化工厂腐蚀与防护

• 危及人身安全。因此，在化工生产过程中，必须高 度重视腐蚀与防护问题。
• ⑵腐蚀机理 腐蚀机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
• ①化学腐蚀。化学腐蚀指金属与周围介质发生化学 反应而引起的破坏。工业中常见的化学腐蚀如下所 述。
• a.金属氧化。金属氧化指金属在干燥或高温气体中 与氧反应所产生的腐蚀过程。
• 6.3腐蚀防护
• ⑴正确选材 防止或减缓腐蚀的根本途径是正确地 选择工程材料。在选择材料时，除考虑一般技术经 济指标外，还应考虑工艺条件及其在生产过程中的 变化。要根据介质的性质、浓度，杂质、腐蚀产物， 化学反应、温度、压力、流速等工艺条件，以及材 料的耐腐蚀性能等，综合选择材料。
• 常用非金属材料的耐腐蚀性能见表6－2
• ⑶电化学保护
• ①阳极保护。在化学介质中，将被腐蚀的金属通以 阳极电流，在其表面形成耐腐蚀性很强的纯化膜， 保护金属不被腐蚀。
• e.氢腐蚀。氢腐蚀指在高温高压下，氢引起钢组织 的化学变化，使其力学性能劣化的腐蚀过程。
• ②电化学腐蚀。电化学腐蚀指金属与电解质溶液接 触时，由于金属材料的不同组织及组成之间形成原 电池，其阴、阳极之间所产生的氧化还原反应蚀金 属材料的某一组织或组分发生溶解，最终导致材料 失效的过程。
• 6.2腐蚀类型 • ⑴全面腐蚀与局部腐蚀 在金属设备整个表面或大面
• 防止应力腐蚀的措施有：
• ①合理设计结构，消除应力；
• ②合理选用材料；
• ③避免高温操作；
• ④采用缓蚀剂保护。
• ⑹氢损伤指由氢作用引起材料性能下降的一种现象， 包括氢腐蚀与氢脆。氢腐蚀的原因是：在高温高压 下H2于金属表面进行物理吸附并分解为H，H经化学 吸附透过金属表面进入内部，破坏晶间结合力，在 高压应力作用下，导致微裂纹生成。氢脆是指氢溶 于金属后残留于位错等处，当氢达到饱和后，对错 位起钉扎作用，使金属晶粒滑移难以进行，造成金 属出现脆性。
等级 腐蚀速度（mm／年）
耐腐蚀性
1
＜0.05
优良
2
0.05-0.5
良好
3
0.5-1.5
可用，但腐蚀较严重
4
＞1.5
不适用，腐蚀严重
• ⑵点腐蚀 点腐蚀又称孔蚀，指集中于金属表面个 别小点上深度较大的腐蚀现象。金属表面由于露头、 错位、介质不均匀等缺陷，使其表面膜的完整性遭 到破坏，成为点蚀源。该点蚀源在某段时间内是活 性状态，电极电位较负，与表面其他部位构成局部 腐蚀微电池，在大阴极小阳极的条件下，点蚀源的 金属迅速被溶解并形成孔洞。孔洞不断加深，直至 穿透，造成不良后果。
• 防止点腐蚀的措施有： • ①减少介质溶液中氯离子浓度，或加入有抑制点腐
蚀作用的阴离子, • ②减少介质溶液中氧化性。 • ③降低介质溶液温度，加大溶液流速； • ④采用阴极保护； • ⑤采用耐点腐蚀合金
• ⑶缝隙腐蚀指在电解液中，金属与金属，金属与非 金属之间构成的窄缝空内发生的腐蚀。在化工生产 中，管道连接处，衬板、垫片处，设备污泥沉积处， 腐蚀物附着处等，均易发生缝隙腐蚀；当金属保护 层破损时，金属与保护层之间的破损也会发生腐蚀。
• 常用金属材料的耐腐蚀性能见表6－3
• ⑵合理设计
• ①避免缝隙。缝隙时引起腐蚀的重要因素之一。因 此在结构设计、连接形式上，应注意避免出现缝隙， 采取合理的结构。如为避免铆接中出现缝隙添加不 吸潮的填料及垫片等；采取焊接时，应用双面焊， 避免搭接焊或点焊。
• ②消除积液。设备死角的积液处是发生严重腐蚀的 部位。因此，在设计时应尽量减少设备死角，消除 积液对设备的腐蚀。
积发生程度相同或相近的腐蚀，称为全面腐蚀。腐 蚀介质以一定的速度溶解被腐蚀的设备。全面腐蚀 的速度以设备单位面积上在单位时间内损失的质量 表示［g/(m2.h)];也可以用每年金属被腐蚀的深度,即 构件变薄的程度表示(mm/年）。
• 局限于金属结构某些特定区域或部件上的腐 蚀称为局部腐蚀。根据金属的腐蚀速度大小 分，可将金属材料的耐腐蚀性分为四级见表6 －1。
• 缝隙腐蚀是由于缝隙内积液流动不畅，时间长了会 使缝内外由于电解质浓度不同构成浓差原电池，发 生氧化还原反应。
• 防止缝隙腐蚀的措施有： • ①采用抗缝隙腐蚀的金属或合金材料。 • ②采用合理的设计方案， 避免连接处出现缝隙、死
角等，解决降低缝隙腐蚀的程度。 • ③采用电化学保护。 • ④采用缓蚀剂保护。
质环境的共同作用下，发生的腐蚀破坏。应力腐蚀 外观一般没有任何变化，裂纹发展迅速且预测困难， 极具危险性。材料在拉应力作用下，由于在应力集 中处出现变形或金属裂纹，形成新表面，新表面与 原表面因电位差构成原电池，发生氧化还原反应， 金属溶解，导致裂纹迅速发展。发生应力腐蚀
• 的金属材料要是合金，纯金属较少。
• 防止氢损伤的措施有：
• ①采用合金材料，使金属表面合金化形成致密的膜 阻止氢向金属内部扩散；
• ②避免高温高压同时操作； • ③在气态氢环境中加入适量氧气抑制氢脆发生。
• ⑺腐蚀疲劳指材料在腐蚀环境中，受交变应力作用 产生的破坏。交变速率低容易产生腐蚀疲劳。
• 防止腐蚀疲劳的措施有： • ①尽量避免低交变速率引力作用； • ②尽量降低循环应力值及幅度； • ③避免强腐蚀环境操作。
• ⑷晶间腐蚀指沿着金属材料晶粒间界发生的腐蚀。 这种腐蚀可以在材料外观无变化的情况下，使其完 全丧失强度。金属材料在腐蚀环境中，晶界和本身 物质的物理化学和电化学性能有差异时，会在它们 之间构成原电池，使腐蚀沿着晶粒边界发展，致使 材料的晶粒间失去结合力。
• 防止晶间腐蚀的措施有： • ①降低金属材料中的碳含量，采用低碳不锈钢； • ②采用合金材料。 • ⑸应力腐蚀破裂是指金属及合金在拉应力和特定介
• b.高温硫化。高温硫化指金属在高温下与含硫（硫 蒸汽、二氧化硫、硫化氢等）介质反应形成硫化物 的腐蚀过程。
• c.渗碳。渗碳指某些碳化物（如一氧化碳、烃类等） 与钢接触在高温下分解生成游离碳，渗入钢内部形 成碳化物的腐蚀过程。
• d.脱碳。脱碳指在高温下钢中渗碳体与气体介质 （如水蒸气、氢、氧等）发生化学反应，引起渗碳 体脱碳的过程。