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冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施

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  摘 要:在化工冶炼过程中,冶炼化工设备和管道的金属部分经常会遭受到程度不一的腐蚀,会导致化工产品的质量下降。腐蚀是一种比较常见的现象,无论在我们平时生活的角落,还是在工业制造和基础设施建造中,大部分材料以及产品均会出现腐蚀。长期以来应对冶炼化工设备的腐蚀都是冶炼化工企业不得不支出的重要开销,所以有效的防止冶炼化工设备发生腐蚀是为化工企业减小经费支出的重要方法之一。
  关键词:化工设备;金属材料;腐蚀;预防
  1 金属材料的腐蚀分类
  根据金属材料发生腐蚀的机理,通常可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀指的是金属材料在与周围介质中存在的非电解质进行接触后,所发生的氧化还原反应,这是金属表面的原子与腐蚀介质的直接作用所产生的腐蚀现象,例如,金属在有机溶液(芳香烃、原油等)中产生的腐蚀。电化学腐蚀则主要指的是金属材料与电解质接触后,金属的表面与电解质溶液发生化学反应,从而形成了吸氢腐蚀或者析氢腐蚀的现象,例如碳钢与空气、氧气、二氧化碳、水等发生析氧或析氢作用,最后生成铁锈。除此之外,还包括海洋腐蚀。海洋腐蚀指的是金属在与周围海洋环境发生化学或电化学反应的一种破坏性腐蚀。从热力学角度分析,海洋腐蚀由于金属与其周围介质构成热力学不稳定体系,因此,该体系具有自发的由不稳定状态趋向稳定状态的倾向。需要额外注意的是,由于各个阶段之中金属材料的腐蚀防护手段差异等问题,如何恰当的结合金属化学成分采取有针对性的防护手段,加强工艺技术的调整也是现今乃至未来需要加以明确和重点探究的問题。
  2 冶炼化工设备常用金属材料腐蚀预防措施
  2.1 冶炼化工设备常用金属材料的选择
  化工设备在冶炼过程中,或多或少都会对其部分金属材料造成腐蚀,导致无法使用,这不仅对企业设备的折旧造成影响,还会威胁到操作人员的安全。所以,对于冶炼化工设备常用的金属材料需要进行合理、慎重的选择。例如,部分化工冶炼中进行溶液配制时可以选择实验玻璃,在溶液传导中使用可降解塑料,对冶炼化工设备的使用不会造成影响,还可进行替换,也不会污染环境。另外,在选择冶炼化工设备常用金属材料时,需要严谨的考虑并计算这种金属材料的化工设备的可使用年限,并且针对化工设备常用金属材料冶炼的环境,综合考虑金属材料的选择。一般来说,冶炼化工设备常用金属材料都是优先考虑其经济效益价值,不过在坚持可持续发展战略的基础上,还要考虑应用哪种材料才能延长使用寿命。要根据不同的使用环境进行有针对性的选择金属材料。
  2.2 化工冶炼设备中常用金属材料的结构设计
  设计化工设备金属材料的结构对于防腐蚀也有很大的助益,以达到提高化工设备使用寿命的目的。比如说,物理冷凝箱或设备的腐蚀通常发生在导热管而不是设备的外部。这类导热管的结构应设计在设备和冷凝箱支撑架中间,以确保物理冷凝箱所连接的导热管所处环境中没有能使其腐蚀的介质出现,因为在这个位置的金属材料可以避免直接接触腐蚀介质。因此,在防腐过程中对于化工设备的结构设计也是不可忽视的重要步骤。
  2.3 涂层防护
  除了上述两种方法之外,在金属材料表面加装涂层,亦是一种有效解决腐蚀问题的有效方式,它可以提升金属表层的光滑度,从而不易被微生物附着,并能够在一定程度上起到杀菌防除的效果。就目前来讲,我国主流的水性防腐材料有水性环氧涂料、水性无机富锌涂料、水性丙烯酸涂料以及水性聚氨酯涂料等等。在具体的操作中,为了进一步改善涂料的防腐性能,还可在其中添加一些溶出型或缓释型杀菌剂,其在使用过程中,会伴随有防污剂不断渗出,根据其性能及应用环境差异,可保持几个月到几年的寿命不等。近年来,随着科技发展与进步,实验研究不断创新,并进行了多次尝试,开发出了一些新型纳米防污涂料,如光催化TiO2微纳米涂料等。在海洋水的作用下,防污剂会按照一定速率渗出,并附着在金属涂层表面,对微生物具有一定的杀伤和忌避作用,减少其对金属材料的附着及腐蚀。
  2.4 其它
  另外,也可以要求设备制造完成后,设备内表面要求光洁、清除焊渣或焊瘤,以免为应力腐蚀创造条件。文明施工,在设备组装过程中,操作人员应依照规定的工艺流程进行操作,不留人为的应力残留,不暴力装卸或组装。严格按照焊接工艺进行焊接操作。对相关设备进行定时检查,定时对设备外观进行全面检查,发现问题后要第一时间进行上报。设备检修工作中要文明施工,采用正确的方式将拆解的设备严格按图纸进行组装,并认真检查组装工作质量。化工行业设备在使用前的检验非常严格,从而可以避免在使用过程中发生非正常失效。石油化工企业的设备验收一般以水压试验和质量证明文件为依据,基本没有对罐体内壁进行检验。对于可能发生应力腐蚀的设备,设计人员可以要求加强使用前的严格检验,也将降低发生应力腐蚀的可能性。使用过程中,对设备的整体状态进行严格的监控,以便及时发现和处理设备问题,定时巡检和维修。
  参考文献:
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