防腐蚀材料在化工行业的应用及效益分析

武汉大学选修课论文

防腐蚀技术在化工行业的应用及效益 Anti-corrosion technology in chemical industry, application and benefit

姓名：蒋艳华 学号：200731220029 学院：电子信息 专业： 光信息科学与技术 班级：光科07级二班

[摘要]： 随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。

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随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。 近年来化工领域工程建设的竞争日益激烈，为了降低投标价格，中标单位对于防腐措施，如使用优质合金、表面处理技术、防腐剂（包括涂层）、阴极保护和在线腐蚀监控系统等的重视程度明显不够，这在发展中国家表现得尤为突出。 目前化工行业对新的和现有的工业构件进行防护和保护的要求越来越高，人们对涂料和防腐技术的需求增长迅速。 腐蚀破坏到处可见，腐蚀事故频频发生，这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外，很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足，对腐蚀防护的重要意义认识不深，对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识，没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。 腐蚀破坏的原因

(1)化工生产中存在着许多具有一定腐蚀性的介质，如酸、碱、盐、水、氧等，这是产生腐蚀的主要原因之一。

(2)操作中的超温、超压，设备管理不完善，思想不重视，也是产这是产生腐蚀的主要原因之一。

（3）设备结构设计不合理，选材不当，制造加工质量不高，焊接残余，缺乏防腐措施或施工质量低劣等，都为腐蚀破坏提供了环境。

造成腐蚀破坏的内在因素

(1)不同的金属对于不同的介质具有不同的抗腐蚀能力。

(2)金属的晶粒越粗，腐蚀越快。反之，则越慢如不锈钢比铸铁的耐腐蚀性能高。

(3)零部件的表面越粗糙，越易腐蚀。表面有氧化膜则耐腐蚀。

(4)设备结构的形状突变处，如开口、缝隙或死角等位置，金属腐蚀较快。 造成腐蚀破坏的外在因素

(1)介质的种类、化学成分、浓度、pH值、杂质、水分和含氧景是造成腐蚀的外在原因。

(2)介质的温度越高，压力越高，腐蚀越快，因为腐蚀是一种化学反应，每升温10％，腐蚀速度增加1～3倍_l J。温度升高，扩散速度增大，同时电解液电阻下蚀降，所以使腐蚀

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电池的反应加快。

(3)介质流动速度愈快，愈易腐蚀，它会冲刷保护膜，产生旋涡、湍流、空泡，引起严重的冲击磨损和空泡腐蚀。

(4)零部件受外力或残余应力愈大，腐蚀越快。

(5)应力及疲劳的影响。设备应力的产生一方面是在加工过程中形成的，如冷加工的变形应力，热加工的组织应力；另一方面在运转中对于承受压力或旋转的部件也会使之产生应力。这些应力的作用结果引起金属内部的扭曲，从而降低了该部位的电极电位，加剧微电池腐蚀。

防腐技术

自从1958年大连石化公司最早采用环氧改性酚醛涂料进行防腐以来，防腐蚀技术在我国化工行业已经得到迅速的发展。目前的防腐技术主要有：开发耐蚀材料，表面防蚀技术，缓蚀技术，电化学保护等等。

（1）耐蚀材料的开心与应用

耐蚀材料的开发研究是防腐蚀技术进步的突破口，人类各个时期的技术进步无不与其息息相关。耐蚀材料主要分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料。

金属及合金材料是结构材料中的主体，其中钢铁占据主要地位，但是，钢铁的耐蚀性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金属材料的开发和应用发展迅速，在一定程度上解决了局部腐蚀及特殊环境下的腐蚀问题。如含钼高的耐蚀合金，双相不锈钢，高纯铁素体不锈钢，镍基合金，低合金钢，钛及钛合。耐蚀非金属材料目前国内外耐蚀非金属材料在化工生产中应用非常广泛。非金属材料具有优良的耐蚀性能，而机械性能可以通过增强等途径来弥补，在某些领域已有发展为取代钢材的趋势。现在正在开发的如：耐蚀塑料，玻璃钢，石墨，搪玻璃，工程陶瓷

（2）表面防蚀技术

在现有的防腐蚀手段中，表面耐蚀涂层和金属表面技术的费用占所有防腐蚀费用的87％左右。采取正确的表面防蚀技术是提高设备使用寿命、减少维修费用以及提高设备管理水平必不可少的途径。同时，采用表面防蚀技术，大大提高了整体材料的耐蚀性能。在化工和石油化工中常用的表面防蚀技术包括涂、衬、镀、渗以及近年发展起来的各种高技术，其中以涂层及衬里应用最广泛。

A 耐蚀涂料

耐蚀涂料的开发一直是人们关注的研究领域，在化学工业中，耐蚀涂料主要用于建筑物、构筑物、装置及贮罐的内外壁及输水、输油、输气管线。2000年，我国防腐蚀涂料的需求量达到30万左右。据统计，防腐蚀涂层的损坏，其基体表面处理不当约占75％，因此，重视表面处理质量是当务之急。几种有发展前途的涂料，如富锌涂料，重防腐涂料，耐高温涂料，陶瓷类涂料，带锈涂装涂料，氟树脂涂料等等，正是当前国际上研究最热门的涂料。

B 衬里技术及复合管道

衬里技术利用强度高的材料(如碳钢、玻璃钢、铸铁等)作结构材料，用耐蚀性能优异的材料作衬里层。衬里技术分紧衬、松衬等，国外重点发展紧衬技术。衬里技术常用于化工设备、管道等。

C 其他表面工程技术

电镀、化学镀 在化工防腐蚀应用中，电镀主要有镀铬、镀锌和镀镍。镀锌层的钝化是一个十分活跃的领域，近十年推出的低铬或无铬彩色钝化、黑钝化、军绿钝化及强钝化(含硅树脂或其他树脂的复合钝化层)，可使镀锌层在海洋大气、工业大气环境及工业水、江水

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河水环境中的耐蚀性大大提高。化学镀是采用金属盐和还原剂在同一溶液中进行自催化氧化还原反应，在固体表面沉积出金属镀层的成膜技术。化学镀镍磷合金及三元镍系合金，产品比电镀产品有更优异的耐蚀性和更大的选择，是目前国内外发展速度最快的表面处理工艺之一。

喷涂 喷涂是利用火焰、等离子、电弧喷涂，在材料和产品上获得金属、合金、无机、有机耐蚀耐磨表面层的一种工艺技术。

化学热处理 化学热处理特别是渗铝、渗铬，近十多年在化工机械防腐蚀上已有大量应用。

磷化 磷化作为涂装的一个重要前处理过程，已有多年的应用。近十多年来，碱金属三元系低温或常温磷化使磷化技术产生质的进步。

（三） 缓蚀剂

缓蚀剂是一种在很低浓度下，能使金属在腐蚀性介质中的腐蚀速度大大降低的物质。这种物质可以是一种化合物或几种化合物组成的复合物质。在化工行业中，缓蚀剂主要用于防止工业冷却水系统的腐蚀和化工设备、管道及锅炉等的化学清洗(酸洗)时的腐蚀。也有少量用于生产过程中的工艺性防腐。

工业冷却水系统用的缓蚀剂 化工生产过程中，工业冷却水用量很大，且于曝气而在冷却水中溶入了大量的溶解氧，导备腐蚀较为严重。由于腐蚀也使水质变坏，耗费量宝贵的水资源，可见采用缓蚀剂防腐蚀具有重的经济效益和社会效益。

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