■姚 勇 ■南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,江西 南昌 330000
我國經(jīng)濟近年來的發(fā)展速度持續(xù)攀升,這也使得企業(yè)對化工設(shè)備的需求有了大幅度的提升,如果化工設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕或損壞現(xiàn)象,會對企業(yè)的運作產(chǎn)生很嚴重的負面影響。所以,對于現(xiàn)今的化工設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)來說,對設(shè)備腐蝕現(xiàn)象進行深入的研究,提升自身技術(shù)能力,強化設(shè)備的防腐工藝,是確?;ぴO(shè)備長久運作,并為企業(yè)提供穩(wěn)定服務(wù)的重要措施。設(shè)備的腐蝕損壞現(xiàn)象在其運作過程當(dāng)中,是隨著時間推移必定會產(chǎn)生的問題,而且其運作的時間越長,腐蝕問題便會越頻繁的發(fā)生,設(shè)備損壞與腐蝕現(xiàn)象是隨著時間推移必定產(chǎn)生的無法避免的問題,但是并不代表這種問題是無法解決的,但現(xiàn)今許多的企業(yè)都對這一問題并不重視,也沒有防范的意識和相應(yīng)的防腐措施,自然無法保證設(shè)備的長久運行。
其主要是指設(shè)備的某部分單純受到物理作用的侵蝕而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象,一般主要是由滲透及溶解導(dǎo)致的,例如熔融金屬容器的溶解及高溫溶堿、熔鹽導(dǎo)致的滲透溶解現(xiàn)象。
其主要是指非電解質(zhì)與設(shè)備金屬部分直接發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象,這一過程是一個單純的氧化-還原反應(yīng),設(shè)備金屬表面與腐蝕介質(zhì)的原子直接產(chǎn)生碰撞,進而產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物,這一反應(yīng)過程當(dāng)中無電流產(chǎn)生,所以是合乎化學(xué)動力學(xué)定律的。
其主要是指電解質(zhì)溶液與金屬發(fā)生電化學(xué)效應(yīng)而導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象,這一反應(yīng)過程當(dāng)中,出現(xiàn)了陽極失去電子,陰極獲得電子的流動,這一反應(yīng)是合乎電化學(xué)動力學(xué)定律的。
抗腐蝕材料的研發(fā)是現(xiàn)今抗腐蝕技術(shù)的主要突破口,化工設(shè)備的性能提升與其有著十分密切的關(guān)系,抗腐蝕的材質(zhì)主要包含高分子材料、金屬材料以及無機非金屬材料等等。
金屬合金材質(zhì),是設(shè)備結(jié)構(gòu)材料當(dāng)中的主體,而在所有金屬材質(zhì)當(dāng)中鋼鐵所占的比重是最大的,但是,鋼鐵的抗腐蝕性能是有局限的,但具備高性能的有色金屬及合金材質(zhì)的應(yīng)用及開發(fā)都十分迅速,這也在一定的程度上減輕了設(shè)備局部腐蝕及特殊環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕的問題,例如金屬鉬含量較高的耐腐蝕合金材質(zhì)、高純度鐵素體不銹鋼、雙相的不銹鋼材質(zhì)、低合金鋼材質(zhì)、鈦與鈦合金材質(zhì)以及鎳基合金等,這些抗腐蝕的非金屬材質(zhì),在現(xiàn)今國內(nèi)外的化工設(shè)備生產(chǎn)過程中都是被廣為利用的。這些非金屬材質(zhì)都具有十分優(yōu)秀的抗腐蝕能力,機械性能則可以借由外界強化的途徑來彌補,在部分領(lǐng)域,已經(jīng)大有取代鋼材,成為主材料的趨勢?,F(xiàn)今正在開發(fā)的材料包括玻璃鋼、石墨、工程陶瓷及搪玻璃等。
在現(xiàn)有的防腐措施中,設(shè)備表層金屬表層技術(shù)及抗腐蝕涂層技術(shù)的費用占據(jù)整體設(shè)備抗腐蝕費用的87%左右,所以,采用正確的表層抗腐蝕技術(shù),是能夠有效提升設(shè)備使用年限、提升設(shè)備管理工作效率、減免設(shè)備維修費用的有效方式。而且采用表層抗腐蝕的技術(shù),可以大幅提升材料整體的抗腐蝕性。在石油化工等化工領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的抗腐蝕技術(shù)主要包含鍍、涂、滲及襯等近年來逐步發(fā)展起來的新技術(shù),當(dāng)中以涂層襯里的應(yīng)用最為廣泛。
抗腐蝕涂料的研發(fā),始終是化工領(lǐng)域研究的重點,在化工領(lǐng)域當(dāng)中,抗腐蝕的涂料主要是用于構(gòu)筑物、建筑物、貯罐及裝置的內(nèi)外壁防護以及輸氣、輸水、輸油管線等方面。根據(jù)研究統(tǒng)計的結(jié)果來看,抗腐蝕涂層的破壞的各類原因當(dāng)中,表面處理不到位的情況約占據(jù)75%左右,所以,對于表面處理工作加以重視,是十分重要的。而且在總結(jié)當(dāng)中,我們也逐步發(fā)現(xiàn)了一些具有發(fā)展?jié)摿Φ耐苛?,例如重防腐涂料、耐高溫涂料、陶瓷類涂料、氟樹脂涂料及帶銹涂裝涂料等。這些都是現(xiàn)今國際研究領(lǐng)域當(dāng)中最為熱門的涂料。
襯里技術(shù)主要是指使用如玻璃鋼、碳鋼和鑄鐵等高強度的材質(zhì)作為結(jié)構(gòu)材質(zhì),并使用具有抗腐蝕性能的優(yōu)質(zhì)材料作為襯里的技術(shù)。襯里技術(shù)分為松襯、緊襯等形式,國外廣為利用的是緊襯技術(shù),襯里技術(shù)通常是在管道內(nèi)壁、及化工設(shè)備內(nèi)部等部分加以利用的。
化學(xué)鍍層及電鍍層都是在化工抗腐蝕工作當(dāng)中利用范圍十分廣泛的技術(shù),電鍍主要包含鍍鋅、鍍鎳及鍍鉻。鍍鋅鈍化是現(xiàn)今化工領(lǐng)域最為關(guān)注的技術(shù),近些年來推出的無鉻或低鉻黑鈍化、彩色鈍化、極強鈍化與軍綠鈍化等等都是備受關(guān)注的技術(shù),這樣的技術(shù)能夠使鍍鋅層對于外界環(huán)境腐蝕的抵抗力大幅提升?;瘜W(xué)鍍是使用金屬鹽及還原劑,在同一溶液當(dāng)中進行自催化氧化還原反應(yīng),進而在設(shè)備表層沉積出金屬鍍層的技術(shù)。較比電鍍層來說,化學(xué)鍍層在抗腐蝕能力及選擇性方面都有著很明顯的優(yōu)勢,是現(xiàn)今國際上發(fā)展速度最為可觀的表層處理技術(shù)之一。
電化學(xué)保護主要是指用外部的電流促使金屬腐蝕的電位發(fā)生變化,以減慢其腐蝕進程的抗腐蝕技術(shù)。電化學(xué)的保護技術(shù),可以分為陰極與陽極保護兩種,近年來這項技術(shù)已經(jīng)在化工抗腐蝕領(lǐng)域當(dāng)中得到了廣泛的重視與應(yīng)用,是一種實效性高,且十分經(jīng)濟實惠的抗腐蝕技術(shù)。
緩蝕劑是一類在濃度很低情況下,能夠使金屬在與腐蝕性介質(zhì)接觸時腐蝕速度大幅減低的抗腐蝕物質(zhì)。這種抗腐蝕劑是一類化合物,或基類化合物所構(gòu)成的復(fù)合物質(zhì)。在化工領(lǐng)域當(dāng)中,緩蝕劑主要是用于避免工業(yè)冷卻水系統(tǒng)帶來的腐蝕,以及化工設(shè)備、鍋爐、管道等部分接受化學(xué)清洗過程中所遭受的腐蝕。也有少量是用于避免設(shè)備生產(chǎn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的工藝性腐蝕。
總而言之,對于化工設(shè)備,在操作、設(shè)計及管理等各個層面方面,都要對腐蝕因素進行預(yù)防。只有不斷的探究,并對工作經(jīng)驗進行總結(jié),特別是在防腐領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的新方法及新經(jīng)驗,提升自身對于抗腐蝕技術(shù)重要性的認識,才能在探索過程中找到更加實惠且有效的防腐措手段,確保化工設(shè)備的長久、穩(wěn)定運行。
[1]王國臣.石油化工設(shè)備表面防腐質(zhì)量要求與缺陷產(chǎn)生原因及對策[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,32(7).
[2]賈秉魯.淺析石油化工設(shè)備防腐的有效措施[J].城市建設(shè)理論研究,2014(15).
[3]張文香.設(shè)備表面防腐缺陷分析及對策[J].石油工程建設(shè),2008,34(4).