HF生产装置的腐蚀机理及安全防护技术探讨

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现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术随着科学技术的不断发展,现代化工设备在生产过程中发挥着越来越重要的作用。

随之而来的问题之一就是设备的腐蚀问题。

腐蚀是指物质在与周围环境接触的过程中,受到化学、电化学、或电学作用而遭受破坏的现象。

腐蚀是化工设备常见的问题之一,不仅影响设备的正常使用寿命,还可能导致设备事故,产生严重后果。

对于现代化工设备的腐蚀问题,采取有效的防护措施显得尤为重要。

一、现代化工设备腐蚀问题的原因设备腐蚀问题的发生有很多原因,主要包括以下几点:1. 介质的腐蚀性:介质中的酸、碱、盐、氧化剂等物质,对设备的金属材料会产生腐蚀作用。

2. 温度、湿度和压力:工作条件中的高温、潮湿以及高压环境都会加速腐蚀的过程。

3. 金属材料的选择:不同的金属材料对于不同的介质有不同的耐腐蚀性,如果选用不当,就会导致腐蚀问题。

4. 设备结构设计不合理:设备内部结构设计不合理,导致介质停滞或者局部腐蚀。

二、现代化工设备腐蚀防护的技术手段为了有效解决现代化工设备腐蚀问题,需要采取一系列的腐蚀防护技术手段,主要包括以下几种常见方法:1. 金属材料的选用选择抗腐蚀性能较好的金属材料是预防腐蚀的首要步骤。

一般来说,不锈钢、镍合金等金属具有较好的耐腐蚀性能,适合于现代化工设备的制造。

对于一些特殊情况,还可以采用聚合物、陶瓷等非金属材料来代替金属材料,以达到抗腐蚀的目的。

2. 表面涂层技术表面涂层技术是一种常见的腐蚀防护手段,通过在金属表面涂覆一层防腐蚀材料,形成保护膜,从而阻隔介质对金属的腐蚀。

常用的涂层材料包括涂漆、镀层、热浸镀锌等,选用合适的涂层材料可以有效延长设备的使用寿命。

3. 电化学保护技术电化学保护技术是利用外加电流或者外加电势来改变金属表面的电化学性质,从而有效地减缓金属腐蚀的速度。

常见的电化学保护技术包括阴极保护、阳极保护以及电化学溶解沉积等方法。

4. 材料改性技术通过对金属表面进行改性处理,例如喷涂、喷焊、热喷涂等方法,可以改变金属表面的化学性质和物理性质,提高金属的耐腐蚀能力。

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术 摘要:现代化工设备在使用过程中经常会受到腐蚀的影响,导致设备的寿命缩短,甚至出现安全隐患。本文主要探讨了现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术。首先介绍了腐蚀的基本概念和原理,然后分析了腐蚀对化工设备的影响及其危害。接着详细介绍了几种常见的防腐技术,包括涂层防护、金属材料选择、阳极保护、电镀等。提出了进一步研究的方向和挑战。

1. 引言 现代化工设备在化学生产过程中经常受到腐蚀的影响,导致设备的寿命缩短,甚至出现严重的安全隐患。研究现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术具有重要意义。

2. 腐蚀的基本概念和原理 腐蚀是指物质与其周围环境中的化学物质相互作用,导致物质的性质和结构发生变化的过程。腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式。化学腐蚀是指物质直接与化学物质发生反应,导致物质的性质和结构发生变化。电化学腐蚀是指物质与电解质溶液或电解质溶液中的气体相互作用,通过电极反应引起的物质的性质和结构发生变化。

3. 腐蚀对化工设备的影响及其危害 腐蚀对现代化工设备具有严重的影响,主要表现在以下几个方面: (1) 降低设备的使用寿命。腐蚀会导致设备的金属材料损失,减少设备的厚度和强度,从而降低设备的使用寿命。

(2) 减少设备的安全性能。腐蚀会导致设备的金属材料变薄,从而使设备更容易发生破裂和泄漏,进而产生安全隐患。

(3) 影响产品质量。腐蚀会使设备内部的金属离子溶解入产品中,影响产品的质量。 (4) 增加维护成本。由于腐蚀导致设备容易发生损坏和泄漏,需要进行频繁的维修和更换,增加了设备的维护成本。

4. 防腐技术 为了防止化工设备的腐蚀,可以采用多种防护技术。以下介绍了几种常见的防腐技术:

(1) 涂层防护。涂层防护是通过在设备表面涂覆一层能够抵御化学物质侵蚀的材料,防止腐蚀的发生。常用的涂层材料包括聚合物涂料、橡胶涂料、金属涂料等。 (2) 金属材料选择。选择能够抵御化学物质侵蚀的金属材料,例如不锈钢、镍基合金等。这些金属材料具有良好的耐腐蚀性能,能够有效防止腐蚀的发生。

浅谈化工设备腐蚀与防护

浅谈化工设备腐蚀与防护

浅谈化工设备腐蚀与防护化工设备腐蚀与防护是化工行业中一个重要的问题,涉及到设备寿命的延长和生产安全的保障。

腐蚀是化工设备常见的损坏形式之一。

化工设备腐蚀的原因有很多,主要包括介质的腐蚀性、温度和压力、流速、氧化还原性等因素。

腐蚀性介质对设备的腐蚀性能起着决定性的作用,如酸、碱、盐等化学物质对金属设备的腐蚀严重。

高温和高压环境下,设备的腐蚀速度增加,有些介质在高速流动状态下更容易引起设备腐蚀。

氧化还原反应也会导致设备腐蚀,特别是在存在氧气的环境中。

针对化工设备腐蚀问题,需要采取有效的防护措施。

首先要选用耐腐蚀的材料制造设备,常见的耐腐蚀材料有不锈钢、高合金钢、玻璃钢等。

这些材料具有较好的耐腐蚀性能,能够在腐蚀性介质中长期使用。

可以采用涂层保护的方式来抵御腐蚀。

涂层可以阻隔介质对设备的侵蚀,形成一层保护膜,延长设备的使用寿命。

常见的涂层材料有聚氨酯、环氧树脂、氟塑料等。

适当的降低介质的温度和压力,减缓流速,也可以减少设备的腐蚀程度。

可以加入一些缓蚀剂、缓蚀缓释剂等化学物质来减少腐蚀对设备的损害。

设备的维护保养也是防止腐蚀的一个重要措施。

定期检查设备的腐蚀情况,做好设备的清洗、涂层修补等工作,及时更换损坏的部件,可以有效延长设备的使用寿命。

在设备设计和安装过程中,也要注意减少死角、避免局部积液,提高设备的清洁度,减少腐蚀的发生。

化工设备腐蚀与防护是一个复杂的问题,需要从材料、涂层、操作等方面进行综合考虑。

只有选用合适的材料和采取有效的措施,才能延长设备的使用寿命,确保化工生产的安全。

在设计和制造过程中,也需要使用先进的技术和设备,提高设备的抗腐蚀性能。

只有不断创新和改进,才能更好地解决化工设备腐蚀与防护的问题。

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术

现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术随着现代化工技术的不断发展,越来越多的化工设备被广泛应用于生产生活中。

然而,化工设备长期受到酸、碱、盐等各种化学物质的腐蚀,会使设备性能大幅下降,严重影响设备使用寿命、生产效率和生产质量。

因此,如何有效地预防和控制化工设备在使用过程中的腐蚀问题,成为现代化工设备设计和生产中必须关注的问题。

腐蚀是指金属物质与周围环境中化学物质相互作用而受到物理或化学损伤的现象。

化工设备作为承载化学反应、物料储存和传输等功能的载体,长期受到酸、碱、盐等化学物质的侵蚀,容易发生腐蚀问题。

化工设备腐蚀的主要原因有以下几个方面:(1)化学反应:化学反应会使金属表面形成化学反应产物,产生局部电化学反应,从而加速金属的腐蚀速度。

(2)机械作用:化工设备受到介质流动、振动和机械对涂层的冲击等机械作用,容易发生擦伤、磨损、剥落等问题,导致涂层失效和金属表面暴露,从而加速腐蚀的发生。

(3)电化学作用:由于各种化学物质和环境因素的影响,金属表面可能产生不均匀的电化学特性变化。

这些不均匀性可能导致电化学反应加速,从而加速金属表面的腐蚀速度。

(4)热应力:化工设备在生产过程中会受到高温、低温等热应力的影响,容易导致涂层失效和金属表面暴露,从而促进腐蚀的产生。

为解决上述问题,需要采用一系列有效的腐蚀防护技术,确保化工设备的长期稳定运行。

目前,化工设备的腐蚀防护技术主要包括以下几种:(1)金属涂层:金属涂层技术常用的涂层包括热浸镀锌、电镀、喷涂、烤漆等。

涂层能够降低金属表面的初始腐蚀速率,阻止液体、气体的渗透和金属表面的电化学反应。

(2)无机涂层:无机涂层包括氧化层、磷化层、硫化层等,这些无机涂层相对于金属涂层有更高的耐腐蚀性,例如铝合金中通过阳极氧化处理,能够产生一层硬质的陶瓷氧化膜,从而提高了其耐腐蚀性。

(3)合金材料:采用特种钢、耐蚀合金等材料来制造化工设备,可以有效降低其腐蚀问题,提高化工设备的使用寿命。

炼化装置整体腐蚀防护技术

炼化装置整体腐蚀防护技术

炼化装置整体腐蚀防护技术炼化装置是石油化工行业中的重要设施,其运行过程中会受到各种腐蚀性物质的影响,因此整体腐蚀防护技术对于炼化装置的安全运行和使用寿命具有重要意义。

本文将从腐蚀机理、腐蚀防护技术及应用实例等方面进行探讨,以期为炼化装置的腐蚀防护提供一定的参考。

一、腐蚀机理炼化装置在运行过程中常常接触到一些腐蚀性物质,如硫化氢、酸性物质、氯化物等,这些物质会对设备的金属材料产生腐蚀作用。

腐蚀机理主要包括:化学腐蚀、电化学腐蚀和应力腐蚀等。

化学腐蚀是指金属在化学介质中发生溶解或化合反应而造成材料破坏的一种腐蚀形式;电化学腐蚀是指金属在电化学条件下发生的腐蚀现象,包括阳极腐蚀、阴极腐蚀和局部腐蚀等;应力腐蚀是指金属在受到应力作用下,在一定环境条件下发生腐蚀的现象。

二、腐蚀防护技术1. 材料选择与设计在炼化装置的设计与制造过程中,应选择合适的耐腐蚀材料,如不锈钢、镍基合金、钛合金等,以提高设备的抗腐蚀性能。

在设备的结构设计中应考虑腐蚀介质的性质及设备工作条件,采用合理的构造、结构和几何形状,以减少腐蚀介质对设备的侵蚀。

2. 表面涂层技术采用表面涂层技术是常用的腐蚀防护方法之一。

通过在金属表面涂覆具有优良抗腐蚀性能的涂层,可以有效提高设备的耐腐蚀能力。

常见的表面涂层包括防腐漆、涂塑、镀层等,这些涂层可以在一定程度上阻隔腐蚀介质的侵蚀,延长设备的使用寿命。

3. 电化学防护技术电化学防护技术是通过在金属表面构筑保护层,使金属处于一种电化学不易发生腐蚀的状态,以达到防腐目的的一种方法。

常用的电化学防护技术包括阳极保护和阴极保护,通过在金属表面引入外加电流,使金属表面形成一层稳定的氧化膜,从而达到抗腐蚀的效果。

4. 材料改性技术材料改性技术是指通过改变材料的结构、成分和加工方法等手段,使金属材料在相同的工作条件下获得更好的耐腐蚀性能。

常见的改性技术包括热处理、表面强化等,这些技术可以增强金属材料的抗腐蚀能力,提高设备的使用寿命。

氯碱生产中的腐蚀与防护技术思考

氯碱生产中的腐蚀与防护技术思考

氯碱生产中的腐蚀与防护技术思考氯碱生产是一种重要的化学工业过程,但由于涉及到高浓度的腐蚀性氯化物和氢氧化钠,使得设备和管道的腐蚀问题成为氯碱生产中的一个重要挑战。

针对这个问题,需要采取防护措施来延长设备和管道的使用寿命,并确保生产过程的安全和稳定。

1. 材料选择:选择耐腐蚀性能良好的材料,如耐酸碱腐蚀的不锈钢、耐氯化物腐蚀的镍基合金等。

根据具体的工艺条件和介质特性,对材料的抗腐蚀性能进行评估和选择,以确保设备和管道的可靠性和安全性。

2. 表面处理:对设备和管道表面进行特殊处理,增加其耐腐蚀性能。

常用的表面处理技术有防腐涂层和镀层等。

防腐涂层包括有机涂料、无机涂料和复合涂料等,通过涂覆在设备和管道的表面,形成一层保护膜,阻隔腐蚀介质的接触。

镀层技术可以利用化学镀、电镀、热浸镀等方法,在设备和管道表面形成一层金属层,提高其耐腐蚀性能。

3. 特殊设计:在设备和管道的设计中,考虑到介质的腐蚀性质和工艺条件,进行特殊设计。

在设备和管道的内部设置防腐层,包括耐腐蚀的波纹板、塑料包覆等,以提高介质的流动性和减少腐蚀。

还可以优化设备和管道的结构,采用合理的流体动力学设计,减少腐蚀介质对设备和管道的冲击和破坏。

4. 定期维护:建立健全的设备和管道维护制度,定期对设备和管道进行检查和维护。

及时清洗和修复设备和管道表面的腐蚀损伤,更换老化的材料和部件,确保设备和管道的正常运行和使用寿命。

氯碱生产中的腐蚀防护技术主要包括材料选择、表面处理、特殊设计和定期维护等。

通过合理选择材料、增加表面保护层、进行特殊设计和定期维护,可以有效延长设备和管道的使用寿命,提高生产过程的安全性和稳定性。

还需要不断研究和改进腐蚀防护技术,以适应氯碱生产中不同工艺条件和介质特性的要求。

加氢工艺中设备的腐蚀与防护分析

加氢工艺中设备的腐蚀与防护分析摘要:摘要:随着加氢工艺设备在工业生产中的应用规模不断扩大,其腐蚀防护的途径也逐渐成为业内广泛讨论的问题。

立足于现状,首先结合具体的加氢工艺设备的现状与工艺流程,介绍了加氢工艺设备腐蚀防护的主要内容,其次对加氢工艺装置工艺设备腐蚀成因进行了探讨,最后结合上述内容对加氢工艺设备腐蚀防护的策略进行了解析,希望可以有效提升加氢工艺设备的运行稳定性,取得良好的经济效益与社会效益。

关键词:加氢工艺;设备;腐蚀;防护前言:加氢工艺设备在化工企业等行业中具有广泛的应用,其主要用于处理各种含硫量较高的污水,同时还需要对酸性气体进行预处理。

在实际工作过程中,一般需要借助于高温催化的方式来将大量的硫化氢转化,在回收作业过程中也会形成各种不同类型的酸性气体,导致设备出现腐蚀、损坏的问题。

为了进一步探讨加氢工艺设备的腐蚀防护策略,现就加氢工艺设备的工艺现状介绍如下。

1、加氢工艺中设备腐蚀的原因(1)介质原因加氢工艺的介质通常是酸性或碱性催化剂、有机物、气体等,而这些介质可能会对设备产生腐蚀作用。

例如,有机酸或醇等有机物在加氢反应中,会产生酸性物质较多,可能会造成设备腐蚀。

(2)温度原因加氢反应必须在高温高压下进行,而高温会使目标物质与催化剂等材料形成强烈化学反应,造成材料性质发生变化,进而导致材料腐蚀。

(3)压力原因加氢反应在高压环境下进行,压力越高,设备受到的应力越大,容易产生裂纹或失效。

(4)露点腐蚀。

在加氢工艺设备运行过程中,氢气过程气作为重要的介质,其主要的成分包括水蒸气、二氧化硫与二氧化氮,这些成分聚集于尾气低温部分,一旦出现温度低于露点的情况,就很容易出现二氧化硫与水蒸气混合凝结,具有很强的酸性。

比如说急冷水冷却器出现内漏就容易出现亚硫酸腐蚀问题,所以露点腐蚀主要是防护不到位所导致的结果。

2、加氢工艺设备腐蚀防护策略2.1温度调整控制温度调整控制时解决加氢工艺设备腐蚀问题的主要途径。

论无水氟化氢反应转炉的腐蚀与防护


致系统 的堵 塞 。 所以, 以反应转 炉作为生 产设备时 , 应注 意洗涤 塔防堵塞 设施 的使用 , 防止洗涤塔 出现粉尘堵塞问题 。 ( 3 ) 反 应时 间的控 制 由于生 产 中化学 反应 的时 间越长 , 反应 的程度越 彻底 。 在化学 反应的前 期 , 反应速度 一般较快 , 随 着 反应 的持续 发展 , 反应速 度会 逐渐 降低。 而 由于反应 混合 阶 段, 反应 转炉 中碳素 钢受到 的腐蚀更 为严重 , 因此 , 应控 制生产 过程 中 , 反应混合阶 段的持续 时 间。 根据相关 研究 , 反应混 合阶 段 的时间应控制 在四分钟 以内。
纺织 、 汽车 、 航空 航天等 行业…。 各行 各业对 于 无水氟 化氢 的需 求也在 不断提 高 , 这对 无水氟化 氢的生产 工艺提 出了更高 的要 求。 然而生 产 中常会 出现反应转 炉的腐蚀 问题 , 因此 , 采用 有效
的防护 措 施 , 防止 反应转 炉的 腐蚀 , 对其 安全 生产 有着 十分 重 要的意 义。
或以上 , 带 内返 渣反应转 炉要 求萤石粉 细度为 , 筛:  ̄ L l O 6 m 或 以上 。 萤石粉细 度过细时 , 会使 大量粉 尘进入到 洗涤塔 中 , 会导
1 无水氟 化氢 的生 产工艺
目前无水氟 化氢的主要生 产技术采用 的是萤石 一硫 酸法 。
该技 术来 自于 国外 先进 技 术与 实际 生产 经营 的结 合 。 萤石一 硫酸法制造 无水氟化 氢的 工艺过程 中 , 主要将 进行以 下化学反 应。 C a F 与H2 S O 产生 化学 反应 , 并生 成HF与C a S O 。 这 一化 学反应是生 产过程 中的主要化 学反应 , 该 反应 过程具 有一定 的 吸热性 。 由于 C a F , 中存 在一 定 的杂 质 , 因此 生产过 程 中 , 还会 产 生一系列 的次 要化学 反应 J 。 无水氟化氢的具体生产流 程如下 : 萤石粉 经过蒸汽干燥 与 预热之后 , 使用斗式提升机将其运送 到萤石料仓 中。 经过计量后 , 采用 高速螺旋输送 器, 将料 仓中的萤石粉输送 至反应转炉 中 。 同 时将 发烟硫 酸与 已吸 收氟化氢 的硫酸运送 到混酸槽 , 使混 酸达 到浓 度要 求 , 经过预反应后 , 将其输送至反应转炉 。

化工机械设备被腐蚀的原因及预防策略探讨

化工机械设备被腐蚀的原因及预防策略探讨化工机械设备是化工生产中必不可少的设备之一,它们承载着化工生产的任务,在化工生产中发挥着重要的作用。

化工机械设备由于长期受到酸、碱、盐和水等腐蚀性介质的侵蚀,难免会产生一定的腐蚀现象,这会影响化工机械设备的使用寿命和性能,并且会增加运行成本和安全风险。

因此,对于化工机械设备的腐蚀现象需要重视,并采取一些措施予以预防。

1、化学腐蚀:化工生产中通过各种化学反应制得的酸、碱、盐等腐蚀性介质会导致机械设备腐蚀,这些化学物质直接侵蚀机械设备的金属表面,促使金属表面发生氧化、迁移和离子置换等反应,因此,机械设备不同部位会出现不同层次的腐蚀现象。

2、电化学腐蚀:化工生产过程中会产生电化学反应,电解质溶液中金属表面的阳极部分可能发生氧化反应,而阴极部分则发生还原反应,电子和离子的流动加速了金属的腐蚀。

例如,在装有电极的设备中,电极的阳极极端就是腐蚀的易发区,而阴极极端则往往出现腐蚀的倾向较小。

3、高温腐蚀:在高温条件下,物质分解和反应速度增加,发生化学反应的可能性增强,这使得机械设备的表面更容易出现腐蚀现象。

1、选择适合的材料化学介质的腐蚀性随着介质种类和浓度等的不同而异,不同类型的材料对于不同介质的腐蚀能力也是不同的。

因此,选择适合的材料是避免化工机械设备腐蚀的首要措施。

例如,对于酸性或碱性条件下的设备,应该选择钛合金、不锈钢等耐腐蚀材料,而对于含氟、氯化物介质的条件下则应该使用PTFE材料。

2、防腐涂层防腐涂层是现代化工企业实现多年来广泛应用的一种措施。

防腐涂层的工作原理是形成一层保护层,将机件表面与环境隔离,通过提高机件表面的抗化学腐蚀能力来达到防腐的效果。

有机、无机、水性等多种涂层可以选择,但具体涂层的种类需要根据设备的使用环境以及所容许的成本等综合因素来做出合理选择。

3、维护保养机械设备的腐蚀除了与材料有关之外,机械设备的腐蚀也与设备的使用和保养有关。

因此,设备的维护保养也是防止机械设备腐蚀的一项重要措施。

浅析化工设备腐蚀的原因及防护

浅析化工设备腐蚀的原因及防护化工设备腐蚀是指在化工生产过程中,设备受到化学、电化学、机械等方面因素的影响导致表面产生物理或化学变化,引起设备性能下降甚至失效的现象。

腐蚀不仅会造成设备损坏、生产过程中断甚至产生事故,而且还会带来严重的环保问题。

分析化工设备腐蚀的原因并采取有效的防护措施,对于保障化工生产安全稳定和设备寿命延长至关重要。

一、化工设备腐蚀的原因1. 化学腐蚀化工设备在生产过程中可能接触到各种化学物质,比如强酸、强碱、盐溶液等,这些物质会与设备表面产生化学反应,导致设备腐蚀。

强酸对金属设备具有强烈的腐蚀作用,长时间暴露在强酸环境下的设备会逐渐被腐蚀破坏。

电化学腐蚀是指金属表面在存在电解质的条件下发生的腐蚀现象。

在化工生产设备中,可能会产生电化学腐蚀的环境,比如在盐溶液中金属具有电化学的反应,在电场作用下产生腐蚀。

3. 磨擦腐蚀设备在使用过程中经常会受到机械磨擦,当金属表面发生磨擦时,容易产生金属微观结构的变化,破坏金属表面的保护膜,导致设备的腐蚀。

4. 温度腐蚀高温环境下,金属晶界易受到腐蚀物的侵蚀,金属晶界会发生化学反应导致金属表面氧化、脱碳等反应,从而加剧金属的腐蚀速度。

1. 选用耐腐蚀材料在设计化工设备时,应该根据生产环境的特点和设备所承受的介质,选择耐腐蚀性能好的材料。

比如对于强酸环境,可以选择耐酸不锈钢材料;对于强碱环境,可以选择耐碱材料等。

选用耐腐蚀材料是预防设备腐蚀的首要措施。

2. 增加材料的保护膜在金属表面添加防腐蚀的保护膜,能够有效阻隔腐蚀介质与金属直接接触,减缓设备的腐蚀速度。

常用的方法包括涂层、热浸镀锌、镀镍等。

3. 控制腐蚀介质的浓度和温度合理控制化工生产中的腐蚀介质的浓度和温度,能够减缓设备的腐蚀速度。

对于特定的腐蚀介质,可以通过控制浓度和温度来减少对设备的腐蚀作用。

4. 开展腐蚀监测和预测化工生产过程中,应加强对设备腐蚀的监测和预测,定期检测设备表面的腐蚀情况,预测设备腐蚀的趋势,及时采取修复或更换措施,延长设备的使用寿命。

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HF生产装置的腐蚀机理
及安全防护技术探讨

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HF生产装置的腐蚀机理及安全防护

技术探讨
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氢氟酸是清澈、无色、发烟的腐蚀性液体,具有
剧烈刺激性气味。可用于制造碳氟化合物和无机氟化
物、提炼金属、硅片制作、玻璃刻蚀、搪瓷、酸浸、
电抛光、罐头工业及某些清洁剂的成份。然而,氢氟
酸又是一种危险介质,它的腐蚀性极强,AHF生产不
能实现长周期开车,关键在于系统腐蚀严重,常常因
设备腐蚀原因被迫停车,虽非易燃品,但对金属的腐
蚀作用往往会导致容器和管道内产生氢气,从而潜有
着火和爆炸危险。同时氢氟酸还具有较高的毒性,对
人体容易造成伤害:其蒸气能溶于眼睛表面上的湿气
并产生刺激反应;若其液体溅入眼内,将引致严重及
不可恢复的损伤,令眼角膜留下疤痕;低浓度气体能
对鼻、喉和呼吸道产生刺激作用;高浓度气体会使口
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腔、口唇、喉咙和肺部严重灼伤。若液体积聚于肺部
便可导致死亡;氢氟酸液体还可使消化系统严重灼伤
或穿破;氢氟酸灼伤皮肤,将产生剧痛;若皮肤大面
积被溅,可导致死亡。
现国内外普遍采用萤石和硫酸在转炉内反应制取
无水氟化氢,反应转炉腐蚀严重一直是困扰AHF生产
企业的一个难题,设备腐蚀严重部位的腐蚀速率有时
高达100mm/a以上,如若防护不当,必将造成巨大的
经济损失和人员伤害。因此,探讨AHF生产中的腐蚀
机理及防护措施显得尤为必要。
以现行的生产工艺,反应炉内主要含有硫酸、氢
氟酸、氟化氢气体,氟磺酸、氟硅酸等强腐蚀性介质,
条件十分苛刻,腐蚀机理较为复杂。为此,我们进行
了以下实验,对其腐蚀机理进行初步探讨并提出相应
的防护设想。
实验采用同种材料三电极体系,即工作电极、参
比电极、辅助电极都为碳钢,其直径均为6.00mm长度
为25.00mm。腐蚀试验前,先用金相砂纸将试样表面逐
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级打磨至光亮,再用无水乙醇擦拭、烘干,插入有腐
蚀介质的烧杯中.
试验所用仪器为基于线性极化原理的CR-3多功
能腐蚀测量仪,测定时给定电极电位相对于自腐蚀电
位的微小增量△E为5mV,采用阴极极化,记录每一组
相应的极化电流强度△I,直至数据稳定。最后,取出
电极,清洗残酸,记录表面腐蚀情况,测量电极浸入
介质中的尺寸,计算出工作面积S。
通过实验和计算,得出碳钢在不同温度不同浓度
条件下的H2SO4和HF溶液中的线性极化电阻值Rp并
加以比较,结果如下:
在H2SO4溶液中,随着温度的升高,Rp不断减小,
且温度较低时,碳钢的腐蚀速率随着反应温度的升高
增大的趋势更加明显;H2SO4浓度越高,碳钢电极的
Rp值随温度的变化越大。Rp随着H2SO4浓度的增加先
变化平缓,达到80%后迅速上升,且温度越高,碳钢电
极的Rp值随H2SO4浓度的变化越小。分析原因可能是
由于随着浓度的升高,反应速率加快,在阴极不断产
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生氢气,破坏了碳钢表面生成的钝化膜,使得Rp迅速
减小;在高浓度时,其氧化性增强,碳钢表面生成钝
化膜,增大了极化电阻。
碳钢在HF中随温度变化的规律基本与H2SO4一
致,只是Rp值比H2SO4中小;HF浓度越大,其极化
电阻Rp随温度变化越小;Rp随着HF浓度的增加而不
断减小,且温度越高时,变化越缓慢。
此外,AHF生产过程中,腐蚀严重的阶段的H2SO4
浓度大多大于60%。因此,在浓度为70% 的H2SO4溶
液里分别添加等量的浓度分别为10%、20%、30%、40%
的HF,考察碳钢电极在混酸中Rp随温度和浓度的变
化规律。结果表明:
高温时,Rp随着添加的HF浓度的增加先缓慢减
小,后迅速增大,最后又减小。碳钢在30%的HF里具
有较高的Rp值。在对实验现象的观察中,我们发现添
加的HF浓度为10%-20%时,试样表面都有一层疏松的
黑色(暗灰色)物质,用清水一冲洗,就掉了。浓度为
30%时,试样表面呈暗灰色(有部分黑色物质,一洗就
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掉),出现较为坚硬的片状白斑,与基体结合较好,用
砂纸打磨白斑的时候,试样表面出现点坑状。浓度为
40%时,试样表面呈暗灰色,一打磨就没,与基体结合
的程度好与10%-20%时。因此,我们认为浓度为30%时,
碳钢表面发生了钝化(或生成了难溶的氟化物),使得
Rp值较高;而在40%时,氟离子起了活化作用,阻碍
或者破坏了碳钢的钝化,所以Rp值又小了下来。
低温时,Rp随着HF浓度的增加缓慢的上升;
70%H2SO4+20%HF的混合溶液里,Rp值最小;与单组分
的H2SO4、HF酸相比,Rp值小了几个数量级,这说明
在混酸溶液里,腐蚀情况更严重了;添加不同浓度HF
酸对碳钢的影响:添加30%HF时Rp值最大,40%HF次
之,20%HF的Rp最小。
碳钢电极在不同浓度的混酸溶液中,其Rp值随温
度的变化有时并不一致。这可能和碳钢在混酸溶液中
反应的条件不同有关。
基于上述研究,针对HF生产过程中的腐蚀问题,
除了可通过合理设计生产流程、控制工艺参数,使其
工作管理样本 | WORK MANAGEMENT
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Rp值最大和选择合适的材料减缓腐蚀外,还可采用如
下防护措施:
筛选合适的缓蚀剂(以阴极型和混合型为宜),将
其添加于原料中,以抑制腐蚀。
对腐蚀特别严重的设备,采用缓蚀剂和阴极保护
相结合的措施,相信可以得到较好的防护效果。
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