無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響

徐文眾

摘 要：無機化工生產(chǎn)是一個復雜的過程，在生產(chǎn)當中由于各種設(shè)備材料的性質(zhì)不同以及生產(chǎn)時溫度、壓力等條件的變化，都會引起設(shè)備發(fā)生腐蝕問題。本文詳細介紹了無機化工生產(chǎn)時不同設(shè)備材料發(fā)生的腐蝕情況，通過對腐蝕情況的分析，科學、合理的選擇生產(chǎn)材料，提高生產(chǎn)設(shè)備的耐腐蝕性，保障無機化工生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：無機化工；腐蝕性；材料；選擇；影響

目前，無機化工生產(chǎn)過程中介質(zhì)對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕問題日益突出，嚴重影響了無機化工產(chǎn)業(yè)的正常生產(chǎn)，甚至造成了嚴重的安全事故，不利于無機化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，必須加強對腐蝕性的分析和研究，根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝，選擇不同的防腐材料，以實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。

1 無機化工生產(chǎn)過程中發(fā)生的腐蝕情況分析

目前在無機化工生產(chǎn)過程中，由于介質(zhì)條件的不同以及使用的溶液大多數(shù)為腐蝕性極強的多元混合溶液，在流速、濃度、溫度以及壓力等不同條件的共同作用下，生產(chǎn)設(shè)備極易發(fā)生腐蝕問題，并且不同的耐腐蝕材料形成的腐蝕類型也不相同，主要分為均勻腐蝕、石墨化腐蝕以及磨損腐蝕，具體如下：

1.1 均勻腐蝕 均勻腐蝕是電化學腐蝕的基本形態(tài)，也是無機化工生產(chǎn)設(shè)備最為常見的一種腐蝕形態(tài)。均勻腐蝕主要是完全暴露在介質(zhì)的表面并進行均勻腐蝕，導致金屬均勻變薄，重量逐漸變輕，直至最后出現(xiàn)破壞性結(jié)構(gòu)。

1.2 石墨化腐蝕 石墨化腐蝕主要發(fā)生在鑄鐵生產(chǎn)過程中，石墨以網(wǎng)狀形態(tài)存在于鐵素體內(nèi)，在鹽水、礦物質(zhì)水、稀釋酸性水以及酸性溶液等介質(zhì)中，鐵素體發(fā)生選擇性腐蝕。石墨化腐蝕會增加整個設(shè)備的重量，受到外界自然環(huán)境的作用下外部鐵銹發(fā)生脫落現(xiàn)象，對設(shè)備產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。

1.3 磨損腐蝕 磨損腐蝕的發(fā)生主要是因為金屬表面和腐蝕流體之間的相對運動，加速金屬的破壞，其是腐蝕、磨損、化學作用以及機械作用共同或交替進行的結(jié)果。磨損腐蝕會使整個結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生細小的裂縫和孔洞，相較于單一的腐蝕過程此種腐蝕程度更為激烈。

2 不同類型的材料在無機化工生產(chǎn)中的使用

上述幾種腐蝕形式在無機化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)生，并且對生產(chǎn)產(chǎn)生了極大的影響，因此，化工行業(yè)有必要針對現(xiàn)存的腐蝕問題，加快鈦材料、不銹鋼材料、非金屬材料以及各種防腐技術(shù)的引用和研發(fā)。

2.1 鈦材料在無機化工生產(chǎn)中的應用

鈦是輕金屬并且容易和氧、氫、氮、碳等元素發(fā)生反應形成穩(wěn)定的化合物，具有質(zhì)輕、高強度等優(yōu)勢，已在國外化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。鈦的平衡電位E=-1.63v（SCE）表明鈦的化學性質(zhì)很活潑，但鈦具有較強的自鈍能力并且穩(wěn)定性較高，在受到機械損傷后具有快速的自修復能力，尤其是在含有強烈破壞鈍化膜的CI-溶液中也表現(xiàn)出較好的抗點蝕能力。因此，鈦材料具有的優(yōu)良性能使之在無機化工生產(chǎn)設(shè)備中得到了廣泛的使用，與以往使用碳鋼制作的冷凝器設(shè)備相比，鈦材設(shè)備使用的壽命可長達10年以上，具有顯著的優(yōu)勢。此外，閥門是無機化工生產(chǎn)的重要的裝置，主要有截止閥、閘閥、漿液閥、球閥以及旋塞等，使用的材質(zhì)有不銹鋼、鈦以及鑄鐵。根據(jù)實際的使用情況分析數(shù)據(jù)顯示，膠膜閥和鑄鐵閥的使用壽命通常只有3個月，鑄鐵閥門中的鑄鐵材質(zhì)耐腐蝕性較低并且鑄鐵的重量較大，使化工生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)常發(fā)生泄漏問題，不利于無機化工的穩(wěn)定、有序生產(chǎn)。而鈦材質(zhì)的閥門表現(xiàn)出了較強的內(nèi)腐蝕性和防沖刷性能，使用壽命可達20年，提供了化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

近年來，鈦材料已應用在無機化工生產(chǎn)的技術(shù)改造及新裝置的制造中，例如無機化工生產(chǎn)使用的塔內(nèi)冷卻管、熱換器管或板、泵葉以及儀表等設(shè)備的重要部件。從目前鈦材料在化工生產(chǎn)設(shè)備中的應用情況來看，已相對成熟，由鈦材料制成的靜止設(shè)備或是傳動設(shè)備在腐蝕介質(zhì)或是腐蝕、沖刷兼有的介質(zhì)中都表現(xiàn)出了較長的使用壽命，為化工生產(chǎn)企業(yè)帶來了較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

2.2 不銹鋼材料在無機化工生產(chǎn)中的應用

2.2.1 奧氏體不銹鋼 不銹鋼材料在無機化工生產(chǎn)中的使用主要以奧氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼為主，其中奧氏體不銹鋼又以含有鉬的00MO5不銹鋼、高鎳鉬904L不銹鋼以及316L不銹鋼為主，00MO5不銹鋼具有優(yōu)良的抗孔蝕和縫隙腐蝕能力，主要用于塔設(shè)備冷卻管的制作，也可以用于接觸海水介質(zhì)的冷卻小管，但由于其標準不一致，限制了此種不銹鋼材料的使用和推廣；904L不銹鋼的鉻鎳及MO含量很高，具有比00MO5還高的耐全面腐蝕性，同時還具有抗點蝕能力及冷熱加工性能；316L不銹鋼主要在設(shè)備、管道以及儀表等上面使用。

2.2.2 雙相不銹鋼 雙相不銹鋼主要以3RE60和CD4MCU鑄造不銹鋼為主。我國將此種材料應用在蒸發(fā)、吸收等設(shè)備的重要部位，雙相不銹鋼具有較好的抗晶間腐蝕的能力，其耐氯化物應力腐蝕性能只有在低應力下才會凸顯優(yōu)越性。

2.3 非金屬材料在無機化工生產(chǎn)中的應用

2.3.1 工程塑料 耐蝕塑料主要分為熱塑性與熱固性兩類，其中熱塑性塑料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、氯化聚醚、聚苯硫醚等，這些熱塑性塑料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能；熱固性的樹脂包括樹脂有環(huán)氧、酚醛、聚酯、呋喃四大類，由于這些材料的剛度與強度較差，在用于化工設(shè)備的制造時需通過纖維來增強其剛度和強度。耐蝕塑料主要用于管道、通用設(shè)備、槽罐、熱換器、泵、閥等化工設(shè)備的制造中。

2.3.2 玻璃鋼 玻璃鋼是一種纖維增強高分子材料，經(jīng)合成樹脂為粘合劑并以玻璃纖維為增強材料的新型復合結(jié)構(gòu)材料，具有高強、輕質(zhì)、耐蝕以及優(yōu)良的耐熱性能。耐蝕玻璃鋼制品主要有儲罐、槽車、耐蝕風機以及管道等，另外玻璃鋼還可以替代鋼結(jié)構(gòu)制作設(shè)備平臺、梯子、電纜橋架等，雖然一次性的投入成本較大，但能夠有效節(jié)約采用鋼結(jié)構(gòu)帶來的周期性防腐費用。需要注意的是選用玻璃鋼時要對粘合劑品種及其配制進行分析，以保障玻璃鋼的耐腐蝕性能。

3 結(jié)束語

通過本文上述內(nèi)容的分析，我們可以看出腐蝕問題是無機化工生產(chǎn)過程中需要重點解決的問題。在科學技術(shù)不斷進步的今天，化工行業(yè)應加快防腐材料和技術(shù)的研發(fā)和使用，提高化工生產(chǎn)設(shè)備的防腐蝕性能，有效保障化工生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定，促進化工行業(yè)的健康發(fā)展。

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