設(shè)備腐蝕控制措施(轉(zhuǎn))
設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)及運行中具有關(guān)鍵性的核心作用,被認為是企業(yè)安全運行,循環(huán)發(fā)展的“血管”。一旦布滿企業(yè)的“血管”出現(xiàn)問題,將會導(dǎo)致企業(yè)停工停產(chǎn),甚至給企業(yè)造成安全威脅和經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計,世界上每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的20%-40%,而10%則因腐蝕散失掉,無法回收。在我國設(shè)備腐蝕非常嚴(yán)重,每一個石油化工企業(yè)每年的大修、更新維修費用的80%以上是用于因腐蝕而報廢的設(shè)備、管道及金屬(非金屬)的結(jié)構(gòu)更新和維護上。因此設(shè)備腐蝕造成的損失是驚人的,設(shè)備腐蝕越來越被人們所關(guān)注,對于設(shè)備腐蝕控制措施也越來越成熟,最大程度的保證了設(shè)備的使用壽命和安全運行。
設(shè)備防腐蝕的措施總體來說,有兩大類:一是正確的選擇防腐蝕材料和其他防腐蝕措施;二是選擇合理的工藝操作及設(shè)備結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格遵守生產(chǎn)的工藝流程,可以消除不應(yīng)當(dāng)發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象,而即使采用良好的耐腐蝕材料操作上如果不符合規(guī)程,也會引起嚴(yán)重的腐蝕。設(shè)備腐蝕控制措施,歸納現(xiàn)有的成熟方法大致有以下一些方法:
1.正確的材料選擇及設(shè)計。各種材料在不同環(huán)境中的腐蝕速率不一樣,制造設(shè)備時設(shè)計人員應(yīng)該選擇哪些腐蝕速率低,價格便宜,物理力學(xué)性能能夠滿足要求的材料,獲得經(jīng)濟價值和使用壽命比較好的理想效果。
2.調(diào)整局部環(huán)境,改善腐蝕程度。如果能夠消除環(huán)境對腐蝕引起的各種條件因素,腐蝕就會終止或者減緩;但是這種環(huán)境因素是無法消除和控制的,如大氣和土壤中的水分,海水中的氧,一些化工生產(chǎn)流程也不可以隨意改變。即使如此,一些小范圍的局部環(huán)境還是可以進行調(diào)整的,如鍋爐進水可以預(yù)先除氧,空氣進入密閉空間前預(yù)先去除水分,就可以減少氧或者水分等腐蝕產(chǎn)生因素導(dǎo)致的設(shè)備金屬的腐蝕發(fā)生。又如為防止冷凝水對換熱器造成的結(jié)垢和穿孔,可以在水里面加入酸或者堿調(diào)節(jié)PH值,使得冷凝水接近中性,減少腐蝕的發(fā)生。因此,在不影響產(chǎn)品和工藝的前提下,改變或者調(diào)整小范圍局部環(huán)境達到控制或者減緩腐蝕發(fā)生的目的和效果,另外在生產(chǎn)工藝中盡量選擇緩和的中性的介質(zhì)來替代強腐蝕介質(zhì),改善腐蝕環(huán)境,弱化腐蝕條件。
3.添加緩蝕劑。緩蝕劑的加入可以有效的控制腐蝕發(fā)生,最起碼可以大大減緩金屬的腐蝕速度。緩蝕劑有三種:無機緩蝕劑、有機緩蝕劑和氣相緩蝕劑,它們的緩蝕原理也不一樣。無機緩蝕劑一類是促進陽極極化,形成保護膜;還有一類就是陰極反應(yīng)形成不溶性氫氧化物覆蓋在陰極表面,阻止氧擴散到陰極;還有就是阻滯陽極和陰極的混合型緩蝕劑。有機緩蝕劑通過吸附于金屬表面,阻止陽極和陰極反應(yīng)的發(fā)生。氣相緩蝕劑具有很高的揮發(fā)性物質(zhì),其揮發(fā)性氣體被大氣中的水分解出有效的緩蝕基團,吸附于設(shè)備金屬表面,達到減緩腐蝕的目的。此種緩蝕劑是吸附型揮發(fā)性固體材料,被保護設(shè)備金屬不需要除銹處理,例如國外應(yīng)用較好的案列就是儲罐底板背面(與混凝土基礎(chǔ)接觸面)氣相緩蝕劑腐蝕控制措施(目前這項技術(shù)國內(nèi)依然是一塊空白)。
4.采用陰極保護控制設(shè)備腐蝕。陰極保護主要是依靠外加直流電流或者犧牲陽極的措施使得金屬設(shè)備成為陰極區(qū),從而消除腐蝕發(fā)生。其具體的實施必須由專業(yè)技術(shù)人員完成,因為對于陰極保護系統(tǒng)涉及到所需保護電流,環(huán)境變化,電的屏蔽,運行及維護成本,保護壽命,雜散電流,環(huán)境溫度,犧牲陽極材料及外加電流陽極等諸多專業(yè)性因素。一套良好的陰極保護系統(tǒng)可以有效的控制設(shè)備腐蝕的發(fā)生,能夠保證設(shè)備的正常運行,最大限度的延長了設(shè)備的使用壽命。
5.采用陽極保護控制設(shè)備腐蝕。如果設(shè)備作為陽極,通入電流后,會加速腐蝕速度,并且腐蝕電流隨著陽極化而增大;但是對于可以鈍化的金屬則當(dāng)電位隨著電流上升,達到至鈍電位后,腐蝕電流就會急速下降,甚至可以下降幾萬倍,以后隨電位上升,電流不變,直到鈍區(qū)為止,腐蝕速率就會處于最低值,因此設(shè)備腐蝕得以控制或者減慢。
6.改變制作設(shè)備金屬的材料成分。設(shè)備金屬基體中加入能夠促進鈍化的合金成分,就可以得到優(yōu)良的耐蝕材料,如鋼鐵中加入12%以上的鉻就是不銹鋼,鉻鋼種加入鎳,就可以提高鈍化性能,鋼鐵中加入14%的硅就能夠得到耐酸性能優(yōu)良的高硅鐵等等。這種“添材”的耐腐蝕措施在設(shè)備制造中非常廣泛。
7.對設(shè)備金屬進行表面處理。將設(shè)備金屬進行鈍化處理,表面形成密實穩(wěn)定的鈍化膜,極大的提高了金屬的耐蝕性能。其他的如磷化、發(fā)黑、發(fā)藍都是使用表面處理的方法提高金屬的抗蝕能力。
8.電鍍及包覆層防腐蝕措施。采用電鍍工藝將更耐蝕金屬成為設(shè)備金屬表面防腐蝕鍍層,另外還可以采用熱浸鍍、火焰噴鍍、及達克羅及整體金屬薄板包鍍的方法來控制設(shè)備腐蝕發(fā)生,延長設(shè)備使用壽命。
9.防腐涂層涂覆。用有機防腐涂料或者樹脂涂覆于設(shè)備表面,形成物理隔離,杜絕腐蝕介質(zhì)進入設(shè)備金屬表面。這是最為廣泛和常見的腐蝕控制手段,而且施工方法簡單,可以讓設(shè)備防腐的同時還具有各種各樣的色彩,施工簡單,造價不高,還適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化6S管理。
10.設(shè)備防腐蝕襯里。對于強腐蝕介質(zhì)如“三酸二堿”等,設(shè)備內(nèi)部使用襯里的方法來控制腐蝕的發(fā)生或者延緩腐蝕速率,如設(shè)備內(nèi)壁的樹脂玻璃鋼襯里、橡膠襯里、塑料襯里、搪瓷、搪鉛等。這些襯里措施制作的防腐層具有耐蝕性強,耐蝕時間久,耐磨耐溫等優(yōu)異的特點,可以有效的保護設(shè)備內(nèi)壁不被強介質(zhì)腐蝕,是酸堿反應(yīng)和儲存設(shè)備最重要的腐蝕控制措施。
設(shè)備腐蝕控制措施除了以上方法外,運行中的維護保養(yǎng)尤為重要,定期的維??梢越档头栏g成本,延長設(shè)備使用壽命。據(jù)研究表明:如果設(shè)備維護保養(yǎng)得當(dāng),可以有效降低腐蝕程度的50%甚至更高。良好的維護保養(yǎng)包括定期的清潔設(shè)備表面,去除污垢和灰塵,腐蝕性物質(zhì),對設(shè)備進行涂層檢查和修復(fù),確保涂層完整性,控制好設(shè)備所處的環(huán)境濕度及溫度,避免過高的濕度和極端的溫度,及時處理設(shè)備表面小損傷和劃痕,控制腐蝕由此部位開始蔓延就可以大大降低設(shè)備腐蝕速率和腐蝕程度,延長設(shè)備運行的生命周期。
設(shè)備腐蝕控制措施隨著防腐蝕技術(shù)的進步也在日新月異,一些前沿的設(shè)備防腐蝕技術(shù)可為設(shè)備提供超長的使用壽命,大大的節(jié)約了設(shè)備運行成本,提高了設(shè)備的使用周期和效益。目前如高速激光熔覆技術(shù)、熱塑型防腐涂層技術(shù)、高分子復(fù)合材料防腐蝕技術(shù)、智能防腐蝕系統(tǒng)、樹枝狀大分子防腐蝕材料、表面電化學(xué)鈍化及專用防護技術(shù)、納米涂層防護技術(shù)等等已經(jīng)在大型的重要領(lǐng)域的設(shè)備上使用,而且顯示出強大的生命力。設(shè)備腐蝕控制措施作為工業(yè)重防腐的重要組成部分已經(jīng)被防腐界重點關(guān)注,筆者認為設(shè)備腐蝕控制措施和前沿防腐蝕技術(shù)完全可以延伸應(yīng)用至其他重防腐領(lǐng)域,并賦予很好的經(jīng)濟價值和社會價值。