化工儀表的腐蝕問題分析及處理

神華寧夏煤業集團煤制油項目建設指揮部 寧夏回族自治區銀川市 750000

摘要：本文以化工儀表的腐蝕的概念為基礎，著重分析了化工儀表的主要腐蝕類型以及原因，以實際為出發點對化工儀器防腐措施進行了探討。

關鍵詞：化工儀表；腐蝕類型；防腐策略

一、前言

隨著現代化進程的加快，化工企業的自動化水平大大提高，但是化工儀表腐蝕問題越來越嚴重。儀表的腐蝕嚴重影響了儀表的正常運行，給化工企業的發展帶來了眾多不便。本文就化工儀表的腐蝕問題分析及處理進行了探討。

二、化工儀表的腐蝕的概念

1、腐蝕

指材料由于環境作用引起的破壞或變質；也預指人不在各種不良思想或行為等因素的影響下，使得自身的思想行為逐漸變質墮落。國際上腐蝕的定義是材料與周圍環境發生化學或電化學作用而引起的變質或破壞。

2、化工儀表的腐蝕

是指構成工業儀表的零部件的金屬或者非金屬材料，在物理、機械或化學因素的作用下引起侵蝕或者腐蝕的現象。本文主體內容為煤化工儀表的腐蝕。

三、化工儀表的主要腐蝕類型以及原因

1、化工儀表的主要腐蝕類型

化工儀表在生產過程中大多都采用傳感器和變送器這種貴重金屬作為檢測元件，使儀表的壽命有了一些提高，但這樣也增加了生產成本，影響了生產進度。腐蝕是指金屬與環境之間的物理、化學的相互作用，使金屬的性能發生變化，導致金屬或由金屬組成的部分技術體系的功能受損傷。化工儀表的腐蝕是指儀表或組成儀表的零件與周圍環境發生的化學、電化學、和物理作用引起的破壞現象。因此化工儀表的腐蝕類型有以下幾個方面。

（一）電化學腐蝕

電化學腐蝕是指金屬材料與電解質溶液結合時，發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化。大多數金屬的破壞都是由電化學腐蝕造成的，比如鋼鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中腐蝕的快，因為潮濕的空氣在鋼鐵表面形成了電解質溶液，它跟鋼鐵里的鐵和碳形成了原電池，鐵失去了電子就被氧化了。電化學腐蝕是化工生產中最普遍的一種腐蝕類型，在化工生產中，酸、堿、鹽酸、硫酸等都是常見的腐蝕性物品，不銹鋼遇到硫酸和鹽酸也會被腐蝕穿透。電化學腐蝕對化工儀表及其零件的危害是巨大的，它會在很短的時間內對化工儀表的表面和零件造成大面積腐蝕，并且由于腐蝕產生的沉積物使金屬表面變得粗糙，影響儀表的正常運行，對儀表的準確度和完整度造成威脅。

（二）化學腐蝕

化學腐蝕是指儀表材料與接觸到的高溫氣體或非電解質溶液發生氧化還原反應而被氧化損耗的腐蝕，化工廠里的氯氣和化工儀表里的鐵發生反應就生成了氯化亞鐵。

（三）物理腐蝕

物理腐蝕是金屬由于物理溶解或外在機械作用引起的對原金屬的破壞，比如用鐵器來放液態鋅，鐵器就會被腐蝕。在生產合成氨時，高壓閥芯就會受到侵蝕。儀表測量的介質黏度偏大時，會給金屬膜合的表面帶來聚合物，使儀表堵塞，測量時的就會產生偏差，影響準確度，并且清理起來比較困難，很容易使整個儀表失靈。

2、化工機械腐蝕的原因

（一）機械腐蝕的內在因素

金屬的防腐蝕能力和金屬材料的晶粒粗細程度呈反比，晶粒越粗，金屬的防腐蝕能力越差，例如鑄鐵的防腐蝕能力比不銹鋼的防腐蝕能力要差；在不同的環境下，不同的介質即化工機械所裝載的溶液，對于不同的金屬材料，腐蝕能力不一樣；零件的耐腐蝕能力也與其表面粗糙度有很密切的關系。粗糙度越高，越耐腐蝕。或者在零件表面鍍層，也可提高零件的耐腐蝕能力；還有一種叫應力腐蝕，其主要出現在設備結構的應力集中處，例如拐角、孔、縫隙等位置，在應力集中的位置，金屬腐蝕較快。

（二）機械腐蝕的外在因素

機械腐蝕的一個主要原因就是在化工生產中存在酸、堿、水、氧氣等各種腐蝕性氣體和液體，例如H2S、CO2、SO2；上述氣體和液體的種類、化學配比、濃度以及含氧的多少，水汽對腐蝕都有很大的影響；流體與氣體的壓力、溫度等影響化學反應速度的因素也對腐蝕有極其重要的影響；由于腐蝕具備的化學特點，外在流體或氣體的流動速度與腐蝕有很密切的聯系。流動越快，腐蝕速度越快。因為流動速度會對機械表面所形成的保護層造成沖擊，摩擦，造成機械設備的腐蝕，從而導致設備的失效；設備的外在應力以及零部件在加工過程、使用過程中所產生的殘余應力越大，零件的腐蝕程度越快。在加工過程中，包括車銑等過程中的變形抗力，以及熱處理，鍛壓等熱加工造成的組織應力。還有一部分是在使用過程產生壓力和扭矩等循環交變載荷造成的零件疲勞，這都會造成機械的腐蝕破裂。

四、化工儀器防腐措施

1、犧牲陽極保護法

碳素鋼的電化學腐蝕：若碳素鋼處于電解質溶液中（例如水）時會會形成微電池。組成碳素鋼的基本元素是鐵素體（Fe）與滲碳體（Fe，C），又由于鐵素體的電極電位相對比較低，故它能夠成為微電池的陽極，而滲碳體自然而然就是陰極。犧牲陽極保護法：在發生電化學腐蝕的過程中，兩極之間產生的電流為腐蝕電流。那么什么才是所謂的犧牲陽極保護法，即在被保護的金屬設備上連接一個電位更負（相對于被保護的金屬設備而言）的金屬（如剛鐵設備上連接的鋅等），使被保護的金屬設備發生陰極極化。一般情況下，碳素鋼作為犧牲陽極材料，因為組成碳素鋼的基本元素是鐵素體（Fe），同時在相關的表中也可以查到鐵是電位極低的標準材料。如果將擇鋁作為陽極，這樣就比較容易產生氧化膜，但是不會產生腐蝕電流。而其他一些材料的價格不菲，故將鋅作為陰極極化的材料比較劃算。

2、換熱器防腐涂料以及應用

CH-784防腐涂料屬于環氧氨基涂料，具有這樣一些特性：耐腐蝕性能好，耐大部分酸堿，耐水，耐溶劑，可承受的最高溫度可達200℃；同時這種漆膜的物理性能也較好，硬度大，表面較滑，粘附性較強，耐沖擊，耐摩擦。所以，與水中的不易溶解的物質之間的摩擦力小，所沉淀的物質又會被冷卻水沖走，不會粘附在管壁上。漆膜的防腐阻垢的作用很明顯，CH-784防腐涂料底漆面漆含有一定的金屬顏料，因此導熱系數大，漆層的厚度大致在80～250μm。漆層熱阻最大只會有1.66×104M2h℃/kcal，既不生銹也不結垢，同時還能夠增加水的流速，使換熱效果提高。因為水質的腐蝕，有很多工廠都開始使用不銹鋼、銅合金、鈦合金的換熱器，但是價格成本較高。在碳鋼的表面涂上防腐層，這樣成本僅為不銹鋼換熱器1/4～1/5，為鈦換熱器的1/11，使用年限可達到10年。若是為了保障金屬與環境之間的作用，那么就可以涂一層較薄的金屬涂層與無機涂層，這是除了犧牲鋅以外的又一種保護方法。在金屬的表面涂層（或稱鍍層）時，具體方法有：電鍍、，火焰噴涂、包鍍、熱浸以及蒸汽鍍。無機涂層具體方法有：噴涂、滲鍍、化學轉化等等。在噴涂后進場在高溫下烘烤。金屬涂層的變化性比較強，同時無機涂層也很脆弱，所以這兩種涂層都必須有完全隔離的作用，若是出現唯恐或者是其他一些問題，會發生電偶效應，會使金屬的局部發生快速腐蝕。2.3CH-784防腐涂料以及使用效果

CH-784防腐涂料試制的特征：CH-784防腐涂料屬于環氧胺基涂料，具有這樣一些特性：耐酸堿、耐油、耐水、耐溶劑、耐高溫、耐磨損、導熱性好，抗沖擊強，堅硬光滑，抗水蒸氣，附著行好。熱固化型可以承受的溫度可達到150℃～200℃，CH-784涂料屬于單包裝，因此施工簡單，加熱使其融化，就可以制成淡色漆。CH-784防腐涂料的成分是環氧樹脂。

施工工藝要求：設備噴砂可以除銹、除油，同時也可露出金屬原有顏色。涂層厚度——換熱器的屠城要達到要求，即不僅達到防腐蝕的目，還要滿足多熱的要求，因此涂層一般為80～250μm。

五、結束語

總之，化工儀表的腐蝕問題是化工企業急需解決的問題，因此，需要科技人員的不斷研究和開發，提高化工儀表的防腐蝕能力，加強隔離防腐能力，而對其提出的措施，有待在以后實際生產中得到更深層次的完善。

參考文獻：

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