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[原创] 设备腐蚀控制措施

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张作华

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 09-20

设备腐蚀控制措施

赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主张作华

设备在企业生产及运行中具有关键性的核心作用，被认为是企业安全运行，循环发展的“血管”。一旦布满企业的“血管”出现问题，将会导致企业停工停产，甚至给企业造成安全威胁和经济损失。据统计，世界上每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%-40%，而10%则因腐蚀散失掉，无法回收。在我国设备腐蚀非常严重，每一个石油化工企业每年的大修、更新维修费用的80%以上是用于因腐蚀而报废的设备、管道及金属（非金属）的结构更新和维护上。因此设备腐蚀造成的损失是惊人的，设备腐蚀越来越被人们所关注，对于设备腐蚀控制措施也越来越成熟，最大程度的保证了设备的使用寿命和安全运行。

设备防腐蚀的措施总体来说，有两大类：一是正确的选择防腐蚀材料和其他防腐蚀措施；二是选择合理的工艺操作及设备结构。严格遵守生产的工艺流程，可以消除不应当发生的腐蚀现象，而即使采用良好的耐腐蚀材料操作上如果不符合规程，也会引起严重的腐蚀。设备腐蚀控制措施，归纳现有的成熟方法大致有以下一些方法：
1.正确的材料选择及设计。各种材料在不同环境中的腐蚀速率不一样，制造设备时设计人员应该选择哪些腐蚀速率低，价格便宜，物理力学性能能够满足要求的材料，获得经济价值和使用寿命比较好的理想效果。
2.调整局部环境，改善腐蚀程度。如果能够消除环境对腐蚀引起的各种条件因素，腐蚀就会终止或者减缓；但是这种环境因素是无法消除和控制的，如大气和土壤中的水分，海水中的氧，一些化工生产流程也不可以随意改变。即使如此，一些小范围的局部环境还是可以进行调整的，如锅炉进水可以预先除氧，空气进入密闭空间前预先去除水分，就可以减少氧或者水分等腐蚀产生因素导致的设备金属的腐蚀发生。又如为防止冷凝水对换热器造成的结垢和穿孔，可以在水里面加入酸或者碱调节PH值，使得冷凝水接近中性，减少腐蚀的发生。因此，在不影响产品和工艺的前提下，改变或者调整小范围局部环境达到控制或者减缓腐蚀发生的目的和效果，另外在生产工艺中尽量选择缓和的中性的介质来替代强腐蚀介质，改善腐蚀环境，弱化腐蚀条件。
3.添加缓蚀剂。缓蚀剂的加入可以有效的控制腐蚀发生，最起码可以大大减缓金属的腐蚀速度。缓蚀剂有三种：无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和气相缓蚀剂，它们的缓蚀原理也不一样。无机缓蚀剂一类是促进阳极极化，形成保护膜；还有一类就是阴极反应形成不溶性氢氧化物覆盖在阴极表面，阻止氧扩散到阴极；还有就是阻滞阳极和阴极的混合型缓蚀剂。有机缓蚀剂通过吸附于金属表面，阻止阳极和阴极反应的发生。气相缓蚀剂具有很高的挥发性物质，其挥发性气体被大气中的水分解出有效的缓蚀基团，吸附于设备金属表面，达到减缓腐蚀的目的。此种缓蚀剂是吸附型挥发性固体材料，被保护设备金属不需要除锈处理，例如国外应用较好的案列就是储罐底板背面（与混凝土基础接触面）气相缓蚀剂腐蚀控制措施（目前这项技术国内依然是一块空白）。
4.采用阴极保护控制设备腐蚀。阴极保护主要是依靠外加直流电流或者牺牲阳极的措施使得金属设备成为阴极区，从而消除腐蚀发生。其具体的实施必须由专业技术人员完成，因为对于阴极保护系统涉及到所需保护电流，环境变化，电的屏蔽，运行及维护成本，保护寿命，杂散电流，环境温度，牺牲阳极材料及外加电流阳极等诸多专业性因素。一套良好的阴极保护系统可以有效的控制设备腐蚀的发生，能够保证设备的正常运行，最大限度的延长了设备的使用寿命。
5.采用阳极保护控制设备腐蚀。如果设备作为阳极，通入电流后，会加速腐蚀速度，并且腐蚀电流随着阳极化而增大；但是对于可以钝化的金属则当电位随着电流上升，达到至钝电位后，腐蚀电流就会急速下降，甚至可以下降几万倍，以后随电位上升，电流不变，直到钝区为止，腐蚀速率就会处于最低值，因此设备腐蚀得以控制或者减慢。
6.改变制作设备金属的材料成分。设备金属基体中加入能够促进钝化的合金成分，就可以得到优良的耐蚀材料，如钢铁中加入12%以上的铬就是不锈钢，铬钢种加入镍，就可以提高钝化性能，钢铁中加入14%的硅就能够得到耐酸性能优良的高硅铁等等。这种“添材”的耐腐蚀措施在设备制造中非常广泛。

7.对设备金属进行表面处理。将设备金属进行钝化处理，表面形成密实稳定的钝化膜，极大的提高了金属的耐蚀性能。其他的如磷化、发黑、发蓝都是使用表面处理的方法提高金属的抗蚀能力。
8.电镀及包覆层防腐蚀措施。采用电镀工艺将更耐蚀金属成为设备金属表面防腐蚀镀层，另外还可以采用热浸镀、火焰喷镀、及达克罗及整体金属薄板包镀的方法来控制设备腐蚀发生，延长设备使用寿命。
9.防腐涂层涂覆。用有机防腐涂料或者树脂涂覆于设备表面，形成物理隔离，杜绝腐蚀介质进入设备金属表面。这是最为广泛和常见的腐蚀控制手段，而且施工方法简单，可以让设备防腐的同时还具有各种各样的色彩，施工简单，造价不高，还适应标准化6S管理。
10.设备防腐蚀衬里。对于强腐蚀介质如“三酸二碱”等，设备内部使用衬里的方法来控制腐蚀的发生或者延缓腐蚀速率，如设备内壁的树脂玻璃钢衬里、橡胶衬里、塑料衬里、搪瓷、搪铅等。这些衬里措施制作的防腐层具有耐蚀性强，耐蚀时间久，耐磨耐温等优异的特点，可以有效的保护设备内壁不被强介质腐蚀，是酸碱反应和储存设备最重要的腐蚀控制措施。

设备腐蚀控制措施除了以上方法外，运行中的维护保养尤为重要，定期的维保可以降低防腐蚀成本，延长设备使用寿命。据研究表明：如果设备维护保养得当，可以有效降低腐蚀程度的50%甚至更高。良好的维护保养包括定期的清洁设备表面，去除污垢和灰尘，腐蚀性物质，对设备进行涂层检查和修复，确保涂层完整性，控制好设备所处的环境湿度及温度，避免过高的湿度和极端的温度，及时处理设备表面小损伤和划痕，控制腐蚀由此部位开始蔓延就可以大大降低设备腐蚀速率和腐蚀程度，延长设备运行的生命周期。

设备腐蚀控制措施随着防腐蚀技术的进步也在日新月异，一些前沿的设备防腐蚀技术可为设备提供超长的使用寿命，大大的节约了设备运行成本，提高了设备的使用周期和效益。目前如高速激光熔覆技术、热塑型防腐涂层技术、高分子复合材料防腐蚀技术、智能防腐蚀系统、树枝状大分子防腐蚀材料、表面电化学钝化及专用防护技术、纳米涂层防护技术等等已经在大型的重要领域的设备上使用，而且显示出强大的生命力。设备腐蚀控制措施作为工业重防腐的重要组成部分已经被防腐界重点关注，笔者认为设备腐蚀控制措施和前沿防腐蚀技术完全可以延伸应用至其他重防腐领域，并赋予很好的经济价值和社会价值。

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