作业2-化工厂设备的防腐蚀问题调研报告.docx

化工厂设备的防腐蚀问题调研报告化工设备课第二次大作业目录摘要1前言1化工设备腐蚀问题简介1化工设备防腐问题的现状1化工设备常见腐蚀问题21.化学腐蚀22.电化学腐蚀2金属设备腐蚀的化学机理21.电化学腐蚀机理22.工业大气腐蚀机理2化工设备腐蚀问题的有效防护策略31.合理选材，优化设计32.环境防腐处理方法33.表面防腐措施34.加强设备管理，减少腐蚀程度4结束语4参考文献4化工厂设备的防腐蚀问题调研报告摘要 由于化工设备其本身的特性，经常出现腐蚀现象，因此，在化工设备的设计和使用当中，腐蚀问题必须要有效解决。目前我国化工设备防腐问题解决措施并不完善，由于受到各种客观条件的限制，化工设备防腐问题迟迟不能完善解决，导致化工设备在运行和使用中存在着大量的安全隐患。对化工设备腐蚀原因及种类作简要分析，并提出了几点化工设备防腐控制措施。 前言化工行业在我国经济发展中占据重要位置，是我国能源供应和工业长期发展的坚持基础，也是国家重点投资的行业之一。然而由于行业的特殊性，化工行业设备经常出现被腐蚀的现象。所谓腐蚀就是材料与周围环境发生一系列化学反应，造成材料自身出现一定程度的损伤。从化工腐蚀的分类看，有全面腐蚀和局部腐蚀两种情况。局部腐蚀主要是发生在化工设备的局部位置，主要是电偶腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀等诸多类型，局部腐蚀产生的危害要远远大于全面腐蚀，其发生的几率也要远远高于全面腐蚀，也是我们研究化工设备腐蚀时着重关注的一种类型。据调查，我国每年都有大量的化工设备被腐蚀而报废，损失占国民生产总值的相当比例。化工设备被腐蚀后，轻者会影响设备的美观，重者会影响到设备的物理性能，出现设备老化，影响到设备的使命寿命。更严重的情况下，设备被腐蚀后会出现化工原料泄露甚至爆炸的问题，给人民财产生命安全带来巨大隐患。化工设备腐蚀问题简介金属设备本身的组成和内部结构是造成腐蚀的一方面原因；与金属接触的温度、湿度等外界条件是造成金属设备锈蚀另一方面原因。特别是在化工企业的生产环境及其流程中，CO2、 SO2、盐雾、氢氧化物、卤化物、硫化物等有害物质与金属设备接触最多，再加上高温和潮湿，便很容易造成金属设备的腐蚀。目前，按腐蚀产生的机理分类，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀一般容易在高温干燥环境下形成，生产中，金属设备的表面总要与氧气以及氧气中的其他物质发生化学反应，这样很容易在设备的表面形成氧化物，从而使金属设备表面受到腐蚀，这称之为化学腐蚀。氧化还原反应都属于电化学腐蚀，在潮湿的环境中容易形成，主要是设备金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生腐蚀。化工设备防腐问题的现状腐蚀渗透到各行各业。无处不见，而在化工生产中，由于设备接触各种酸、碱、盐等强腐蚀介质，腐蚀损失尤为严重。其严重之处表现在下面一些方面：化工生产中的腐蚀损失最大。中国化工腐蚀损失约占总腐蚀损失的11。损失大不仅是因为化工介质的强腐蚀性，而且是因为化工过程愈来愈多地要求在高温、高压和连续生产的条件下运行。一旦出现腐蚀，就会造成严重的后果。一个年产量30万吨的合成氨装置中的一段转化炉由于高温腐蚀。每更换一根炉管就要停车三天，损失180万元。而一个30万吨/年乙烯装置每停车一天就要损失750万元。据统计，化工生产中因腐蚀造成的事故约占总事故的31。化工生产中的腐蚀损失还表现在某些腐蚀问题未解决而导致新工艺不能上马。众所周知，早在1870年就提出的尿素生产工艺由于腐蚀问题没有解决一直到大半个世纪以后的1953年才走上工业化的道路。又如我国已经上马的三套聚异丁烯橡胶装置因高温稀硫酸的腐蚀难以解决而被迫下马了二套，剩下的一套也面临下马的危险。又如半水法生产湿法磷酸的先进工艺也因为高温硫酸和氢氟酸的腐蚀难题而被推迟上马。化工生产中腐蚀损失还表现在容易造成爆炸、火灾等重大突发性事故。例如某天然气管道由于硫化氢引起的应力腐蚀破裂而突然爆炸着火，伤亡20余人。某化肥厂废热锅炉由于氢脆而突然爆炸，造成七人死亡。化工设备常见腐蚀问题设备腐蚀的种类。金属设备的腐蚀主要分为两大类: 1. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属设备的表面与其所处的环境中的介质发生了化学反应，然后生成了新的物质，一种金属氧化物，因此导致了金属的破坏，化学腐蚀一般发生在高温干燥的环境里，金属与其环境中的介质直接接触。2. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指机械设备在与电解质溶液接触时通过电极而发生的腐蚀。化学腐蚀和电化学腐蚀按照腐蚀产生的机理作为划分的依据。金属设备腐蚀的化学机理1. 电化学腐蚀机理金属的电化学腐蚀是指金属表面与离子导电介质发生电化学作用所产生的破坏。这样的电化学腐蚀本质上市在金属内部形成了短路原电池，在阴极的还原反应中消耗了阳极产生的电子，电流不对外做功。由此可知在电化学腐蚀中如果促进金属阳极的离子化就会加速腐蚀，从而导致化工设备的快速破坏。2. 工业大气腐蚀机理在一些地区，工业污染比较严重，空气中会含有较高浓度的腐蚀性介质，如二氧化硫、二氧化碳、硫化氢、卤化物及工业粉尘，这些酸性的气体在比较潮湿的空气中会形成无机酸，化工机械设备若与这些介质接触，会受到严重的腐蚀破坏。其中二氧化硫的腐蚀最为严重，原因是二氧化硫可以形成酸雨，能起到催化剂的作用。由以上可知，化学腐蚀和电化学腐蚀的本质，都是金属原子失去电子变成离子的氧化过程，主要的区别是化学腐蚀是金属与其周围的介质在高温干燥的条件下与之反应，而电化学腐蚀的过程必须是在潮湿的环境中。化工设备腐蚀问题的有效防护策略1. 合理选材，优化设计在设计中需要注重以下几个方面：首先是设备的结构要求应该与生产化工产品的耐腐 蚀要求相一致；其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质 的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。化工设备主要是金属材料，不同的金属耐蚀性有很大的差别，如果选优耐蚀性强的金属材料将极大的降低化工设备的腐蚀程度。一般而言，在元素周期表中越是活泼的金属越容易与周围环境发生化学反应，产生金属保护膜，可以起到一定的保护腐蚀作用，但也有金属不容易产生保护膜，所有就容易受到腐蚀。对于金属材料而言，如果受到机械应力或者内部应力时，会造成金属表面出现一定程度的变形，金属表面的变形带来金属附加能量的产生，导致金属表面电极电位降低，很容易受到腐蚀。而且金属表面变形带来的压力也会造成金属表面保护膜的破坏，起不到保护作用，也会引起腐蚀。碳素钢是常见的化工设备的金属材料，这种材料优势明显，价格便宜、加工程序简单，而且不受原材料的限制，具有一定的耐腐蚀性。但这种材料的局限性也是明显的，化工设备内如果是高浓度的、腐蚀性强的液体时，这种材料很容易被腐蚀。因此化工设备材料可以选用更加耐腐蚀的普通低合金钢，这种材料尽管成本要高一些，但从长远看，是使命寿命要延长三倍左右，性价比比较高。另外，随着材料工艺技术的不断发展进步，更多的耐腐蚀性强的材料被研发出来，金属材料依然是使用最广的材料，为了克服金属材料在耐腐蚀性能上的弱点，双相不锈钢、含钼高的耐蚀合金、镍基合金、高纯铁素体不锈钢、钛及钛合金等金属材料会在逐渐问世。非金属材料方面也取得一系列的进展，非金属材料在耐腐蚀性能上的优势使其应用范围越来越广，今后诸如工程陶瓷、搪玻璃、玻璃钢、石墨等非金属材料的应用将愈发广泛。2. 环境防腐处理方法一是去除环境中的腐蚀性物质。去除环境的腐蚀性物质，包括去除环境中的水分和氧气 以及其他的有害成分，可以通过添加脱氧剂来去除氧气，通过依靠除湿来使金属的表面保 持在露点以上，并对装置内的水分控制在一定的指标下面二是添加具有防腐性能的添加剂。 可以添加防腐剂，使得金属的表面能够形成一定的保护膜，进而显著的抑制金属表面的腐蚀从而达到防腐的目的，常见的防腐剂有亚硝酸盐、铬酸盐、硫基苯等，在使用这些添加剂时，添加的浓度要十分的严格。3. 表面防腐措施常见的是涂漆，这是最为直观的防腐措施。通常使用的防腐漆为油料涂漆，为了达到更好的防腐目的，通常在涂漆时不仅要对漆膜的防锈能力、机械性质以及老化性质等进行严格要求，还要对涂漆的物件的性质、表面状况以及施工环境和使用条件等做充分的了解。还有 就是通过金属覆盖层来防腐。主要包括两种下列方法，其一，用耐腐蚀性好的金属覆盖结构材料表面，在覆盖这层材料时一般采用塞焊及点焊衬里、带状衬里焊接将覆盖金属切长方形焊接在母材上、金属复合法铸造、压延、爆炸复合、堆焊。其二，用电位比母材低的金属覆盖表面，以其作为阳极，通过牺牲阳极来达到防腐的目的，此法一般有均匀渡铅法、热浸镀和喷镀法，但是由于加工效率较低、覆盖层较薄，所以用牺牲阳极因防腐寿命短使用不是很普遍 。4. 加强设备管理，减少腐蚀程度在平时的工作中，要对工人进行操作培训，提高工人的安全生产意识和规范操作能力，严格遵守操作规程，不准超压、超温、超负荷运行。同时加强设备日常的维护和修理，定期进行大、中、小修，检修设备或大直径的管道，检修时要进人其内部，检查内表面状态和腐蚀情况。对于一些腐蚀性能较差和压力容器尤其要注重其养护，需严格按照国家相关规定，建立完善的设备档案，对于其制备原料、施工环境等做好相应的检查和记录，以便在日常的工作中能够有效的运作，提高化工设备的防腐性能。结束语总之，化工设备的腐蚀问题是个系统问题，与设备的设计、管理、操作等方面都有直接的关系。化工设备腐蚀不仅造成大量的经济损失，也带来一定的安全隐患，甚至对环境也造成难以挽回的影响。因此，我们要积极探讨化工设备腐蚀的原因，不断的总结经验教训，积极探索经济有效的防腐蚀的技术和方法，这是提高化工行业经济效益、保证化工生产稳定正常运行的关键举措，值得我们注意。参考文献1 胡 冰，刘 鑫. 化工设备的防腐控