工業(yè)腐蝕的基本原理

工業(yè)腐蝕的基本原理及相應(yīng)的預(yù)防措施（化工安全導(dǎo)論論文）姓名:班級(jí):姓名:【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求不斷增加，越來越多生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行超出設(shè)計(jì)能力，因而目前對化工企業(yè)而言，防止工藝設(shè)備因受到腐蝕發(fā)生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認(rèn)為，材料保護(hù)和防腐措施是降低維護(hù)費(fèi)用和使工廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證?！緦?shí)例】中新社北京二月二十六日電（記者王彤）中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)專家今天介紹說，隨著中國工業(yè)的快速發(fā)展，中國因腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，二00八年因?yàn)楦g造成的損失高達(dá)一點(diǎn)二萬億至二萬億元人民幣。腐蝕可消耗大量資源，并可能導(dǎo)致自然環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的破壞。因此專家建議，應(yīng)當(dāng)加快中國防腐控制技術(shù)的發(fā)展和推廣利用，依靠科技保障設(shè)施安全生產(chǎn)、延長設(shè)施生產(chǎn)周期、保護(hù)環(huán)境和資源。據(jù)介紹，目前中國的防腐蝕行業(yè)每年至少可以挽回百分之三十的腐蝕損失，防腐蝕產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，已成為實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。為推進(jìn)中國防腐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以“綠色防腐，科技防腐”為主題的第四屆中國國際腐蝕控制大會(huì)暨展覽將于四月初在中國安徽省蕭縣舉辦?，F(xiàn)已邀請到美、德、法、荷蘭、意大利、日本等多個(gè)國家的代表和技術(shù)協(xié)會(huì)參會(huì)?！娟P(guān)鍵詞】化工設(shè)備；工業(yè)腐蝕；腐蝕；防腐蝕隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對化工產(chǎn)品的需求不斷增加，越來越多生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行超出設(shè)計(jì)能力，因而目前對全球的化工企業(yè)而言，防止工藝設(shè)備因受到腐蝕發(fā)生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認(rèn)為，材料保護(hù)和防腐措施是降低維護(hù)費(fèi)用和使工廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。腐蝕破壞到處可見，腐蝕事故頻頻發(fā)生，這除了因腐蝕本身所具有的自發(fā)性質(zhì)外，很大程度上是因?yàn)槿藗儗Ωg的危害性估計(jì)不足，對腐蝕防護(hù)的重要意義認(rèn)識(shí)不深，對腐蝕與防護(hù)科學(xué)缺乏應(yīng)有的知識(shí)，沒有采取防腐蝕措施、或采取的防腐蝕措施不當(dāng)所致。（一）腐蝕原理及分類腐蝕：材料與周圍環(huán)境發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象。腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。金屬腐蝕金屬腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。1?化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕是指容器金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的金屬腐蝕。這類腐蝕主要包括金屬在干燥或高溫氣體中的腐蝕以及在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。典型的化學(xué)腐蝕有高溫氧化、高溫硫化、鋼的滲碳與脫碳、氫腐蝕等。高溫氧化。指金屬在高溫下與介質(zhì)或周圍環(huán)境中的氧作用而形成金屬氧化物的過程。高溫硫化。指金屬在高溫下與含硫介質(zhì)（如硫蒸氣、硫化氫、二氧化碳）作用生成硫化物的過程。鋼的滲碳與脫碳。高溫下某些碳化物（如CO和烴類）與鋼鐵接觸時(shí)發(fā)生分解生成游離碳滲入鋼內(nèi)生成碳化物稱滲碳，它降低了鋼材的任性。氫腐蝕。指鋼受到高溫高壓氫的作用引起組分的化學(xué)變化，使鋼材的強(qiáng)度和塑性下降，斷口呈脆性斷裂的現(xiàn)象。2.電化學(xué)腐蝕：容器金屬在電解質(zhì)中，有電化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕中既有電子的得失，又有電流形成。電化學(xué)反應(yīng)是指一個(gè)反應(yīng)過程可以分為兩個(gè)或更多的氧化和還原反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕是微電池的存在造成微電池腐蝕，是金屬腐蝕的主要原因。非金屬腐蝕絕大多數(shù)非金屬材料是非電導(dǎo)體，所以和金屬材料不同，非金屬材料的腐蝕主要是化學(xué)和物理的作用，而不是電化學(xué)腐蝕。當(dāng)非金屬材料表面和介質(zhì)接觸后，溶液（或氫氣）會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料內(nèi)部，表面和內(nèi)部都可能產(chǎn)生一系列變化。橡膠和塑料受溶劑作用后可能全部或部分溶解或溶脹；溶液浸入材料內(nèi)部后可引起溶脹或增重，表面可能起泡、變粗糙、變色或失去透明，內(nèi)部也可能變色；高分子有機(jī)物受化學(xué)介質(zhì)作用可能分解，受熱也可能分解。非金屬材料通常由幾種物質(zhì)組成。例如塑料中除合成樹脂外，還有填料（如玻璃纖維、石英粉、石墨粉）、增塑劑、硬化劑等。這些物質(zhì)的耐蝕性并不完全相同，在腐蝕環(huán)境中有時(shí)一種或幾種成分有選擇性地溶出或變質(zhì)破壞，整個(gè)材料也就被破壞了。在氫氟酸中，玻璃纖維或其他硅質(zhì)填料被腐蝕，材料也就解體。這是非金屬材料的選擇性腐蝕。3?非金屬也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞。例如聚乙烯、有機(jī)玻璃、不透性石墨在化學(xué)介質(zhì)和應(yīng)力的同時(shí)作用下會(huì)破裂。金屬腐蝕和非金屬腐蝕的特點(diǎn)類型腐蝕原理腐蝕狀況主要特征金屬化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕表面腐蝕失重非金屬化學(xué)腐蝕，物理腐蝕表面腐蝕，內(nèi)部腐蝕，選擇性腐蝕物理、力學(xué)性能變化或外形的破壞（二）腐蝕的危害與控制腐蝕的意義腐蝕遍及國名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，從日常生活到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從普通技術(shù)到尖

端科學(xué)，都存在腐蝕問題。由于腐蝕，大量材料變成廢料（每年因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵約占年產(chǎn)量的30%,其中2/3可回收，其余完全變?yōu)閺U物），設(shè)備失效，甚至造成災(zāi)難性事故。2010年1月26日，世界鋼鐵協(xié)會(huì)25日公布了09年世界粗鋼總產(chǎn)量為12億1972萬噸，其中約3.6億噸因銹蝕將報(bào)廢，且其中1.2億噸將徹底變?yōu)椴豢苫厥盏膹U物。按09年全年均價(jià)4500元/噸計(jì)算，損失5400億元。我國2000年用Hoar法調(diào)查結(jié)果300（電力、石油、煤）172.1（公路、橋梁、鐵路）1000512.43（火車、汽車）303.92288.3直接腐蝕損失（億元）總計(jì)可達(dá)5000直接腐蝕損失（億元）總計(jì)可達(dá)5000億，占當(dāng)時(shí)國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的5%。如考慮間接損失，腐蝕造成的損失是巨大的，它是材料設(shè)施的“癌癥”但是通過采取科學(xué)的措施，腐蝕也是可以控制、減輕的，一般可降低25~30%。（三）化工設(shè)備的防腐蝕措施目前的防腐技術(shù)主要有：開發(fā)耐蝕材料，表面防蝕技術(shù)，緩蝕技術(shù)，電化學(xué)保護(hù)等。開發(fā)耐蝕材料耐蝕材料的開發(fā)研究是防腐蝕技術(shù)進(jìn)步的突破口，人類各個(gè)時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步無不與其息息相關(guān)。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料。金屬及合金材料是結(jié)構(gòu)材料中的主體，其中鋼鐵占據(jù)主要地位，但是，鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速，在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環(huán)境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金，雙相不銹鋼，高純鐵素體不銹鋼，鎳基合金，低合金鋼，鈦及鈦合。耐蝕非金屬材料目前國內(nèi)外耐蝕非金屬材料在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性能，而機(jī)械性能可以通過增強(qiáng)等途徑來彌補(bǔ)，在某些領(lǐng)域已有發(fā)展為取代鋼材的趨勢?，F(xiàn)在正在開發(fā)的如：耐蝕塑料，玻璃鋼，石墨，搪玻璃，工程陶瓷電化學(xué)保護(hù)1.陰極保護(hù)：腐蝕不強(qiáng)烈的場合，如土壤、海水、鹽類溶液，不能用于強(qiáng)酸、堿介質(zhì)中的保護(hù)。2?陽極保護(hù)：適用于碳鋼、不銹鋼等設(shè)備對鹽溶液、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的保護(hù)。不能鈍化的金屬不得選用。3?護(hù)屏保護(hù)：適用于海水、土壤及鹽溶液對設(shè)備重要部件的保護(hù)。不適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中對碳鋼的保護(hù)。4?陰極保護(hù)與涂料聯(lián)合法：地下管道、油罐防腐。廣泛用于石油、天然氣地下管道和油罐保護(hù)。緩蝕劑保護(hù)1?緩蝕劑單獨(dú)保護(hù)：各種酸類介質(zhì)都有特定的物質(zhì)作緩蝕劑，可用于酸洗、油井防腐除垢等場合。適合特殊的場合，不適合溫度較高的場合。2?緩蝕劑與陰極保護(hù)聯(lián)合保護(hù)法：應(yīng)用與特殊的場合防酸腐蝕。適用于31%工業(yè)鹽酸等介質(zhì)中。3?水質(zhì)穩(wěn)定處理：具備防腐蝕防結(jié)垢的特性，適用于工業(yè)循環(huán)水處理。金屬表面覆蓋層保護(hù)在現(xiàn)有的防腐蝕手段中，表面耐蝕涂層和金屬表面技術(shù)的費(fèi)用占所有防腐蝕費(fèi)用的87%左右。1?電鍍：適合于防銹、裝飾與某些介質(zhì)中防腐蝕。不適合于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中。2?噴鍍：防大氣、海水和某些鹽類介質(zhì)腐蝕。表面必須用涂料封閉。3?熱浸鍍：適合與防腐蝕。常用于包裝容器、食品包裝等。4?金屬搪焊層：適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的防護(hù)，以搪鉛為代表，常用與復(fù)合襯里的底層。多為非金屬覆蓋層代替。5?金屬襯里層：最常用的有襯鉛，襯不銹鋼，可節(jié)約有色金屬與合金。襯不銹鋼應(yīng)用逐漸廣泛。6?無機(jī)涂層和搪瓷涂層：涂層強(qiáng)度高，密封性好，但不抗沖擊，易破損，可耐多種介質(zhì)腐蝕。具有傳熱作用，是重要的化工設(shè)備，不適應(yīng)復(fù)雜設(shè)備搪瓷。7?搪玻璃層：用玻璃吹制貼襯設(shè)備表面，與搪瓷具有同樣作用?？捎糜诠艿纼?nèi)壁防腐蝕。8?膠泥防護(hù)層：以合成樹脂膠泥為主，若加鱗片玻璃填料效果更好，可降低防腐蝕施工成本。目前國內(nèi)處于推廣階段。防腐蝕涂料：適用于大氣、海水、土壤、和腐蝕性不強(qiáng)烈場所。不適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中。防腐蝕涂料與陰極保護(hù)并用：適用于地下管道、油罐、含硫污水罐防腐蝕。目前國內(nèi)已推廣應(yīng)用，多用于自來水管、油管、地下管道、油罐。磚板襯里：適用于各種介質(zhì)防腐蝕，石墨襯里還具有耐腐蝕導(dǎo)熱性能。適應(yīng)性最強(qiáng)的防腐方法。橡膠襯里：適用很廣，工藝成熟，可用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)。今后應(yīng)廣泛用合成橡膠常溫硫化襯里，適用于大型設(shè)備，現(xiàn)場施工方便。襯玻璃鋼：樹脂以環(huán)氧、聚酯、酚醛、咲喃四類為主，可在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中應(yīng)用。目前應(yīng)用最多，適用較廣。塑料襯里：可用于多種設(shè)備襯里，品種不斷增加，可用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中。分為軟塑和硬塑、酚醛、石棉塑料襯里。塑料噴涂層：乙烯、四氟、環(huán)氧、聚酯粉末噴涂，適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)。施工難度大，造價(jià)高，現(xiàn)已在各工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用。（四）結(jié)語總之，在設(shè)計(jì)、操作、管理等方面，都要考慮到腐蝕的破壞。只有不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，尤其是廣泛采用防腐方面的新經(jīng)驗(yàn)、新方法，加強(qiáng)對腐蝕的認(rèn)識(shí)，才能逐步找到有效而又經(jīng)濟(jì)的防腐措施，保證