国内外化工防腐蚀技术的进展

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化学工业是国民经济的重要支柱产业之一,化工生产中的腐蚀危害居所有行业之首,其腐蚀损失是巨大的,但若充分应用现有的防腐蚀技术和腐蚀科学知识,腐蚀损失大约可需要减少25%。本文从耐腐蚀材料的开发和应用、细胞层防腐蚀技术、缓蚀剂、电化学保护等方面介绍国内外化工防腐蚀技术的进展状态。

腐蚀着实是不可避免的,但腐蚀是可需要控制和尽机会减缓的。据统计,机会充分利用现有的防腐蚀技术,腐蚀损失可需要减少20%乃至25%。为了控制腐蚀的产生,防腐蚀科技工作者经过不懈的努力,在实践中逐渐开发了其他新的耐蚀材料和防腐蚀技术。

一、耐蚀材料的开发应用

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。其中金属材料仍是内部管理材料的主体。

1高性能耐蚀金属材料

金属及合金材料是内部管理材料中的主体,其中钢铁处在主要地位,其他,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好快,在一定程度上避免了局部腐蚀及特殊环境下的腐蚀问題。

01含钼高的耐蚀合金

20cb一3合金耐蚀性能好,镍含量高达33%,能抗应力腐蚀。但什儿 钢含钼量低,在高浓度的氯化物介质中容易产生孔蚀和缝隙腐蚀。其他,在20cb一3中加人更多的钼,发展成了含钼高的20号合金,已近似于镍基合金,用它制造氯化物条件下使用的换热器时,可与钛相媲美。

02双相不锈

可需要通过控制铁素体一奥氏体双相不锈钢化学成分与热避免工艺,使之既具有奥氏体不锈钢的优良韧性和可焊接性,又具有铁素体不锈钢的高速率 、抗氯离子应力腐蚀的性能

03高纯铁素体不锈钢

高纯铁素体不锈钢含铬量为13%一100%,含碳量低于0.25%,其他牌号还含钛、铝和铌等元素,类似于于钢一般不含镍,较铬一镍不锈钢价格低廉。它耐有机酸、还原性酸及氧化与还原性混酸,具有抗氯化物孔蚀和缝隙腐蚀性能。

04镍基合金

为进一步提高镍材料的耐蚀性能,在镍基合金中主要加人钼、铬、铜和铁等合金元素。在化学工业其他苛刻的腐蚀环境中,镍基合金常作为重要的内部管理材料广泛应用。常用的耐蚀镍基合金为哈氏合金、因科尼尔合金及蒙及尔合金,类似于于合金具有优异的耐浓硫酸、盐酸和浓碱的性育挂。

05低合金钢

低合金钢是指合金元素小于3%的碳钢,因其成本低、综合性能好,从而引起广泛的重视,如16Mn、16MnCu具有良好的抗大气、抗海水腐蚀性能。

06钛及钛合金

钛及钛合金钦材自100多年前开始英文了了工业化应用以来,机会它具有优异的耐蚀性能和良好的机械加工性能。在化学工业中应用日益广泛。

2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,而机械性能可需要通过增强等途径来弥补,在其他领域已有发展为取代钢材的趋势。

01耐蚀塑料

耐蚀塑料分为热塑性和热固性两大类。热塑性塑料中,聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯的应用占主流;氟塑料、氯化聚醚、聚苯硫醚等工程塑料具有优异的耐蚀性能,应用日益广泛,尤其以氟树脂应用面最广,增长速率 也最快。

02玻璃钢

玻璃钢即纤维增强高分子材料。国外化工用玻璃钢树脂大多采用间苯二酸聚醋,部分采用环氧和双酚A,乙烯基树脂的应用也在逐年增加。国内主要为聚醋、环氧、酚醛等树脂,其中聚醋玻璃钢占总产量的100%耐蚀玻璃钢制品主要有贮罐、槽车、风机、管道等。

03石墨

石墨材料是以其优异的导热性能和耐蚀性能而发展起来的,石墨制化工设备促使了氯碱工业的发展,主要用于制强腐蚀介质的换热设备。

04搪玻璃

化学工业是搪玻璃设备的使用大户之一。主要的搪玻璃产品有反应釜、贮槽、换热器、搅拌器、套管等。

05工程陶瓷

近年来,世界工程陶瓷发展较快,在化工装备中常用的精细陶瓷材料而是采用高纯度的人造原料,通过控制原料的组成和材料的细微组织而制成的两种烧结体。陶瓷材料具有优异的化学稳定性,除了对氢氟酸及高浓度的碱以外,几乎对所有的化学品都具有优异的耐蚀性能。

二、细胞层防蚀技术

在现有的防腐蚀手段中,细胞层耐蚀涂层和金属细胞层技术的费用占所有防腐蚀费用的87%左右。采取正确的细胞层防蚀技术是提高设备使用寿命、减少维修费用以及提高设备管理水平必不可少的途径。

1耐蚀涂料

耐蚀涂料的开发一个劲是当我们都当我们都关注的研究领域,其发展方向为:开发新型耐油及耐溶剂涂料;开发耐高温涂料,总之,耐蚀涂料沿着长效、厚膜、适应苛刻腐蚀环境、低溶剂、高固分、施工简便的方向发展。

01富锌涂料

富锌涂料是否是机基和有机基两类,多数状态下配合其他涂料作为底漆使用。有机富锌底漆中,环氧富锌漆的附着力强、防蚀效果好。

02重防腐涂料

重防腐涂料通常指脂涂膜厚为100一100μm,在苛刻环境下寿命达5一10年的涂料。

03耐高温涂料

石化工业中设备使用温度为100一100℃,其他遭受强腐蚀甲烷气体的侵蚀,其他,开发耐100℃以下的耐热耐蚀涂料非常必要。

04陶瓷类涂料

机会陶瓷耐蚀性能优异,可用陶瓷粉末做颜料。

05带锈涂装涂料

开发带锈涂装涂料的目的旨在减少涂装前细胞层避免的费用。值得注意的是,着实类似于于涂料预避免简单,施工方便,但仅适用于不重要且腐蚀不严重的部位。

06氟树脂涂料

氟树脂涂料是以氟树脂为成膜物质,再打上去颜料和各种填充剂而制成一类涂料。氟涂料是两种很有发展前途的防腐蚀手段。

2衬里技术及复合管道

衬里技术利用速率 高的材料(如碳钢、玻璃钢、铸铁等)作内部管理材料,用耐蚀性能优异的材料作衬里层。衬里技术分紧衬、松衬等,国外重点发展紧衬技术。衬里技术常用于化工设备、管道等。

3其他细胞层工程技术

细胞层保护防腐蚀技术近几十年的发展十分显著。腐蚀环境及服役环境对材料日趋严格的要求又推动了细胞层保护技术的不断进步。

01电镀、化学镀

电在化工防腐蚀应用中,电镀主要有镀铬、镀锌和镀镍。要求耐磨的场合如轴承,可采用镀铬;要求耐腐蚀的产品可采用镀镍。镀锌和锌合金(如锌铁合金和锌镍合金)的防腐蚀产品,主要在海洋、湿热环境使用。

02喷涂

喷涂是利用火焰、等离子、电弧喷涂,在材料和产品上获得金属、合金、无机、有机耐蚀耐磨细胞层层的两种工艺技术。

03化学热避免

化学热避免不得劲是渗铝、渗铬,近十多年在化工机械防腐蚀上已有极少量应用。渗铝钢及配套的焊接材料与焊接技术在大化肥设备、硫酸生产设备、炼油设备上有相当大的应用面。粉末渗锌因其在同样高度下具有更长的耐蚀寿命,且在节材、不改变加工部件的速率 与尺寸(变化甚小),在提高抗大气腐蚀与海水腐蚀环境下的材料寿命方面具有较广阔的应用前景。

04磷化

磷化作为涂装的有两个重要前避免过程,已有多年的应用。近十多年来,碱金属三元系低温或常温磷化使磷化技术产生质的进步。就磷化膜两种而言,它的耐蚀性是不高的,但磷化膜与其他涂膜(如漆膜等)组成的复合涂层对基体金属却具有十分良好的防护作用,其他它在化工防腐中应用也日益广泛。

05铝合金阳极氧化

铝合金阳极氧化是近几十年产生的新技术,20世纪100年代始我国铝合金型材的高速发展推动什儿 技术好快心智心智性性成熟是什么期期的句子的句子的句子期期。铝合金阳极氧化提高了耐腐蚀性能及耐磨性能,在化工中所用铝合金制的冷却管、塔盘等设备部件通常经阳极氧化避免,明显提高其使用寿命。

三、缓蚀剂

缓蚀剂是两种在很低浓度下,能使金属在腐蚀J胜介质中的腐蚀速率 大大降低的物质。什儿 物质可需而是两种化合物或几种化合物组成的复合物质。

1工业冷却水系统用的缓蚀剂

化工生产过程中,工业冷却水用量很大,且机会曝气而在冷却水中溶人了极少量的析出氧,是因为设备腐蚀较为严重。机会腐蚀也使水质变坏,耗费极少量宝贵的水资源,可见采用缓蚀剂防腐蚀具有重要的经济效益和社会效益。

01敞开式循环冷却系统

敞开式循环冷却系统用的缓蚀剂敞开式循环冷却水系统是指将进行过热交换的水用冷水塔等设备,通过敞开式析出而得到冷却后再循环使用的系统。

该系统的水一个劲处在氧饱和状态,水中Cl-、SO42-随着循环而增大浓度、打上去温度为100-100℃,又有一定的流速,对腐蚀速率 影响较大。在系统中加人缓蚀剂既方便也经济常用的无机缓蚀剂有铬酸钠、硫酸锌、聚磷酸钠、硅酸钠、钥酸钠等。常用的有机缓蚀剂有琉基苯并唾哩(MBT)、苯并三氮哇(BTA)、氨基三甲叉磷酸(ATMP)、轻基乙叉二磷酸(HEDP)、乙二胺四甲叉磷酸(EDMTP)等。

02密闭式循环冷却水系统用缓蚀剂

密闭式循环冷却水系统是冷却水不与大气直接接触,而在有两个密闭系统内反复循环利用,循环水量损失很小的两种循环水冷却系统。该系统可使用纯度较高的水,如冷凝水、除盐水或高纯水。在哪些水中要加人缓蚀剂避免水对设备的腐蚀破坏。常用的缓蚀剂有亚硝酸盐一硼砂、亚硝酸盐一硅酸盐一苯并三氮哇、铝酸盐一亚硝酸盐一苯并三氮哩等复配型药剂。

2化学清洗用的缓蚀剂

化工设备、管线、锅炉等机会受到化学、物理或生物的作用,其细胞层会再次一个劲出现污垢(如水垢、锈垢、油垢和联 物垢等),用化学的妙招去除哪些污垢而使之恢复到原先的细胞层状态的过程称为化学清洗。

机会酸洗缓蚀剂品种而是有,到20世纪100年代中期就已超过1000种,其他,酸洗化工生产设备时,要根据不同的污垢类型来选则酸洗剂及最适宜的缓蚀剂,具体的选则妙招可参看有关的手册和资料。

四、电化学保护

电化学保护是指利用内部管理电流使金属(包括合金)腐蚀电位处在改变以降低其腐蚀速率 的防腐蚀技术。电化学保护可分为阴极保护和联 极保护。

01阴极保护

阴极保护是在被保护金属细胞层上通人足够的阴极电流,使之电位变负,其他使阳极析出速率 减小。什儿 保护妙招又分为牺牲阳极法阴极保护和外加电流法阴极保护两种。前者是靠电位较负的金属(类似于于锌合金、铝合金等)的析出来提供保护所需的电流。而后者则靠内部管理的电源来提供所需的保护电流。阴极保护通常与涂料保护联合使用。表1列举了阴极保护在部分化工设备中的应用实例。

表1阴极保护在化工设备中的应用实例

02阳极保护妙招

阳极保护是将被保护金属设备与外加直流电源的正极相连,在给定的电解质溶质溶液中使金属阳极极化至钝态而得到保护的两种防腐蚀妙招。阳极保护的主要技术参数是致钝电流密度、维钝电流密度和稳定钝化区电位范围度和稳定钝化区电位范围阳极保护和涂料或缓蚀剂联合防腐的妙招称为联合保护法。

表2列出其他国内外阳极保护应用实例

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