设备腐蚀与防护综述(一)
一、引言
二、腐蚀的涵义 腐蚀的涵义有多种表述。 (1)一种通俗的含义:腐蚀就是金属材料在一般情况 下,其外表受到氧化后的一种性能衰竭现象。 (2)比较严格的定义:金属物质表面因发生化学或电 化学反应而受到破坏的现象。 (3)还有一种广义的解释:物质在大气环境中或不同 介质中,受到氧化以及温度、湿度等作用与影响而产生的 性能劣化,包括金属的腐蚀、竹木制品的腐蚀和有机化合
设备和设施的绝大部分零件或构件都是由各种金属材
料加工制作的。而多种金属材料在空气、水和各种介质中 均会产生不同程度的腐蚀现象,致使零件失效,引发设备 故障或事故,造成严重后果。所以.设备的腐蚀及其防护 问题日益受到工程技术人员和科研人员的高度重视。 腐蚀现象由来己久,随着工业化的发展这个问题愈加 突出。而且超出工程技术和企业管理关注的范畴,成为严
发现的腐蚀现象要进行分析与评价,确定腐蚀的程度(如
容器、管道的壁厚测定)和应采取的措施。如可以利用一 种有效的监测腐蚀的方法,即电子化学阻断光谱技术。它
可以测定金属腐蚀发展的速度,帮助作出故障评定。
(4)要针对装置使用年限和腐蚀程度适时安排设备改 造或更新。一些企业的老装置已使用多年,虽经检测与修
复,腐蚀部位得到恢复与补偿,但总体上讲它在设计(如 结构与材质的选择)和制造(如加工技术)等方面是相对 落后的,修修补补不能彻底改善装置的性能。这时有关部
同合金成分的不锈钢。如防止NaScN腐蚀时。应选用超低铁 不锈钢00crl7Nil4M02。 B.钛及钛合金。耐蚀性强,且有较好的钝化性,能迅 速修复受损的保护性氧化膜。钛材能抵抗多种化学介质的 腐蚀。包括盐酸和次氯酸、浓度98%的硝酸以及溴溶液等。 此外,钛材不易结垢,具有较好的换热性。但钛材价格较 高,工业纯钛的价格约为不锈钢的5—6倍,然而因其密度较
④精心施工。这包括对材料质量的严格检验(如不同
牌号钢材的成分确定以及有无缺陷)和施工时每道工序的
小(钛密度为4.5l加m,,不锈钢密度为7.93咖m尊,故实际
费用约为不锈钢的2倍多,可以适情选用。
仔细操作(如对装置制造后期的涂漆等)。
据报章介绍,1909年由德国建造的兰州黄河大桥“中 山桥”,虽经103年的岁月与17次维修,至今钢体结构以及
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①腐蚀材料的选择。根据容器接触介质的腐蚀特性, A.各种牌号的不锈钢。抵御不同腐蚀性介质要选用不 目前,钛材选用增多,现特提出以下注意事项。a.禁止 今仍光亮如新。 (未完待续)
收工序。防腐性能优良,价格仅为不锈钢的l/2一l/3。又如
莱芜钢铁公司热电厂应用聚脲弹性体(sPuA)喷涂技术对 锅炉的管路、阀门和补偿器等装置进行防腐处理,效果良
燃易爆。所以这些企业的设施容易腐蚀,同时存在较大的
2012年05月l中国墁备工程
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危险性,防护腐蚀足非常重要的。
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常检查与及时维护,而是要贯穿整个设备寿命周期,要在
接触以下介质:发烟硝酸、干氯气和液氧;b.防止接触氢 气。在高温(≥250℃)状态下,钛材吸氢变脆;c.控制工 作温度。在空气中作为结构件,其适用温度≤426℃;非结 构件,最高使用温度≤538℃。在腐蚀性介质中,有不同的 温度限制。如在氯碱工业中一般使用温度≤140℃;d.防止 与钢铁材质长时问接触被“污染”而更易吸氢。组装钛材 零件时.对钢质工具要使用铜垫片。
(2)冶金行业。这类企业不仅也有较多可燃气体的管 道,而且还有各种冶炼炉、加热炉。炉体、炉壳的工作温度 较高不仅容易锈蚀,而且冶炼的钢水、铁水均有2 000℃左 右.绝不允许外溢、外泄发生。此外轧钢作业时还需喷洒冷
设备设计、制造、安装、运转、维护、修理、改造各个环
节采取措施。同时,防腐工作不仅要应用先进的技术手段, 还应更重视腐蚀防护的管理工作,包括理念、制度、计划 等诸多方面。 1.腐蚀防护的管理工作 (1)企业经营者和生产组织者要充分认识腐蚀防护工
重影响人们健康与生命以及企业、国家财产的社会问题。
据一些国家的经济部门统计分析:全球因腐蚀而报废的金 属量已超过总产量的30%;因腐蚀造成的经济损失约占国民 生产总值的3%一5%。不仅如此,近30年来世界许多国家因 工业设备、设施腐蚀引起的事故。已形成巨大的社会灾难。 如1983年,西班牙奥图埃利亚地区的一个学校的地下煤气 管道,因年久失修发生锈蚀泄漏,引起爆炸.致使53人死 亡。其中包括50名儿童;1984年12月,印度博帕尔市一家 农药厂因管道腐蚀泄漏引发爆炸,剧毒气体笼罩整个城市, 致使3 0【)o余人死亡.18万人受到伤害;1992年,墨西哥瓜 达拉哈拉市一家石化工厂,汽油管道腐蚀泄漏引起爆炸,
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性分析。确保防腐措施的可靠性。企业规划、设备、生产
等部门要针对产品原料以及添加剂的性能,选择先进、适 用的防腐装置,特别要对其材料、质量和防腐寿命进行严 格考察。此外,对重要防腐装置的设计、制造和装配过程 实施监理。 (3)设备管理部门要有计划地开展装置腐蚀状况的检 查与评估。对设备可能发生腐蚀的部位要纳入点检“五定” (定部位、定周期、定手段、定标准、定责任人)管理,对
我刊已被评为《中国学术期刊(光盘版)检索与评价数据规范》执行优秀期刊,因此以后我们将认真贯 A T—c D B/T 1—1 9 9 8)。稿件中的文字和插图分别以word格式和AutocAD格 式发送至本刊邮箱,一般不宜超过4000字。为使作者的稿件得以及时刊出,请投稿时按照此规范要求清 楚写明以下各项,具体格式及符号请参照本刊文章。(1)题名中英文。一般不超过2 0个汉字,可加副 题名。(2)作者及其工作单位中英文。包括单位全称、详细地址及邮编。(3)摘要中英文。1 o o一3 o 0 个汉字。(4)关键词中英文3~8个。(s)对文、图、表的英文缩略词和英文单词须做中文注解。(6)基金 项目。(7)参考文献包括主要责任者、文献题名及版本(初版省略)、文献类型及载体类型标识、出版地、出 版者、出版年、文献出处或电子文献(数据库D B、计算机程序c P、电子公告E B)的可获得地址、文献 起止页码、文献标准编号(标准号、专利号等)。(8)参考文献类型及其标识(专著一M、论文集一c、报纸 文章一N、期刊文章一l、学位论文一D、报告一R、标准一s、专刊一P。专著和论文集的析出文献一 A,其他来说明的文献一z)。(9)电话。(10)作者简介。包括姓名(出生年一)、性别、民族(汉族省略)、籍 贯、职称、学位、简历等。 打印稿宜选用四号(图表中字体宜小五号)字及以上字体,并留适当行距;手写稿及图表中字迹应清
来讲重点是注意汽车的维护,防止机件和车体外壳的锈蚀。
(4)公用设施。这个领域范畴也很广,包括桥梁、城
市地下各种管道、输电塔杆、铁(公)路附属设施等。它
们的运行环境也很差,需要加强维护与保养。 除上述方面外,各行业均有一些设备、设施可能受到 腐蚀破坏,只是程度略小。据美国国家工程腐蚀协会2002 年的调查资料显示:燃气、自来水、电力和通信的传输管 道与设施受腐蚀最严重。约占全部腐蚀损失的34%;其次是 运输行业。其腐蚀损失约占21.5%;第三位是公用基础设施 (包括桥梁、公路、机场等)。损失占16.4%;最后是工业制 造业(包括炼油厂、化工厂、钢铁厂、制药厂、造纸厂 等),损失占12.8%。 2.腐蚀对设备破坏的主要形式 设备零件的腐蚀是一个随时问推移和环境变化而逐渐 发展的失效破坏过程,也足一种故障隐患逐步形成的过程。 在工业企业设备运行中,腐蚀可能导致以下故障或事故发 生。 (1)零件长时间锈蚀.锈层逐渐由表皮延伸至材质内 部。可能造成零件断裂。
好。sPUA涂料为环保产品,且施工工艺简单、固化速度快
(1min即可),可适应一50℃一180℃温度,不粉化。
②制造厂设计机器、设施时,应注意使易腐蚀部位结
构合理,不积水、积尘,容易清扫保洁。 ③在加工装配时.对于易腐蚀零件应实施阴极保护或 阳极保护,避免产生电化学反应。另外,在生产流程中加 强对介质的处理与改进工艺,尽量减少腐蚀的可能。
却水,容易促使机器锈蚀。
(3)运输行业。这个领域范围较宽,包跨火车、轮船、
飞机、汽车等。它们都是在露天条件下工作,要经历风雨、
砂尘、海水以及气温等不利的环境的影响。对于多数企业
作的重要性。一般企业领导者均认为保证装置的正常运转 足设备部门的职责,防止设备腐蚀是工程技术人员的工作。
这种认识是片面的、肤浅的,设备腐蚀关系到生产安全和 经济效益。 对于许多行业其生产流程中各种容器和管道较多。其 中储存和输送的原料与成品多为具有腐蚀性的易燃物。所 以。这些装置一旦因腐蚀而泄漏就可能引发火灾乃至爆炸 等重大安全事故,这样的事例屡见不鲜。 其次,设备腐蚀造成较大故障就必须停产检修和更换 备件,腐蚀严重的甚至要更新成套装置,这会给企业带来 较大生产损失,增加运行成本。 所以企业领导者一定要从多方面采取措施加以防范。 更重要的是要转变观念。变被动应付为主动预防、科学防 治。 (2)在进行设备规划和配置时,要认真实施技术可行
物(塑料、橡胶)的老化。 (4)还有学者认为:腐蚀与摩擦两种现象是共存的,
把腐蚀环境中摩擦表面出现的材料流失现象称为磨蚀。 总的来讲,人们普遍认为腐蚀就是一种化学和电化学 现象。不过金属材料氧化后生成的氧化层,其物理性质不
同。有的金属(如AL、Ti等)其表层在氧化后有较强的钝
化性,所以表现出的腐蚀破坏程度有很大差别。一般来讲, 常用的铁质材料腐蚀造成的破坏较为严重,是腐蚀防护研 究工作的重点。 三、腐蚀的多发领域与破坏形式 1.腐蚀的多发领域 腐蚀普遍存在于人类活动的各个场所和多种材料上, 但在分布上有很大的不均衡。在一些行业与地域表现尤甚, 应是防护的重点。一般来讲,以下行业或领域设备腐蚀问 题较多、后果较重。 (1)石油化工行业。这类企业各种反应罐和容器、管 道比较多,而且其生产的原料与成品带有腐蚀性。并且易