工業(yè)腐蝕的基本原理

工業(yè)腐蝕的基本原理及相應的預防措施（化工安全導論論文）姓名:班級:姓名:【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求不斷增加，越來越多生產(chǎn)設備的運行超出設計能力，因而目前對化工企業(yè)而言，防止工藝設備因受到腐蝕發(fā)生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認為，材料保護和防腐措施是降低維護費用和使工廠安全穩(wěn)定運行的重要保證?！緦嵗恐行律绫本┒露针姡ㄓ浾咄跬┲袊I(yè)防腐蝕技術專家今天介紹說，隨著中國工業(yè)的快速發(fā)展，中國因腐蝕所造成的經(jīng)濟損失巨大。據(jù)統(tǒng)計，二00八年因為腐蝕造成的損失高達一點二萬億至二萬億元人民幣。腐蝕可消耗大量資源，并可能導致自然環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的破壞。因此專家建議，應當加快中國防腐控制技術的發(fā)展和推廣利用，依靠科技保障設施安全生產(chǎn)、延長設施生產(chǎn)周期、保護環(huán)境和資源。據(jù)介紹，目前中國的防腐蝕行業(yè)每年至少可以挽回百分之三十的腐蝕損失，防腐蝕產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，已成為實現(xiàn)綠色經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)。為推進中國防腐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以“綠色防腐，科技防腐”為主題的第四屆中國國際腐蝕控制大會暨展覽將于四月初在中國安徽省蕭縣舉辦?，F(xiàn)已邀請到美、德、法、荷蘭、意大利、日本等多個國家的代表和技術協(xié)會參會?！娟P鍵詞】化工設備；工業(yè)腐蝕；腐蝕；防腐蝕隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求不斷增加，越來越多生產(chǎn)設備的運行超出設計能力，因而目前對全球的化工企業(yè)而言，防止工藝設備因受到腐蝕發(fā)生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認為，材料保護和防腐措施是降低維護費用和使工廠安全穩(wěn)定運行的重要保證。腐蝕破壞到處可見，腐蝕事故頻頻發(fā)生，這除了因腐蝕本身所具有的自發(fā)性質外，很大程度上是因為人們對腐蝕的危害性估計不足，對腐蝕防護的重要意義認識不深，對腐蝕與防護科學缺乏應有的知識，沒有采取防腐蝕措施、或采取的防腐蝕措施不當所致。（一）腐蝕原理及分類腐蝕：材料與周圍環(huán)境發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象。腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。金屬腐蝕金屬腐蝕主要是電化學腐蝕和化學腐蝕。1?化學腐蝕：化學腐蝕是指容器金屬與周圍介質直接發(fā)生化學反應而引起的金屬腐蝕。這類腐蝕主要包括金屬在干燥或高溫氣體中的腐蝕以及在非電解質溶液中的腐蝕。典型的化學腐蝕有高溫氧化、高溫硫化、鋼的滲碳與脫碳、氫腐蝕等。高溫氧化。指金屬在高溫下與介質或周圍環(huán)境中的氧作用而形成金屬氧化物的過程。高溫硫化。指金屬在高溫下與含硫介質（如硫蒸氣、硫化氫、二氧化碳）作用生成硫化物的過程。鋼的滲碳與脫碳。高溫下某些碳化物（如CO和烴類）與鋼鐵接觸時發(fā)生分解生成游離碳滲入鋼內生成碳化物稱滲碳，它降低了鋼材的任性。氫腐蝕。指鋼受到高溫高壓氫的作用引起組分的化學變化，使鋼材的強度和塑性下降，斷口呈脆性斷裂的現(xiàn)象。2.電化學腐蝕：容器金屬在電解質中，有電化學反應引起的腐蝕稱為電化學腐蝕。電化學腐蝕中既有電子的得失，又有電流形成。電化學反應是指一個反應過程可以分為兩個或更多的氧化和還原反應。電化學腐蝕是微電池的存在造成微電池腐蝕，是金屬腐蝕的主要原因。非金屬腐蝕絕大多數(shù)非金屬材料是非電導體，所以和金屬材料不同，非金屬材料的腐蝕主要是化學和物理的作用，而不是電化學腐蝕。當非金屬材料表面和介質接觸后，溶液（或氫氣）會逐漸擴散到材料內部，表面和內部都可能產(chǎn)生一系列變化。橡膠和塑料受溶劑作用后可能全部或部分溶解或溶脹；溶液浸入材料內部后可引起溶脹或增重，表面可能起泡、變粗糙、變色或失去透明，內部也可能變色；高分子有機物受化學介質作用可能分解，受熱也可能分解。非金屬材料通常由幾種物質組成。例如塑料中除合成樹脂外，還有填料（如玻璃纖維、石英粉、石墨粉）、增塑劑、硬化劑等。這些物質的耐蝕性并不完全相同，在腐蝕環(huán)境中有時一種或幾種成分有選擇性地溶出或變質破壞，整個材料也就被破壞了。在氫氟酸中，玻璃纖維或其他硅質填料被腐蝕，材料也就解體。這是非金屬材料的選擇性腐蝕。3?非金屬也會產(chǎn)生應力腐蝕破壞。例如聚乙烯、有機玻璃、不透性石墨在化學介質和應力的同時作用下會破裂。金屬腐蝕和非金屬腐蝕的特點類型腐蝕原理腐蝕狀況主要特征金屬化學腐蝕，電化學腐蝕表面腐蝕失重非金屬化學腐蝕，物理腐蝕表面腐蝕，內部腐蝕，選擇性腐蝕物理、力學性能變化或外形的破壞（二）腐蝕的危害與控制腐蝕的意義腐蝕遍及國名經(jīng)濟的各個領域，從日常生活到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從普通技術到尖

端科學，都存在腐蝕問題。由于腐蝕，大量材料變成廢料（每年因腐蝕報廢的鋼鐵約占年產(chǎn)量的30%,其中2/3可回收，其余完全變?yōu)閺U物），設備失效，甚至造成災難性事故。2010年1月26日，世界鋼鐵協(xié)會25日公布了09年世界粗鋼總產(chǎn)量為12億1972萬噸，其中約3.6億噸因銹蝕將報廢，且其中1.2億噸將徹底變?yōu)椴豢苫厥盏膹U物。按09年全年均價4500元/噸計算，損失5400億元。我國2000年用Hoar法調查結果300（電力、石油、煤）172.1（公路、橋梁、鐵路）1000512.43（火車、汽車）303.92288.3直接腐蝕損失（億元）總計可達5000直接腐蝕損失（億元）總計可達5000億，占當時國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的5%。如考慮間接損失，腐蝕造成的損失是巨大的，它是材料設施的“癌癥”但是通過采取科學的措施，腐蝕也是可以控制、減輕的，一般可降低25~30%。（三）化工設備的防腐蝕措施目前的防腐技術主要有：開發(fā)耐蝕材料，表面防蝕技術，緩蝕技術，電化學保護等。開發(fā)耐蝕材料耐蝕材料的開發(fā)研究是防腐蝕技術進步的突破口，人類各個時期的技術進步無不與其息息相關。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料。金屬及合金材料是結構材料中的主體，其中鋼鐵占據(jù)主要地位，但是，鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發(fā)和應用發(fā)展迅速，在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環(huán)境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金，雙相不銹鋼，高純鐵素體不銹鋼，鎳基合金，低合金鋼，鈦及鈦合。耐蝕非金屬材料目前國內外耐蝕非金屬材料在化工生產(chǎn)中應用非常廣泛。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性能，而機械性能可以通過增強等途徑來彌補，在某些領域已有發(fā)展為取代鋼材的趨勢?，F(xiàn)在正在開發(fā)的如：耐蝕塑料，玻璃鋼，石墨，搪玻璃，工程陶瓷電化學保護1.陰極保護：腐蝕不強烈的場合，如土壤、海水、鹽類溶液，不能用于強酸、堿介質中的保護。2?陽極保護：適用于碳鋼、不銹鋼等設備對鹽溶液、強腐蝕性介質的保護。不能鈍化的金屬不得選用。3?護屏保護：適用于海水、土壤及鹽溶液對設備重要部件的保護。不適用于強腐蝕介質中對碳鋼的保護。4?陰極保護與涂料聯(lián)合法：地下管道、油罐防腐。廣泛用于石油、天然氣地下管道和油罐保護。緩蝕劑保護1?緩蝕劑單獨保護：各種酸類介質都有特定的物質作緩蝕劑，可用于酸洗、油井防腐除垢等場合。適合特殊的場合，不適合溫度較高的場合。2?緩蝕劑與陰極保護聯(lián)合保護法：應用與特殊的場合防酸腐蝕。適用于31%工業(yè)鹽酸等介質中。3?水質穩(wěn)定處理：具備防腐蝕防結垢的特性，適用于工業(yè)循環(huán)水處理。金屬表面覆蓋層保護在現(xiàn)有的防腐蝕手段中，表面耐蝕涂層和金屬表面技術的費用占所有防腐蝕費用的87%左右。1?電鍍：適合于防銹、裝飾與某些介質中防腐蝕。不適合于強腐蝕介質中。2?噴鍍：防大氣、海水和某些鹽類介質腐蝕。表面必須用涂料封閉。3?熱浸鍍：適合與防腐蝕。常用于包裝容器、食品包裝等。4?金屬搪焊層：適用于強腐蝕介質的防護，以搪鉛為代表，常用與復合襯里的底層。多為非金屬覆蓋層代替。5?金屬襯里層：最常用的有襯鉛，襯不銹鋼，可節(jié)約有色金屬與合金。襯不銹鋼應用逐漸廣泛。6?無機涂層和搪瓷涂層：涂層強度高，密封性好，但不抗沖擊，易破損，可耐多種介質腐蝕。具有傳熱作用，是重要的化工設備，不適應復雜設備搪瓷。7?搪玻璃層：用玻璃吹制貼襯設備表面，與搪瓷具有同樣作用?？捎糜诠艿纼缺诜栏g。8?膠泥防護層：以合成樹脂膠泥為主，若加鱗片玻璃填料效果更好，可降低防腐蝕施工成本。目前國內處于推廣階段。防腐蝕涂料：適用于大氣、海水、土壤、和腐蝕性不強烈場所。不適用于強腐蝕介質中。防腐蝕涂料與陰極保護并用：適用于地下管道、油罐、含硫污水罐防腐蝕。目前國內已推廣應用，多用于自來水管、油管、地下管道、油罐。磚板襯里：適用于各種介質防腐蝕，石墨襯里還具有耐腐蝕導熱性能。適應性最強的防腐方法。橡膠襯里：適用很廣，工藝成熟，可用于強腐蝕介質。今后應廣泛用合成橡膠常溫硫化襯里，適用于大型設備，現(xiàn)場施工方便。襯玻璃鋼：樹脂以環(huán)氧、聚酯、酚醛、咲喃四類為主，可在強腐蝕介質中應用。目前應用最多，適用較廣。塑料襯里：可用于多種設備襯里，品種不斷增加，可用于強腐蝕介質中。分為軟塑和硬塑、酚醛、石棉塑料襯里。塑料噴涂層：乙烯、四氟、環(huán)氧、聚酯粉末噴涂，適用于強腐蝕介質。施工難度大，造價高，現(xiàn)已在各工業(yè)領域中應用。（四）結語總之，在設計、操作、管理等方面，都要考慮到腐蝕的破壞。只有不斷地總結經(jīng)驗，尤其是廣泛采用防腐方面的新經(jīng)驗、新方法，加強對腐蝕的認識，才能逐步找到有效而又經(jīng)濟的防腐措施，保證