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化工设备怎么防护腐蚀和冲蚀的损坏

化工生产包括的范围非常广,并且随着科技的进步,化工生产的领域还在扩展。其生产原料和产品多样化、生产方法多样化、使用的机械设备多样化、操作条件也多样化,甚至很苛刻,这一切都使化工生产使用的机械设备难以保证不出现问题。
 
  事实上,化工设备的损坏形式是多种多样的,现主要有以下9种情况:腐蚀和冲蚀,疲劳裂纹,密封失效,振动与运转故障,温度过高或过低,超压及超负荷,脆性断裂,设备缺乏维修管理,自然灾害导致设备损坏等。
 
  但是现实中化工设备在使用中大部分是由于设备的腐蚀,大量储存在生产装置容器内的原料及化学产品与容器金属本身反应而造成的腐蚀,在流体输送过程中对材料造成冲蚀。在一些生产操作中,腐蚀和冲蚀同时发生。
 
  金属表面与周围介质发生化学和电化学作用而遭受破坏称为腐蚀,腐蚀在化工厂一直以来就是一个十分严重的问题。从化工生产过程看,腐蚀同题大致可以分为三种类型,即来自原料组分的腐蚀、生产过程中来自化学药剂的腐蚀及环境的腐蚀。在各种炼油加工过程中,作为处理剂、吸收剂、催化剂等加入的各种酸及化学药剂,几乎对设备造成迅速的破坏,主要有硫酸、氟化氢、苯酚、磷酸、烧碱(氢氧化钠)、水银、氨及氯等。
 
  化工设备常用的防腐蚀措施有哪些?
 
  (1)改变介质的防腐蚀条件
 
  为了改变介质的防腐蚀条件,可以采用以下两种方法。
 
  ①去掉介质中的有害成分。例如,锅炉用水先加热至沸腾后,除去氧气再使用。
 
  ②添加缓蚀剂。缓蚀剂是一种可使腐蚀速度减慢的物质,添加缓蚀剂是一种常用的防腐蚀措施。对应不同的介质和材料体系要选用与之相适应的缓蚀剂,即不同的缓蚀剂只在特定的环境中才起作用。
 
  (2)采用电化学保护
 
  由电化学腐蚀的机理可知,被腐蚀的材料是腐蚀电池的阳极。由此人为地采取措施,使被保护的金属成为腐蚀电池的阴极,或者通过阳极极化,使被保护金属钝化而免遭腐蚀。具体方法有以下三种。
 
  ①利用外加电流使需要保护的金属成为阴极。这种方法仅消耗外加电流,常用于保护地下管道及设备、海上石油平台、海船、铁塔脚、在有水及弱电解的环境下工作的金属结构等,但在强酸性电解质中,采用此方法保护钢材需消耗过多电能,意义不大。
 
  ②牺牲阳极保护法。在被保护的金属设备上接上一种电极电位更负的金属或合金,使其成为腐蚀电池的阳极而被消耗。牺牲阳极保护法所用阳极材料有镁及其合金(大多用于海水中),以及锌等,它们在使用中要被损耗。
 
  ③阳极保护法。阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连,在电解质溶液中使金属阳极极化至一定电位而成为稳定的钝态,从而阳极溶解受到抑制,腐蚀速度显著降低,使设备被保护。
 
  阳极保护只适用于能钝化的材料,如不锈钢、钛等,且是在特定的环境介质中。如保护成功,可控制这些金属的腐蚀,而且能防止孔蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等局部腐蚀。对不能钝化的金属如高电位则使其腐蚀加剧。
 
  在化工生产中,阳极保护已用于保护生产硫酸的设备,如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等。在氨和铵盐生产中用于保护碳化塔、氨水储槽等,效果良好。
 
  (3)采用表面覆盖层保护
 
  表面覆盖层是一种较经济、方便的防腐蚀方法,在工业中应用广泛。
 
  ①金属覆盖层。它的主要特点是用金属材料作覆盖层,主要用于弱腐蚀介质或高温场合。按覆盖层性质分为阴极疆盖层和阳极覆盖层及钝化覆盖层三种。
 
  在基体金属表面覆盖一层电位更正的金属(如au、ag、cu、ni、sn等),以起隔离保护作用,此金属层称阴极覆盖层。覆盖层须完整连续才有保护作用。
 
  在基体金属表面覆盖一层电极电位更负的金属,覆盖层为阳极,基体为阴极,当覆盖层有一些微孔时,仍能使基体金属受到保护,此覆盖层称牺牲阳极覆盖层。
 
  另一类覆盖层是利用产生钝化的金属(如cr、al、ti等)作覆盖层起隔离保护作用,常用覆盖方法有电镀法、喷镀法及碾压法等。
 
  ②非金属覆盖层。在金属设备上覆盖一层有机或无机的非金属材料以起隔离保护作用,有涂层、玻璃鳞片保护层和衬里层三种。
 
  涂层中的无机覆盖层主要是搪瓷,有机覆盖层是涂料。涂料覆盖层施工方便,成本低,广泛用于耐蚀要求不高的常温场合,常用的涂料有酚醛树脂、环氧树脂、环氧酚醛涂料等,各适用于不同的腐蚀环境。值得注意的是,由于难以保证设备表面涂料层的完整连续,因此在化工生产中涂料覆盖层不能单独用于强腐蚀介质中的设备防腐。
 
  玻璃鳞片涂料是近年来新兴的具有抗渗性能的涂料。它是在耐蚀树脂的基础上加玻璃鳞片为填料的一种涂料。由于大量鳞片状玻璃重叠在金属表面,使这种覆盖层具有好的防腐蚀性能。
 
  衬里层是在设备内层村上耐蚀材料,以使金属基体与腐蚀介质隔离的一种防腐方法。常用的衬里层有砖板衬里、橡胶衬里、玻璃钢衬里、塑料衬里等多种。大多数衬里层具有较强的耐强腐蚀介质腐蚀的能力,在化工设备中应用广泛。


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