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化工生产中常用的防腐蚀方法

发布日期:2021-03-19 作者:环保化工平台 点击:

化工生产中常用的防腐蚀方法
防腐蚀的方法总的来说可以分为两大类:一是正确地选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施;二是选择合理的工艺操作及设备结构。严格遵守化工生产的工艺规程,可以消除不应当发生的腐蚀现象,而即使采用良好的耐腐蚀材料,在操作工艺上不腐蚀规程,也会引起严重的腐蚀。

目前,化工生产中常用的防腐蚀方法有以下几种:
01 正确选材和设计
了解不同材料的耐蚀性能,正确地、合理地选择防腐蚀材料是最行之有效的方法。众所周知,材料的品种很多,不同材料在不同环境中的腐蚀速度也不同,选材人员应当针对某一特定环境选择腐蚀率低、价格较便宜、物理力学性能等满足设计要求的材料,以便设备获得经济、合理的使用寿命。
02 调整环境
如果能消除环境中引起腐蚀的各种因素,腐蚀就会终止或减缓,但是多数环境是无法控制的,如大气和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能除去,且化工生产流程也不可能随意更改。但是有些局部环境是可以被调整的,如锅炉进水先去除氧(加入脱氧剂亚硫酸钠和肼等),可保护锅炉免遭腐蚀;又如空气进入密闭的仓库前先除去水分,也可避免贮存的金属部件生锈。
为了防止冷却水对换热器和其他设备造成结垢和穿孔,可在水中加入碱或酸以调节PH值至最佳范围(接近中性);炼油工艺中常加碱或氨使生产流体保持中性或碱性。温度过高时,可在器壁冷却降温,或在设备内壁砌衬耐火砖隔热,等。这些都是改变环境且不影响产品和工艺的前提下采用的方法,在允许的前提下,建议工艺中选用缓和的介质代替强腐蚀介质。
03 加入缓蚀剂
通常,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就可以大大减缓金属的腐蚀,我们一般将它分为无机、有机和气相缓蚀剂三类,其缓蚀机理也各不相同。
04 阴极保护
阴极保护是依靠外加直流电流或牺牲阳极,使被保护金属成为阴极,从而减轻或消除金属的腐蚀的方法。因为在应用阴极保护之前,大多数产生腐蚀的金属结构上都存在着阴极区和阳极区,如果能把所有的阳极区都变成阴极区,整个金属构件变成阴极,也就达到了消除腐蚀的目的。
05 阳极保护
以设备作为阳极,从外部通入电流,一般将加速腐蚀,且腐蚀电流随阳极极化而增大。但对可以钝化的金属则会出现另一种情况,当电位随电流上升,达到致钝电位后,腐蚀电流急速下降,甚至可下降几万倍,以后随电位上升,电流不变,直到钝区为止。利用这个原理,以需要保护的设备为阳极,导入电流,使电位保持在钝化区的中段,腐蚀率可保持很低值,通入的电流就表示设备的腐蚀速度。
06 合金化
在基体金属中加入能促进钝化的合金成分,当加入量达到一定比例后,便得到耐蚀性优良的材料。如铁中加入12%以上的铬,就称为不锈钢;铬钢中加入镍,可扩大钝化范围,还可提高机械性能;又如铁中加入14%硅,就得到耐酸性优良的高硅铁,等等。
另外在某些活性金属中加入微量超电压低的阴极贵金属,可以促进钝化。如不锈钢和钛在某些浓度和温度的硫酸中是活性的,如在基体金属中加0.1~0.15%的钯或铂,将在合金表面分布成为众多的微阴极,促进局部腐蚀电池的运转,阴极电流很快增大,迅速达到钝化区,使金属耐蚀性增强。
07 表面处理
金属在接触使用环境前先用钝化剂或成膜剂处理,表面生成稳定密实的钝化膜,抗蚀性大大增加。它与缓蚀剂方法不同之处,在于它在以后的使用环境中不需要再加入缓蚀剂,铝经过阳极处理,表面可以生成比在大气中生成的更为密实的膜,这类膜在温和的腐蚀环境中有优良的抗蚀能力,钢铁部件表面发蓝也是这个原理。
08 金属镀层和包覆层
在钢铁底层上可用一薄层更耐腐蚀的金属保护。常用的方法是电镀,一般镀2~3层,只有几十微米厚,因而不可避免地存在微孔,溶液可渗入微孔,将构成镀层-底层腐蚀电池。镀层若为贵金属,其电位比铁高,将成为阴极,会加速底层铁腐蚀。
因此,这类镀层不适于强腐蚀环境,但可用于大气、水等环境,缓慢产生的腐蚀产物可将微孔堵塞,电阻增大,获得一定的使用寿命。若用廉价的金属,构成腐蚀电池的极性则与上述相反,使钢得到阴极保护,可以保持较长的寿命。除了电镀外,还常用热浸镀(熔融浸镀)、火焰喷镀、蒸汽镀和整体金属薄板包镀。后者因无微孔,耐蚀性强,寿命更长,但价格稍高。
09 涂层
用有机涂料保护大气中的金属结构,是最广泛的防腐手段。涂料覆盖在金属表面,干后形成多孔薄膜,虽然不能使金属与介质完全隔绝,但增大价值通过微孔的扩散阻力和溶液电阻,使腐蚀电流下降。
在缓和的环境中,如大气、海水等,微孔底金属腐蚀缓慢,腐蚀产物可堵塞微孔,有很长的使用寿命,但不适于强腐蚀溶液,因为金属腐蚀速度较快,并伴随有氢气的产生,会使漆膜破裂。
10 橡胶板衬里
防腐衬里是为防止设备腐蚀的未硫化、预硫化或硫化的橡胶板或片。在金属或其它材料工作表面用衬里胶板形成一连续的隔离性的覆盖层的技术称为衬胶技术。衬里胶料可分为软质胶、硬质胶和半硬质胶,一般根据使用条件用NR,CR和SBR等制造。衬里的制造包括对金属基材表面处理、衬里胶板加工、裁剪、贴合和硫化等工序。衬里胶板作为化工防腐、防机械磨损材料广泛用作化工设备衬里和矿山、冶金用泥浆泵、浮选机、磨机、建材工业用水泥磨机等设备的衬里。

相关标签:腐蚀,磨损,阴极保护,阳极保护

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