而缓释剂的应用操作相对来说更加简便,仅仅是在相应的介质中加入一定程度的缓释剂,让其在电极位置进行吸附,产生一层理想的保护膜结构。为进一步促进缓释剂应用效果的提升,还应当根据化工设备的实际特点和生产环境展开分析,科学的选择合适的缓释剂。

总之,由于化工设备在实际使用和保管中会受到各方面因素的影响,极容易出现化工设备腐蚀的现象,而相关人员又未过多重视这种情况,还存在许多的不足。化工设备一旦受到腐蚀,且状况严重的话,会严重影响到化工企业的正常生产经营,还会大大缩短化工设备的使用寿命,导致企业生产成本增加。因此,化工企业应结合自身的实际情况和特征,重视化工设备的防腐工作,并采取行之有效的防腐控制措施。

参考文献

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