化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境惡劣,化工機(jī)械在生產(chǎn)工作中經(jīng)常接觸一些強(qiáng)腐蝕性的化工用品,會(huì)導(dǎo)致化工機(jī)械設(shè)備腐蝕破壞,導(dǎo)致生產(chǎn)工作無法繼續(xù)進(jìn)行,給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失,機(jī)械腐蝕出現(xiàn)滲漏還會(huì)對(duì)生產(chǎn)工人人身安全造成威脅。目前的防腐技術(shù)主要有:開發(fā)耐蝕材料,表面防蝕技術(shù),緩蝕技術(shù),電化學(xué)保護(hù)等。
1 開發(fā)耐蝕材料
用來制造通用機(jī)械設(shè)備的材料大部分是普通的碳素鋼,其特點(diǎn)在于價(jià)格低廉,供應(yīng)方便,容加工。在普通的條件下使用,腐蝕對(duì)其的危害并不大,但是如果是使用在化工行業(yè)這種高濃度腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境下,因?yàn)槠涞目垢g能力差,就很容易遭受腐蝕的破壞。如常用的Q235鋼材,其在酸氣、鹽霧介質(zhì)中的腐蝕速度高達(dá)0.5~1.0mm/a,各個(gè)企業(yè)都會(huì)定期的對(duì)設(shè)備構(gòu)件進(jìn)行防腐涂漆,但只要漆膜出現(xiàn)劃痕或者局部的脫落,就會(huì)立即產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕并不斷的擴(kuò)展,從而導(dǎo)致其使用壽命大大降低,因此化工企業(yè)不宜采用這類鋼材做為機(jī)械設(shè)備的原材料。而應(yīng)該選用耐腐蝕鋼如16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金鋼作為制造基材設(shè)備。雖然這類鋼材較前者要貴,但是總體經(jīng)濟(jì)效益要高的多。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,低合金鋼所制造的設(shè)備的使用壽命是采用普通碳素鋼制造設(shè)備的壽命的2~3倍,所以其性價(jià)比還是高了很多。
耐蝕材料的開發(fā)研究是防腐蝕技術(shù)進(jìn)步的突破口,人類各個(gè)時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步無不與其息息相關(guān)。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料。
金屬及合金材料是結(jié)構(gòu)材料中的主體,其中鋼鐵占據(jù)主要地位,但是,鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速,在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環(huán)境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金,雙相不銹鋼,高純鐵素體不銹鋼,鎳基合金,低合金鋼,鈦及鈦合。耐蝕非金屬材料目前國內(nèi)外耐蝕非金屬材料在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。非金屬材料具有優(yōu)良的耐蝕性能,而機(jī)械性能可以通過增強(qiáng)等途徑來彌補(bǔ),在某些領(lǐng)域已有發(fā)展為取代鋼材的趨勢(shì)?,F(xiàn)在正在開發(fā)的如:耐蝕塑料,玻璃鋼,石墨,搪玻璃,工程陶瓷
2 表面覆蓋層
在現(xiàn)有的防腐蝕手段中,表面耐蝕涂層和金屬表面技術(shù)的費(fèi)用占所有防腐蝕費(fèi)用的87%左右。采取正確的表面防蝕技術(shù)是提高設(shè)備使用壽命、減少維修費(fèi)用以及提高設(shè)備管理水平必不可少的途徑。同時(shí),采用表面防蝕技術(shù),大大提高了整體材料的耐蝕性能。在化工和石油化工中常用的表面防蝕技術(shù)包括涂、襯、鍍、滲以及近年發(fā)展起來的各種高技術(shù),其中以涂層及襯里應(yīng)用最廣泛。
3 耐蝕涂料
耐蝕涂料的開發(fā)一直是人們關(guān)注的研究領(lǐng)域,在化學(xué)工業(yè)中,耐蝕涂料主要用于建筑物、構(gòu)筑物、裝置及貯罐的內(nèi)外壁及輸水、輸油、輸氣管線。據(jù)統(tǒng)計(jì),防腐蝕涂層的損壞,其基體表面處理不當(dāng)約占75%,因此,重視表面處理質(zhì)量是當(dāng)務(wù)之急。幾種有發(fā)展前途的涂料,如富鋅涂料,鑫鼎言重防腐涂料,耐高溫涂料,陶瓷類涂料,帶銹涂裝涂料,氟樹脂涂料等等,正是當(dāng)前國際上研究最熱門的涂料。
4 襯里技術(shù)及復(fù)合管道
襯里技術(shù)利用強(qiáng)度高的材料(如碳鋼、玻璃鋼、鑄鐵等)作結(jié)構(gòu)材料,用耐蝕性能優(yōu)異的材料作襯里層。襯里技術(shù)分緊襯、松襯等,國外重點(diǎn)發(fā)展緊襯技術(shù)。襯里技術(shù)常用于化工設(shè)備、管道等。
5 其他表面工程技術(shù)
電鍍、化學(xué)鍍?cè)诨し栏g應(yīng)用中,電鍍主要有鍍鉻、鍍鋅和鍍鎳。鍍鋅層的鈍化是一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域,近十年推出的低鉻或無鉻彩色鈍化、黑鈍化、軍綠鈍化及強(qiáng)鈍化(含硅樹脂或其他樹脂的復(fù)合鈍化層),可使鍍鋅層在海洋大氣、工業(yè)大氣環(huán)境及工業(yè)水、江水河水環(huán)境中的耐蝕性大大提高?;瘜W(xué)鍍是采用金屬鹽和還原劑在同一溶液中進(jìn)行自催化氧化還原反應(yīng),在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術(shù)?;瘜W(xué)鍍鎳磷合金及三元鎳系合金,產(chǎn)品比電鍍產(chǎn)品有更優(yōu)異的耐蝕性和更大的選擇,是目前國內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理工藝之一。
噴涂
噴涂是利用火焰、等離子、電弧噴涂,在材料和產(chǎn)品上獲得金屬、合金、無機(jī)、有機(jī)耐蝕耐磨表面層的一種工藝技術(shù)。
化學(xué)熱處理
化學(xué)熱處理特別是滲鋁、滲鉻,近十多年在化工機(jī)械防腐蝕上已有大量應(yīng)用。
磷化
磷化作為涂裝的一個(gè)重要前處理過程,已有多年的應(yīng)用。近十多年來,堿金屬三元系低溫或常溫磷化使磷化技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的進(jìn)步。
6 電化學(xué)保護(hù)
電化學(xué)保護(hù)是指利用外部電流使金屬(包括合金)腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)。電化學(xué)保護(hù)可分為陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)在化工防腐蝕領(lǐng)域中已引起廣泛的重視和應(yīng)用,是一種有效的、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的防腐蝕手段。
陰極保護(hù)是在金屬表面上通入足夠的陰極電流,使金屬電位變負(fù),并使金屬溶解速度減小。被保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀一般不宜太復(fù)雜,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備在靠近輔助陽極部位電流密度大,遠(yuǎn)離輔助陽極部位電流密度小,得不到足夠的保護(hù)電流。甚至不起保護(hù)作用,產(chǎn)生所謂“遮蔽現(xiàn)象”。陰極保護(hù)主要用在水和土壤中的金屬結(jié)構(gòu)上,但一般必須用于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、介質(zhì)腐蝕性不太強(qiáng)的環(huán)境中。陰極保護(hù)除可防止一般的均勻腐蝕外,還可以防止一些材料的點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、沖擊腐蝕、選擇性腐蝕等。
陽極保護(hù)是將被保護(hù)的金屬構(gòu)件與外加直流電源的正極相連,在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽極極化至一定電位,使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài),從而陽極溶解受到抑制,腐蝕速度顯著降低,使設(shè)備得到保護(hù)。對(duì)于沒有飩化特征的金屬,不能采用陽極保護(hù)。主要應(yīng)用在:1.硫酸生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)物,如碳鋼儲(chǔ)槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等。2.氨水及銨鹽溶液中結(jié)構(gòu)物,碳化塔、氨水儲(chǔ)槽等。在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中先考慮采用陽極保護(hù);在既可采用陽極保護(hù),也可采用陰極保護(hù),并且二者保護(hù)效果相差不多的情況下,則應(yīng)優(yōu)先考慮采用陰極保護(hù);如果氫脆不能忽略,則要采用陽極保護(hù)。
緩蝕劑
緩蝕劑是一種在很低濃度下,能使金屬在腐蝕性介質(zhì)中的腐蝕速度大大降低的物質(zhì)。這種物質(zhì)可以是一種化合物或幾種化合物組成的復(fù)合物質(zhì)。在化工行業(yè)中,緩蝕劑主要用于防止工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕和化工設(shè)備、管道及鍋爐等的化學(xué)清洗(酸洗)時(shí)的腐蝕。也有少量用于生?a過程中的工藝性防腐。
工業(yè)冷卻水系統(tǒng)用的緩蝕劑
化工生產(chǎn)過程中,工業(yè)冷卻水用量很大,且于曝氣而在冷卻水中溶入了大量的溶解氧,導(dǎo)備腐蝕較為嚴(yán)重。由于腐蝕也使水質(zhì)變壞,耗費(fèi)量寶貴的水資源,可見采用緩蝕劑防腐蝕具有重的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
化學(xué)清洗用的緩蝕劑
化工設(shè)備、管線、鍋爐等由于受到化學(xué)、物理或生物的作用,其表面會(huì)出現(xiàn)污垢(如水垢、銹垢、油垢和生物垢等),用化學(xué)的方法去除這些污垢而使之恢復(fù)到原來的表面狀況的過程稱為化學(xué)清洗。
總而言之,在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中,化工機(jī)械是保證化工企業(yè)進(jìn)行正常生產(chǎn)的必要生產(chǎn)設(shè)備,化工機(jī)械設(shè)備所面臨的防腐問題也逐漸受到了化工相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。努力提高化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力,最大程度的延長化工機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)使用壽命,盡可能的降低化工企業(yè)的生產(chǎn)成本,已經(jīng)成為了當(dāng)今化工相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域所面臨的關(guān)鍵問題。