工业腐蚀的基本原理

工业腐蚀的基本原理及相应的预防措施（化工安全导论论文）姓名:班级:姓名:【摘要】随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。【实例】中新社北京二月二十六日电（记者王彤）中国工业防腐蚀技术专家今天介绍说，随着中国工业的快速发展，中国因腐蚀所造成的经济损失巨大。据统计，二00八年因为腐蚀造成的损失高达一点二万亿至二万亿元人民币。腐蚀可消耗大量资源，并可能导致自然环境污染和生态环境的破坏。因此专家建议，应当加快中国防腐控制技术的发展和推广利用，依靠科技保障设施安全生产、延长设施生产周期、保护环境和资源。据介绍，目前中国的防腐蚀行业每年至少可以挽回百分之三十的腐蚀损失，防腐蚀产业规模巨大，已成为实现绿色经济的重要产业。为推进中国防腐产业的发展，以“绿色防腐，科技防腐”为主题的第四届中国国际腐蚀控制大会暨展览将于四月初在中国安徽省萧县举办。现已邀请到美、德、法、荷兰、意大利、日本等多个国家的代表和技术协会参会。【关键词】化工设备；工业腐蚀；腐蚀；防腐蚀随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保证。腐蚀破坏到处可见，腐蚀事故频频发生，这除了因腐蚀本身所具有的自发性质外，很大程度上是因为人们对腐蚀的危害性估计不足，对腐蚀防护的重要意义认识不深，对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识，没有采取防腐蚀措施、或采取的防腐蚀措施不当所致。（一）腐蚀原理及分类腐蚀：材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。金属腐蚀金属腐蚀主要是电化学腐蚀和化学腐蚀。1•化学腐蚀：化学腐蚀是指容器金属与周围介质直接发生化学反应而引起的金属腐蚀。这类腐蚀主要包括金属在干燥或高温气体中的腐蚀以及在非电解质溶液中的腐蚀。典型的化学腐蚀有高温氧化、高温硫化、钢的渗碳与脱碳、氢腐蚀等。高温氧化。指金属在高温下与介质或周围环境中的氧作用而形成金属氧化物的过程。高温硫化。指金属在高温下与含硫介质（如硫蒸气、硫化氢、二氧化碳）作用生成硫化物的过程。钢的渗碳与脱碳。高温下某些碳化物（如CO和烃类）与钢铁接触时发生分解生成游离碳渗入钢内生成碳化物称渗碳，它降低了钢材的任性。氢腐蚀。指钢受到高温高压氢的作用引起组分的化学变化，使钢材的强度和塑性下降，断口呈脆性断裂的现象。2.电化学腐蚀：容器金属在电解质中，有电化学反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀。电化学腐蚀中既有电子的得失，又有电流形成。电化学反应是指一个反应过程可以分为两个或更多的氧化和还原反应。电化学腐蚀是微电池的存在造成微电池腐蚀，是金属腐蚀的主要原因。非金属腐蚀绝大多数非金属材料是非电导体，所以和金属材料不同，非金属材料的腐蚀主要是化学和物理的作用，而不是电化学腐蚀。当非金属材料表面和介质接触后，溶液（或氢气）会逐渐扩散到材料内部，表面和内部都可能产生一系列变化。橡胶和塑料受溶剂作用后可能全部或部分溶解或溶胀；溶液浸入材料内部后可引起溶胀或增重，表面可能起泡、变粗糙、变色或失去透明，内部也可能变色；高分子有机物受化学介质作用可能分解，受热也可能分解。非金属材料通常由几种物质组成。例如塑料中除合成树脂外，还有填料（如玻璃纤维、石英粉、石墨粉）、增塑剂、硬化剂等。这些物质的耐蚀性并不完全相同，在腐蚀环境中有时一种或几种成分有选择性地溶出或变质破坏，整个材料也就被破坏了。在氢氟酸中，玻璃纤维或其他硅质填料被腐蚀，材料也就解体。这是非金属材料的选择性腐蚀。3•非金属也会产生应力腐蚀破坏。例如聚乙烯、有机玻璃、不透性石墨在化学介质和应力的同时作用下会破裂。金属腐蚀和非金属腐蚀的特点类型腐蚀原理腐蚀状况主要特征金属化学腐蚀，电化学腐蚀表面腐蚀失重非金属化学腐蚀，物理腐蚀表面腐蚀，内部腐蚀，选择性腐蚀物理、力学性能变化或外形的破坏（二）腐蚀的危害与控制腐蚀的意义腐蚀遍及国名经济的各个领域，从日常生活到工农业生产，从普通技术到尖

端科学，都存在腐蚀问题。由于腐蚀，大量材料变成废料（每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%,其中2/3可回收，其余完全变为废物），设备失效，甚至造成灾难性事故。2010年1月26日，世界钢铁协会25日公布了09年世界粗钢总产量为12亿1972万吨，其中约3.6亿吨因锈蚀将报废，且其中1.2亿吨将彻底变为不可回收的废物。按09年全年均价4500元/吨计算，损失5400亿元。我国2000年用Hoar法调查结果300（电力、石油、煤）172.1（公路、桥梁、铁路）1000512.43（火车、汽车）303.92288.3直接腐蚀损失（亿元）总计可达5000直接腐蚀损失（亿元）总计可达5000亿，占当时国民经济生产总值的5%。如考虑间接损失，腐蚀造成的损失是巨大的，它是材料设施的“癌症”但是通过采取科学的措施，腐蚀也是可以控制、减轻的，一般可降低25~30%。（三）化工设备的防腐蚀措施目前的防腐技术主要有：开发耐蚀材料，表面防蚀技术，缓蚀技术，电化学保护等。开发耐蚀材料耐蚀材料的开发研究是防腐蚀技术进步的突破口，人类各个时期的技术进步无不与其息息相关。耐蚀材料主要分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料。金属及合金材料是结构材料中的主体，其中钢铁占据主要地位，但是，钢铁的耐蚀性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金属材料的开发和应用发展迅速，在一定程度上解决了局部腐蚀及特殊环境下的腐蚀问题。如含钼高的耐蚀合金，双相不锈钢，高纯铁素体不锈钢，镍基合金，低合金钢，钛及钛合。耐蚀非金属材料目前国内外耐蚀非金属材料在化工生产中应用非常广泛。非金属材料具有优良的耐蚀性能，而机械性能可以通过增强等途径来弥补，在某些领域已有发展为取代钢材的趋势。现在正在开发的如：耐蚀塑料，玻璃钢，石墨，搪玻璃，工程陶瓷电化学保护1.阴极保护：腐蚀不强烈的场合，如土壤、海水、盐类溶液，不能用于强酸、碱介质中的保护。2•阳极保护：适用于碳钢、不锈钢等设备对盐溶液、强腐蚀性介质的保护。不能钝化的金属不得选用。3•护屏保护：适用于海水、土壤及盐溶液对设备重要部件的保护。不适用于强腐蚀介质中对碳钢的保护。4•阴极保护与涂料联合法：地下管道、油罐防腐。广泛用于石油、天然气地下管道和油罐保护。缓蚀剂保护1•缓蚀剂单独保护：各种酸类介质都有特定的物质作缓蚀剂，可用于酸洗、油井防腐除垢等场合。适合特殊的场合，不适合温度较高的场合。2•缓蚀剂与阴极保护联合保护法：应用与特殊的场合防酸腐蚀。适用于31%工业盐酸等介质中。3•水质稳定处理：具备防腐蚀防结垢的特性，适用于工业循环水处理。金属表面覆盖层保护在现有的防腐蚀手段中，表面耐蚀涂层和金属表面技术的费用占所有防腐蚀费用的87%左右。1•电镀：适合于防锈、装饰与某些介质中防腐蚀。不适合于强腐蚀介质中。2•喷镀：防大气、海水和某些盐类介质腐蚀。表面必须用涂料封闭。3•热浸镀：适合与防腐蚀。常用于包装容器、食品包装等。4•金属搪焊层：适用于强腐蚀介质的防护，以搪铅为代表，常用与复合衬里的底层。多为非金属覆盖层代替。5•金属衬里层：最常用的有衬铅，衬不锈钢，可节约有色金属与合金。衬不锈钢应用逐渐广泛。6•无机涂层和搪瓷涂层：涂层强度高，密封性好，但不抗冲击，易破损，可耐多种介质腐蚀。具有传热作用，是重要的化工设备，不适应复杂设备搪瓷。7•搪玻璃层：用玻璃吹制贴衬设备表面，与搪瓷具有同样作用。可用于管道内壁防腐蚀。8•胶泥防护层：以合成树脂胶泥为主，若加鳞片玻璃填料效果更好，可降低防腐蚀施工成本。目前国内处于推广阶段。防腐蚀涂料：适用于大气、海水、土壤、和腐蚀性不强烈场所。不适用于强腐蚀介质中。防腐蚀涂料与阴极保护并用：适用于地下管道、油罐、含硫污水罐防腐蚀。目前国内已推广应用，多用于自来水管、油管、地下管道、油罐。砖板衬里：适用于各种介质防腐蚀，石墨衬里还具有耐腐蚀导热性能。适应性最强的防腐方法。橡胶衬里：适用很广，工艺成熟，可用于强腐蚀介质。今后应广泛用合成橡胶常温硫化衬里，适用于大型设备，现场施工方便。衬玻璃钢：树脂以环氧、聚酯、酚醛、咲喃四类为主，可在强腐蚀介质中应用。目前应用最多，适用较广。塑料衬里：可用于多种设备衬里，品种不断增加，可用于强腐蚀介质中。分为软塑和硬塑、酚醛、石棉塑料衬里。塑料喷涂层：乙烯、四氟、环氧、聚酯粉末喷涂，适用于强腐蚀介质。施工难度大，造价高，现已在各工业领域中应用。（四）结语总之，在设计、操作、管理等方面，都要考虑到腐蚀的破坏。只有不断地总结经验，尤其是广泛采用防腐方面的新经验、新方法，加强对腐蚀的认识，才能逐步找到有效而又经济的防腐措施，保证