化工大气腐蚀与防护的技术应用

机器设备在化工大气中的腐蚀与防护技术 广东石油化工学院 （广东歌石油化工院 教学质量监督与评估中心，广东茂名，525000） 摘要：综述金属在大气中腐蚀机理与防护的各种传统技术和新技术，归纳腐蚀与防护的传统技术和新技术的控制机 理、优缺点，探讨其技术应用发展趋势。 关键词： 化工大气、腐蚀、防护技术 中图分类号：TG147 文献标识码： A 文章编号 0前言 腐蚀的定义指的是物质与环境的相互作用而失去它原有性质的变化。因此腐蚀的定义是很广的，包 括金属与非金属各种腐蚀，物质腐蚀一般需要三个条件：材料、腐蚀介质、特定腐蚀环境。因此物质可 以根据三者腐蚀因数进行各种各样的分类比如根据材料可以分为金属腐蚀和非金属腐蚀，根据腐蚀介质 可以分为湿腐蚀和干腐蚀等。在此只讨论机器设备在化工大气中这个特定环境下的腐蚀与防护。众所周 知，机器设备的腐蚀是一个非常普遍且严重的问题，腐蚀造成的危害是十分的惊人的，其中由于钢铁在 机器设备中使用最多，所以金属腐蚀以钢铁为最。据调查全世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的 30%，除了约三分之二左右可以回收重铸之外，每年生产的钢铁月 10%完全变成金属废物流失掉。由于腐 蚀会引起的工厂停产；设备维修、防护、更新；产品和原料的流失等，造成的间接损失经济价值更大。 据统计，工业国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的 1%4%。例如：英国 19691971 年的统 计，每年用于防腐和腐蚀浪费的资金就约 13.6 亿英镑；1975 年美国一年因腐蚀和耗于防腐的费用高达 700 亿美元之多，而到了 2013 年用于腐蚀防护的资金超过 1 万亿美元，占美国 GDP 的 6.2%以上。 在化工领域里拥有大量的金属结构的生产装置和基础设施，其中绝大部分都裸露在大气中，这就使 得大气腐蚀金属设备变成了一个常见的问题。据我国化工部门的调查，由于腐蚀造成的经济损失为当年 生产总值的 3%4%.更为严重的是由于腐蚀造成的设备跑、冒、滴、漏会造成污染环境公害，甚至发生毒 气泄漏、火灾、爆咋等恶性事故。我们应该尽可能的阻止和防止金属在大气中的腐蚀，因此对化工企业 中大气腐蚀的机理和影响因数进行的研究，就显得很重要了。 1、化工大气的腐蚀机理和影响因素 金属在大气自然环境下的腐蚀统称为大气腐蚀，由于化工企业中暴露在大气中的金属的表面的数量 非常大；化工大气成分比较复杂，比如环境温度、湿度、PH 值的差异；金属有自然形成金属氧化物的倾 向，它在很多环境中具有高度活性的；因此金属的损失非常大。机器设备的的腐蚀是受到大气中的水蒸 汽和和其他污染物通过化学和电化学反应而引起的，它是一种金属表面处于薄层电解质溶液的腐蚀。腐 蚀的过程既有电化学腐蚀的基本规律，又有大气腐蚀的特性。 2、化工大气腐蚀的防护 2.0化工的腐蚀的防护 要探究化工大气腐蚀的防护方法，只能透过事实看本质根据腐蚀的发生的机理，只有这样才能够从 根本上解决问题。从前面我们可知发生腐蚀的三大机理:材料、腐蚀介质、腐蚀的特定环境，因此要防腐 只有两条路可以实现，一个是从源头上解决，另一个是在发生的过程中解决问题。在现实中要想从源头 上解决腐蚀问题可能是比较困难的，因为在化工企业当中我们是不可能完全消除污染物排放到大气中的， 即使消除了，在自然环境当中也存在大量的腐蚀原从原头解决问题比较困难。要想在化工大气中防护设 备不被腐蚀只能在腐蚀发生的过程中着手。 2.1合金处理工艺 考虑到化工大气的成分和湿度是决定大气腐蚀程度的两个因素，影响化工大气腐蚀的最大的因素是 潮湿的、受污染的工业大气。在化工大气中腐蚀介质 、 、 （煤、石油的燃烧）NaCl（沿海地2 2 2 区含量较多）影响最大。有的灰尘本身虽然无腐蚀性，但也能吸附活性物质，所以也能加快腐蚀速率。 因此在腐蚀发生的过程中解决化工大气的防腐是从以上因素出发。解决腐蚀的传统方法主要有改善材料 金属的本质：进行合金处理、锻造、淬火等 。改善金属材料的本质，一般在该金属里加入少量的合金元 素（如铜。镍、铬等）得到耐化工大气腐蚀的合金钢进行锻造、淬火处理是进一步优化合金钢的内部结 构，提高在化工环境下的耐腐蚀能力。 2.2缓蚀剂 缓蚀剂是属于一种在化工设备中比较传统的防腐方法了，是一种能在常温下自动挥发的出气体然后 依附在金属表面，它是一种以矿物油为基体添加油溶性缓蚀剂和辅助添加剂（如防霉剂、抗氧化剂等） 所配成的防锈油剂以此来保护金属设备。这是一种对保护设备十分有效的传统方法，具有简单易行，扩 散速度快，残留要极少等特点。近年来，对缓蚀剂的研究也取得了相对的进展，目前国外公司已经研发 出一款名为可喷涂热塑性缓蚀剂，这种缓蚀剂在常温下呈固态，能够对易受环境破坏的零件提供耐腐蚀 保护。最值得一提的是这款缓蚀剂具有无污染，能够重复的回收利用。 2.3KOHI复层包覆材料】 形成金属保护层，根据金属本身的条件进行磷化处理，氧化处理、钝化处理或者直接给金属镀层保 护膜；形成非金属保护层，比如油漆、塑料、搪塞、矿物质性油脂等涂覆在金属表面上姓曾保护层。形 成保护膜主要是隔绝金属与腐蚀介质直接接触，这一方法的费用一般较低，但防腐的的周期一般较短。 人们常用的方法通常把他们称为传统的形成保护膜工艺。 KOHI 复层包覆材料这是一种近年来新兴地且能够有效防腐的技术，是形成保护膜工艺的一种，原理 以其他保护膜相似，但它却是运用了很多新材料，新技术在里面，传统上的工艺具有一定的局限性，比 如材料的防腐时间短，防腐性能差。由于化工企业有很多的管道、储罐等都裸露在化工大气中，运用传 统保护膜工艺或者合金工艺都很难长期的有效的对其进行保护。KOHI 复层包覆技术就是被利用来克服这 个困难的，它有四层分别是：金属基材、矿脂防蚀膏、防蚀代、外保护袋。具有优异的防腐性能对酸碱 盐微生物等有很强的抵抗能力，对水、水蒸气、气体等都有极强的防渗透能力耐阳光等紫外线，耐候性 好，矿脂防腐蚀剂不脱落，不干裂，能够完全隔绝空气和水。且能在现场安装，施工简单，时间短对表 面处理要求低。保护周期长，能够达到 30 年以上。 2.4煤炭微生物脱硫新技术细菌表面改性预处理 传统的微生物腐蚀是指由微生物生命活动引起或促进的腐蚀。在一定的环境下（温度、湿度、含氧 量、含盐量等）微生物利用其自身繁殖快的特点使其腐蚀速率也很快。传统的微生物防腐防法主要是： 杀菌或抑菌、控制微生物的生长环境、覆盖保护层、生物控制等。传统的微生物腐蚀的防护机理主要是 通过抑制细菌微生物的不活动、降低细菌活性或者是利用现代生物技术比如（生物防治、遗传工程、基 因工程等）方法来改变细菌的附着力、生存环境、新陈代谢过程及产物来达到防护目的的。 煤炭微生物脱硫新技术细菌表面改性预处理一改传统防腐的作风不再局限于如何的控制和消灭细菌，而 是从源头上通过利用细菌本身的特点发挥细菌的优势扬长避短的来达到防腐的目的。煤炭是作为当今最 丰富、使用最多的燃料和原料，也是几十年后石油枯竭时人类生存和发展的希望。但大规模地利用煤炭 也带来区域和全球性的灾难。其最主要的影响之一是煤中硫在利用过程中产生 SOx 所形成的严重的大气 污染和酸雨问题。近年来发展起来的燃前脱硫技术对煤中粗粒分布，这种技术不仅具有前瞻性，对后来 的字的其他方面的研究也具有极大地借鉴意义。煤炭微生物脱硫新技术可以说是借鉴对煤炭脱硫技术的 启发，细菌表面改性预处理、强化浮选、絮凝脱硫的新方法来给煤炭脱硫，这一技术过程不仅指出了工 业应用过程中所面临的主要问题及解决办法；描绘了矿物生物工程技术的发展前景。 3.结语 化工大气中的设备腐蚀是不可避免的，通过全面的了解大气的腐蚀机理和影响腐蚀因素，才能采取 有效的措施解决化工企业中的问题，才能把由于腐蚀造成的损失降到最低。要想解决这列问题只靠技术 来防腐是不够的，我们应该加强对大气污染的治理，尽可能的消除或降低腐蚀介质，这样不但能够减少 金属腐蚀，还能够节约资源和波保护环境。加强工程的管理和施工人员的培训，开发应用高性能、低污 染、低成本的防腐技术应该作为今后发展的重点。 参考文献 1润康平、王贵欣、罗春晖过程装