在化工企業(yè)中,腐蝕的危害是非常巨大的,它使寶貴的材料變成廢物、生產(chǎn)設(shè)施過早地報(bào)廢,引起生產(chǎn)的停頓、產(chǎn)品或原材料的流失,進(jìn)而造成環(huán)境污染、著火爆炸、人員中毒等。因此,必須采取有效的控制防護(hù)措施,防止和減緩化工設(shè)備的腐蝕,努力減少腐蝕造成的危害和損失。
一、化工設(shè)備腐蝕
腐蝕是材料在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。按腐蝕設(shè)備主體材質(zhì)可分為金屬與非金屬腐蝕。
1.金屬腐蝕
金屬腐蝕主要是化學(xué)或電化學(xué)引起的破壞,有時(shí)還同時(shí)包含機(jī)械、物理或生物作用。金屬腐蝕的形態(tài)可劃分為兩大類:均勻腐蝕和局部腐蝕,還可分為若干小類(如孔蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕等)。各種形態(tài)是互相關(guān)聯(lián)的,實(shí)際腐蝕中可能同時(shí)包括幾種形態(tài)。根據(jù)一些化工企業(yè)的典型調(diào)查,在化工腐蝕損害中,局部腐蝕占70%,而且一些局部腐蝕常常是突發(fā)性和災(zāi)難性的,可能引起各類安全事故。因此無論在選料或操作、維護(hù)時(shí),對(duì)局部腐蝕都應(yīng)加以高度警惕。
2.非金屬腐蝕
絕大多數(shù)非金屬材料是非電導(dǎo)體,所以非金屬的腐蝕一般只是純化學(xué)或物理作用。當(dāng)非金屬表面與介質(zhì)接觸后,溶液或氣體會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料內(nèi),可引起物理機(jī)械性能的變化(如:強(qiáng)度降低、軟化或硬化等)。
二、腐蝕控制基本措施
不同材料在不同環(huán)境下,腐蝕形態(tài)與腐蝕速度都可能不同。在特定環(huán)境下,更重要的是選用腐蝕速度較小的材料,其次是采用涂料、鍍層、襯里和改善設(shè)計(jì)等途徑來防止和減緩腐蝕的方案。
1.耐腐材料的選擇
要正確選材,不僅需要正確、完整的數(shù)據(jù),也需要一的腐蝕及防腐知識(shí)。
材料的耐腐蝕性是選擇的主要內(nèi)容,它和環(huán)境(如介質(zhì)成分、溫度、濃度、流速等)密切相關(guān),對(duì)于均勻腐蝕的耐腐蝕性可用均勻腐蝕率來評(píng)價(jià),金屬腐蝕按腐蝕率大小分為四個(gè)等級(jí):
腐蝕率(mm/a) 評(píng)價(jià)
<0.05 優(yōu)良
0.05~0.5 良好
0.5~1.5 可用,但腐蝕較重
>1.5 不適用,腐蝕嚴(yán)重
腐蝕率一般可在相關(guān)手冊(cè)中查到。但在比較復(fù)雜的環(huán)境下,可采用試片實(shí)驗(yàn)的方法,取一定面積一定質(zhì)量的試片放在該環(huán)境中,經(jīng)過數(shù)日后,取出洗凈,稱質(zhì)量的損失,計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)單位面積材料上損失的質(zhì)量(g/m2·h),再根據(jù)材料密度和公式換算,得到單位時(shí)間內(nèi)材料損失的平均厚度及厚度腐蝕率(mm/a)。
非金屬耐腐蝕性不以腐蝕率作標(biāo)準(zhǔn),而以失強(qiáng)、增重和外形破壞等作為綜合考察的指標(biāo)。對(duì)非金屬的耐腐蝕性難于用精確的定量方法評(píng)價(jià),主要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
2.合理的設(shè)計(jì)、制造
設(shè)計(jì)、制造人員應(yīng)該了解腐蝕的基本知識(shí),以避免那些加速腐蝕的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)和加工處理方法。
①消除死角、縫隙
死角、縫隙是液體不易流動(dòng)的地方,盡管在外部溶液中金屬的腐蝕率很低,但死角和縫隙內(nèi)由于液體停滯、局部過熱濃縮、腐蝕產(chǎn)物積聚等因素,使pH值和電位發(fā)生改變,可引起嚴(yán)重腐蝕,甚至穿孔和破裂。
②消除或減少應(yīng)力
許多設(shè)備除承受一定的外壓力,在制造,加工過程中還會(huì)產(chǎn)生不同程度的局部殘余應(yīng)力,在特定環(huán)境下會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。特別是不銹鋼的應(yīng)力腐蝕能導(dǎo)致設(shè)備和部件在幾乎不發(fā)生變形的情況下,迅速突然破壞,危害很大。
合理的設(shè)計(jì)可以防止或減輕應(yīng)力腐蝕的危險(xiǎn),例如使應(yīng)力分布均勻,以減少局部應(yīng)力集中的程度,在邊角、孔等危險(xiǎn)部位選用足夠大的半徑過濾等。還可選用退火去應(yīng)力的方法,用來消除鑄件、鍛件、焊接件、熱軋件、冷拉件在制造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力,但熱處理的缺點(diǎn)是高溫下設(shè)備可能產(chǎn)生變形,且對(duì)于大設(shè)備很麻煩,費(fèi)用高。
3.覆蓋層保護(hù)
覆蓋層可分為金屬覆蓋層和非金屬覆蓋層。
涂層是應(yīng)用最廣泛的一種防腐手段,它通常由合成樹脂、植物油、橡膠槳液、溶劑等配制而成,覆蓋在金屬面上形成薄層。一般只適用于腐蝕不太強(qiáng)的環(huán)境中。
非金屬襯里在化工生產(chǎn)中被廣泛采用,由于許多非金屬如橡膠、塑料、瓷磚等具有優(yōu)良耐蝕性,將腐蝕環(huán)境與金屬隔離開,使襯里設(shè)備同時(shí)具有金屬的剛性及非金屬的耐腐蝕性。
三、結(jié)束語(yǔ)
搞好化工設(shè)備腐蝕與控制工作,不是單純的技術(shù)問題,它關(guān)系到保護(hù)資源、節(jié)約能源、節(jié)省材料、保護(hù)環(huán)境、確保正常生產(chǎn)和人身安全。普及腐蝕和知識(shí),推廣防護(hù)控制技術(shù),對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著極其深遠(yuǎn)的意義。