化工實訓設備腐蝕防護淺析

【摘 要】化工實訓設備的腐蝕防護問題關系到實訓安全和實訓教學的順利開展，是化工實訓管理最棘手的問題之一。本文針對化工實訓設備防腐提出了一些經驗和見解，對從事相關工作的老師是一種有益的借鑒。

【關鍵詞】實訓設備 腐蝕 防腐

化工實訓設備對比工廠生產設備體積小，工藝簡單，一般安裝在實訓車間或實訓室。考慮到實訓安全等問題，實訓裝置一般采用常溫、低溫和常壓、低壓操作條件；實驗過程多采用空氣和水等低腐蝕性、無毒害介質，腐蝕環境相對于工廠生產設備要穩定。但實訓設備的腐蝕問題關系到實訓安全和實訓教學的順利開展，是化工實訓管理最棘手的問題之一。筆者多年從事化工實訓車間管理和實訓教學工作，對實訓裝置的腐蝕防護問題尤為重視，并進行了相關研究工作。本文針對化工實訓設備防腐提出了一些經驗和見解，便于從事相關工作的老師互相交流和學習。

1 化工實訓設備的腐蝕類型

化工設備腐蝕依據腐蝕發生的機理可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。比如金屬的高溫氧化是金屬表面的原子和非電解質中的氧化劑直接發生氧化還原反應形成的化學腐蝕，化學腐蝕發生在高溫環境下，實際生產中單純的化學腐蝕較少見。金屬在大氣、水等介質中的腐蝕伴隨有電流的產生，電子通過金屬從陽極區流向陰極區，陽極金屬被破壞，屬于電化學腐蝕，電化學腐蝕發生在低溫環境下。實訓設備腐蝕環境屬于低溫型，主要是電化學腐蝕。

依據腐蝕的形態，化工設備腐蝕分為均勻腐蝕、局部腐蝕和高溫氣體腐蝕。大多數的化學腐蝕屬于均勻腐蝕，均勻腐蝕是在整個金屬表面均勻地發生腐蝕。而局部腐蝕是只在金屬材料的一些特定區域發生腐蝕，根據腐蝕發生的條件和形態，局部腐蝕又分為電偶腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕。高溫氣體腐蝕是指高溫環境中氣體對金屬的腐蝕，主要有高溫氧化、鋼鐵高溫脫碳和氫腐蝕。對實訓設備而言，主要發生的是均勻腐蝕和局部腐蝕。問題突出的是局部腐蝕，且危害最為嚴重，比如容器封頭焊縫處和管道法蘭連接處腐蝕，不銹鋼容器表面孔蝕等。

2 化工設備常用防腐技術

目前，化工設備的常用防腐技術主要有：采用耐蝕材料、表面防蝕、添加緩蝕劑、電化學保護等。

2.1 采用耐蝕材料

耐蝕材料的開發應用是防腐蝕技術進步的突破口，耐蝕材料主要包括金屬材料、高分子材料和無機非金屬材料。化工設備絕大部分采用鋼鐵制造，但是鋼鐵的耐蝕性能具有局限性，高性能合金及有色金屬材料的開發和應用，在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環境下的腐蝕問題，如含鉬高的耐蝕合金、高純鐵素體不銹鋼、低合金鋼、鈦合金等。耐蝕非金屬材料目前在化工生產中應用也非常廣泛，在某些領域已有取代鋼材的趨勢，現在正在開發的非金屬材料主要有：耐蝕塑料、玻璃鋼、石墨、搪玻璃、工程陶瓷等。

2.2表面防蝕

在現有的防腐蝕手段中，表面耐蝕涂層和金屬表面技術的應用占有最重要的地位。采用表面防蝕技術，可大大提升整體材料的耐蝕性能，提高設備使用壽命，減少維修費用。在化工生產中常用的表面防蝕技術有耐蝕涂層、襯里技術、電鍍、化學鍍、滲鋁滲鉻化學熱處理等，其中以涂層和襯里應用最廣泛。

2.3 添加緩蝕劑

緩蝕劑是一種在很低濃度下，能使金屬在腐蝕性介質中的腐蝕速度大大降低的物質。 在化學工業中，緩蝕劑主要用于防止工業冷卻水系統的腐蝕和化工設備、管道以及鍋爐等的化學清洗時的腐蝕，也有少量用于生產過程中的工藝性防腐。

2.4 電化學保護

電化學保護是指利用外部電流使金屬腐蝕電位發生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術。電化學保護技術在化工防腐蝕領域中已引起廣泛的重視和應用，是一種有效的、既經濟又實用的防腐蝕手段。電化學保護可分為陰極保護和陽極保護，陰極保護常用于保護地下管道及設備；陽極保護在化工生產中已用于保護生產硫酸、氨和銨鹽的設備，效果良好。

3 化工實訓設備防腐措施

化工實訓設備腐蝕防護的目的是保證實訓安全和實訓教學的正常開展，要結合實訓裝置自身的特點選擇防腐措施，并要考防腐成本和可操作性。

3.1 建立實訓車間防腐蝕巡檢制度

實訓設備防腐蝕應該以預防為優先，建立實訓車間防腐蝕巡檢制度是必要的。該任務由老師指導，學生承擔，既可以及時發現腐蝕的發生，預防腐蝕的擴展，也可以鍛煉學生的觀察能力，培養防腐蝕意識。巡檢要制度化，定期進行，除了檢查實訓車間環境，設備外觀外，要重點檢查泵體、換熱器、容器焊縫、閥門、管道連接處等重點防護對象，發現問題要記錄并及時處理。

3.2 做好設備的日常清潔保養

實訓設備雖然一般安裝在室內，但日常清潔保養工作不容忽視，清潔干燥的環境能有效減少和減緩設備腐蝕。考慮到師生的健康，實訓車間要保持通風，實訓過程中更不可避免會引入環境干擾，設備一旦吸附灰塵、形成污垢，不僅影響美觀，而且會加速設備的腐蝕。

設備日常清潔保養工作中，不但要做到防塵防污，而且要經常地除塵清洗。每次實訓結束后要安排專人打掃實訓車間衛生，清洗地板，關閉門窗，做好防塵工作；每周徹底擦洗實訓裝置一次，保證設備外觀潔凈干燥。

3.3 加強運轉設備防腐蝕維護

實訓車間的運轉設備主要是離心泵、鼓風機和空氣壓縮機等，運轉設備為實驗流體提供動力，運轉設備是否工作狀態良好，關系到實訓裝置的正常運轉。

鼓風機和空氣壓縮機接觸介質是空氣，腐蝕不易發生，日常做好清潔維護工作即可。離心泵接觸水等液體介質，易被腐蝕，甚至發生葉輪和泵體因腐蝕而粘結的嚴重后果，因此離心泵必須做好防腐蝕維護。除日常保持泵體外表干燥潔凈外，對于長期停用的泵，要打開泵體上的堵頭，放凈泵內液體，減輕介質對泵體和葉輪的腐蝕，必要時，打開泵體，將內部零件擦洗干凈，涂上防銹油。

3.4 采用化工設備防腐新技術

實訓設備區別于工業化設備，工業上常用的設備防腐技術在實訓設備上應用受限，結合防腐成本和可操作性，實訓設備在采購和管理中，可有選擇性的采用防腐新技術。

（1） 采用耐蝕材料

在實訓設備采購過程中，要重點考慮設備的防腐維護問題。優先采購不銹鋼材質的實訓裝置，并對設備材質的防腐性能提出嚴格要求。不銹鋼材質的設備和管道具有優良的防腐性能，但在使用過程中，嚴禁用金屬敲打，否則會加劇金屬腐蝕。非金屬材質在實訓設備中也有一定的應用，比如精餾塔和吸收塔塔體，采用玻璃鋼制造，不僅能滿足防腐蝕要求，也有利于實訓過程中觀察實驗現象。

（2） 表面防蝕

實訓設備的表面防蝕主要是指普通碳鋼材質的零部件，要做好表面防腐處理。比如離心泵泵體、閥體、拆裝工具等，采購時要求有精良的表面防蝕層，使用過程中，防腐層破損要及時采取補救措施。

（3） 消除腐蝕介質和涂抹防銹油脂

消除腐蝕介質是指在特定時期（比如停訓期間）人為干預使設備不與腐蝕介質接觸。防銹油脂是在石油類基本組分中加入一種或多種防銹添加劑組合而成。防銹油脂使用方便，成本低廉，效果好，適用于實訓設備防腐。消除腐蝕介質和涂抹防銹油脂往往結合使用，防腐效果更理想。

a. 停訓期間，將設備和管道內物料排凈，并全開放空閥、卸料閥等閥門，盡量使設備和管道內空氣流通，介質蒸發，保持設備內部干燥，減輕設備和管道內部腐蝕。

b. 管路拆裝設備停訓期間全部拆除，將管拆工具和設備零件擦拭干凈有序擺放，管拆工具、緊固件、閥門螺桿、管道焊縫等涂抹防銹油脂。

c. 對生銹零件處理時，不宜用化學方法除銹，而應采用機械除銹方法，即先用鏟、剔、刮等方式將零部件上的銹蝕層塊除去，再用砂紙砂磨、打光，最后涂上防銹油保護層。

4 結語

化工實訓設備的腐蝕防護是化工實訓管理的工作重點之一，化工實訓設備的特點決定了只能采用低成本，易操作的防腐措施。化工實訓設備腐蝕防護新方法和措施，有待從事化工實訓管理的老師去探索、交流和推動。

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