腐蚀与防护论文范文

关键词： 电化学 机械设备 腐蚀 化工

第一篇：腐蚀与防护论文范文

化工机械设备电化学腐蚀与防护方法研究

摘要：化工机械设备中最为常见的、严重的腐蚀是电化学腐蚀，所以对电化学腐蚀进行研究可以降低化工机械设备的腐蚀程度。文章首先对化工机械设备发生电化学腐蚀的原因进行分析，然后通过研究化工机械设备的改性无溶剂防腐蚀涂料。通过化学实验的方式对该涂层效能进行分析，结果表明硅烷偶联剂A16和有机硅环氧树脂加入到无溶剂防腐蚀涂料中，可以达到很好的防止电化学腐蚀发生。

关键词：化工机械设备;电化学腐蚀;防腐蚀方法

1化工机械设备的电化学腐蚀原因

电化学腐蚀是由铁和氧形成的两个电极组成腐蚀原电池，电流不对外做功，电子自耗于腐蚀电池内阴极的还原反应中。电化学腐蚀是化工机械设备中众多腐蚀类型中最为常见的一种类型，而且该类型腐蚀对化工机械设备能够造成非常严重的后果。其发生腐蚀原因的化学方程式如下所示，该反应发生的是氧化还原反应。

Fe+2H+→Fe2++H2

图1为化工机械设备表面发生电化学腐蚀后的现象，从图1可以看出，发生的腐蚀现象是使金属表面形成很多的小鼓包，然后还有黑色的被腐蚀的小坑。这样会造成化工机械设备的使用寿命变短，极大的造成了经济损失，还减慢了化工生产的速度，严重的还会对生态环境造成影响甚至是员工的人生安全。一般情况下，化工机械设备发生电化学腐蚀的原因有两种，一种是化工机械设备的自身的组成和结构，二是外界环境中的腐蚀性物质与化工机械设备相接触。由于电化学腐蚀会对机械设备造成严重的影响，所以对其进行防腐工作至关重要。

2化工机械设备电化学腐蚀防护方法

目前，对于防止化工机械设备电化学腐蚀的出现，已经出现很多方法，比如牺牲阳极保护法、外加电流阴极保护法等，这些方式都可以减少电化学腐蚀的发生，本文将从化工机械设备的防腐涂料人手，研究纳米二氧化硅改性环氧树脂的涂层防腐蚀性能效果。

2.1实验原料

双酚A无溶剂环氧防腐蚀涂料、二氧化硅改性环氧树脂、改性胺固化剂、活性稀释剂、有机硅环氧杂化树脂，硅烷偶联剂A16，为了突出该改性防腐蚀涂料能够对化工机械设备起到很好的防治电化学腐蚀，制作普通的双酚A无溶剂环氧防腐蚀涂料与之形成对比试验。

2.2试验过程

制作试验试样：由于化工机械设备制作材料很多采用钢板材料，所以本文在钢板上进行涂抹防腐蚀涂料，首先需要先将钢板除锈、除尘、除油，即钢板表面进行除污处理，然后将改性后的涂料涂在上面，再用普通的涂料涂在另一块钢板上，这样的涂层钢板多准备几块，放于常温环境下7天干燥，然后选择涂层厚度最为均匀的钢板作为实验的样本。

2.3结果讨论

2.3.1改性环氧树脂对涂层性能的影响

为了研究改性环氧树脂的防腐性能，选择了只含有改性环氧树脂的涂料涂抹在钢板上的试样进行实验研究，实验结果如表1所示，从表1中可以看出，当改l生环氧的的含量由0增加到10%时，试样的附着力、柔韧性、冲击性、耐热碱、耐盐雾性能是越来越好，当含量大于10%后，各方面的性能开始下降，所以可知，当改性环氧树脂的含量为10%时，最有利于试样的性能。

2.3.2硅烷偶联剂A16对涂层的影响

将硅烷偶联剂A16加人到无溶剂改性环氧涂料中，研究涂层的附着力。研究结果如图2所示，其中设置的改性环氧树脂的含量为10%，从图2可以看出，含有硅烷偶联剂A16的涂层，其附着力明显增大。当附着力增大后，能够保障防腐涂料长时间的粘附在金属表面，能达到长期防腐的效果，所以加人硅烷偶联剂A16更有利于化工机械设备的化学防腐。

2.3.3有机硅环氧树脂对涂层的影响

经过上面的两个实验可知，改性环氧树脂含量为10%、含有2%的硅烷偶联剂A16有利防腐蚀的作用，所以本实验的涂层中也含有这两种成分。有机硅环氧树脂的实验结果如表2所示，从表2中可以看出，当增加有机硅环氧树脂的含量時，耐碱腐蚀性能刚开始会增加很陕，当有机硅环氧树脂继续增大时，耐碱腐蚀l生能就会保持在一个稳定数值内。还可以看出涂层与水的接触角度随着有机硅环氧树脂的含量增大而增大，但是对于附着力、抗冲击的性能并没有什么明显的变化。

有机涂层的防腐原理就是将钢板与腐蚀介质隔开，从而阻止腐蚀介质腐蚀金属表面，但是这种方式不能将金属与腐蚀介质完全隔开。因为溶剂会挥发，出现这种情况后有机涂层表面就会出现很多针眼和分子结构之间的缝隙，腐蚀性的物质就会从这些缝隙中渗透到金属材料的表面，造成金属发生腐蚀现象。如果涂层的各方面的性能越好，金属被腐蚀的风险就越小。所以当腐蚀性的物质与金属表面接触所花的时间越长，说明该防腐蚀性的涂层越好，反之，时间越短，涂层性能就越不好。Hulden M研究出涂层的渗水率可以推测出涂层的耐腐蚀性能，因为涂层就相当于一个挡箭牌的作用，当这个挡箭牌出现漏洞时，就失去了它的作用，金属表面就容易发生腐蚀现象。所以涂层的阻挡效果可以用涂层对水的渗透速率和吸水能力表示，而抗渗透性能可以用涂层饱和吸水率的大小来判断。

如表3所示有机硅环氧杂化树脂对涂层阻隔效果的影响，从表3中可以看出，当有机硅环氧杂化树脂用量越来越多时，涂层的吸水率、渗水率和饱和渗水率都越来越小，说明了有机硅环氧杂化树脂有助于防腐涂层的阻隔效果，能够避免金属受到腐蚀，出现这种现象的原因很大程度上是因为有机硅环氧杂化树脂有助于提高涂层的疏水性。

涂层达不到防腐效果最主要原因就是腐蚀性的物质穿过涂层进人到了金属表面，当腐蚀性的物质积累到一定程度后就会出现腐蚀现象。如图3为有机硅环氧杂化树脂的涂料的电化学阻抗谱，该涂层浸泡有60d，如表4所示，即为涂层的孔隙电阻及双电层电容。从图3中可以看出，当防腐涂层中不加入有机硅环氧杂化树脂时，电化学阻抗谱有一点扩散现象，这时候腐蚀性的物质比较容易穿过涂层，金属的表面开始出现腐蚀的情况了，此时的防腐涂层已经达不到防腐作用了。从表4中可以看出当加人的有机硅环氧杂化树脂的量越来越大时，R。值越来越大，说明有机硅环氧杂化树脂与抗渗透性能成正比关系。但是当有机硅环氧杂化树脂的量由5%开始越来越大后，孔隙电阻也会越来越大，但增速减小。

从上面的实验结果可知，当在防腐涂层中加人有机硅环氧杂化树脂后，能够使涂层的抗渗透性能变好，使防腐介质很难穿过涂层，从而对化工机械设备有更好的防腐效果。加入的有机硅环氧杂化树脂量越多，防腐蚀效果是越好好，但是实际情况中该物质加人得越多，就会使材料成本增加，所以既能起到很好的防腐作用又能节约成本，将有机硅环氧杂化树脂的量设置为10%最为合理。

2.4改性涂层防腐蚀性能研究

为了验证优化后的涂层的防腐蚀效果，与普通的双酚A无溶剂环氧防腐蚀涂料对比。将刷有两种防腐蚀涂层的试样放于碱性污水中浸泡，然后通过显微镜进行观察，图4和图5所示，为两种防腐涂料的观察结果。从图4中可以看出，普通的防腐涂料浸泡的时间越来越长后，涂层的孔隙率越来越大，而且表面的粗糙程度也越来越大，与未浸泡的试样相比，浸泡了1000h的粗糙程度增大了6倍，并且当浸泡的时间越来越长后，增幅程度也将会越来越大。如图5所示为改性后的防腐蚀涂料的试样结果，从图中可以看出，与普通的涂层一样，当浸泡时间越来越长时，涂层的孔隙率和粗糙深度都会越来越大，但是改性后的涂层很明显粗糙深度变化得很慢，浸泡时间1000h的与没浸泡的相比粗糙程度只增大了不大一倍。说明了改性后的涂料对化工机械设备的防腐效果很好。

通过上面所有的实验结果表明，当无溶剂环氧树脂中添加改性环氧树脂和有机硅环氧杂化树脂后，能够极大程度的阻止腐蚀性的物质与金属表面接触，降低化工机械设备中的电化学腐蚀。

3结语

电化学腐蚀作为化工机械设备中的最为常见且最为严重的腐蚀类型，对其进行防腐工作非常有必要。又由于化工机械设备的工作环境比较特殊，经常会与具有腐蚀作用的物质接触，于是作者研究了防止出现电化学腐蚀的纳米二氧化硅改性环氧树脂涂料，该涂料具有很好的防腐蚀作用，当向其加人硅烷偶联剂A16和有机硅环氧树脂时，可以明显的增加化工机械设备的电化学腐蚀。防止化工机械设备出现腐蚀方式有很多，经过研究防腐蚀涂层作为防腐方式能够达到较好的作用，但是还是不能完全的保证化工机械设备不受到腐蚀侵害，所以今后需要对化工机械设备的防腐蚀方法进一步的研究，将防腐工作越做越好，可以减少很多的经济损失。

作者：魏者聪 高阳 王长红 张鹤

第二篇：石油化工静设备的应力腐蚀开裂与防护

摘要：近些年来，我国社会经济发展速度迅猛，推动着社会各行业的稳步升级与改革，在这样的时代背景之下，各行各业对能源的需求与日俱增，而是由作为我国能源体系的重要组成部分，备受社会各界的广泛关注，因此石油化工行业也是如今社会最为重要的支柱产业之一，为了保证石油化工行业的良好发展，本文针对石油化工静设备的应力腐蚀开裂展开分析，并且结合实际腐蚀开裂的诱发因素，提出相应的防护措施，希望能够减少重大经济损失，避免因静电设备损伤而带来的不良影响。为我国石油化工行业的稳定发展打造一个良好的基础。

关键词：石油化工企业，静设备，应力腐蚀开裂，防护体系

一、石油化工静设备的特殊性

石油化工企业在进行生产的过程中，需要应用到各种各样的电子设备，在这其中石油化工静设备具有着较为特殊的工作性能有要求。该种设备是整个生产过程中最容易出现腐蚀开裂现象的生产机械，当然造成这项问题的主要因素，与石油化工企业自身的特殊性有着密不可分的关系，大部分的石油化工设备都属于重型设备，需要承受较多的拉应力，另一方面来说，在进行生产的过程中，石油化工生产所采用的原材料大多具有腐蚀性，而且工作环境是高温环境，导致整个腐蚀过程的速率较快，静设备长期处于这样的工作环境出现腐蚀问题在所难免。

二、石油化工静设备应力腐蚀开裂成因

2.1存在拉应力

石油化工企业所使用的设备存在着较大的拉应力，而这种拉应力可以简单的分为两种，一种是制造中产生的拉应力，另一种是生产中使用产生的拉应力。这两种拉应力都是导致设备自身使用寿命下降的主要因素，大量使用重型设备会产生较多较为复杂的拉应力，而这些设备自身的工作特性导致很难做到精细化管理，因此产生拉应力在所难免。

2.2腐蚀环境

石油化工静设备在生产过程中需要克服的环境因素有两种，分别是高温环境和腐蚀环境。单独的高温环境并不会对石油化工静设备造成一定的影响，但是由于生产过程中设备处于腐蚀性的环境之中，本身就会对设备造成一定的损伤，而高温的环境会加速材料腐蚀和设备的损伤，导致设备出现较为严重的质量问题。

三、应力腐蚀开裂的防护措施

应力腐蚀开裂问题一直是困扰石油化工静设备使用寿命的重点问题，因此备受化工企业的关注，我国近些年来，大量的专家学者针对这一问题展开探讨和研究，希望能够减轻应力，腐蚀开裂为石油化工行业发展带来的破坏，只有建立完善的防护措施和应对体系，才能够有效地提高石油化工静设备的使用壽命，保证生产的效率，尽可能的减轻生产成本和后期维修成本。通过完善防护体系，有针对性的采取防护措施，开展保护工作是解决该问题的主流方法。

3.1优化结构设计

若是想减轻应力腐蚀开裂带来的影响，必须从多方面入手，首先在选择材料方面要做好充分的前期准备工作探讨材料的结构性能和物理性能，选择合适的金属材料或者是合金材料，这些材料在高温的环境下不会发生相应的腐蚀作用。也就是说相关的石油化工静设备设计工作，要根据石油化工生产的特性和需求进行充分的设计探讨，根据生产性能要求选择合适的材料，例如环境多变的生产情况，需要选取不易发生腐蚀的材料，如果设备锁在的生产环境，富含大量的氯元素。就需要选择不会轻易与氯元素发生反应的化学材料，首先要排除的化学材料就是奥氏体不锈钢，这种材料虽然在石油化工企业应用范围极其广泛，但是极容易与氯元素发生反应，因此要首先排除。

3.2文明施工，控制残余应力

造成应力腐蚀开裂现象的主要诱发因素中，残余应力占据着较大的比重。可以说在设备生产的过程中，有效的控制残余应力，能够大幅度的提高设备的使用寿命，也能够有效的降低设备腐蚀开裂现象发生的可能性。残余应力主要指的是设备组装，焊接过程中产生的多余的拉应力。而这些拉应力并非不可避免，可以选择适合的补救措施，例如热处理，机械拉伸，水压实验和充分震动等等。这些补救措施能够将残余应力控制在合理的范围之内，将这些残余应力对机械设备造成的影响降到最低。

3.2.1组装过程中的控制

在进行设备组装的时候，工作人员首先要对设备有着全面的了解，根据相关的组装规范要求进行科学的组装，但是我国大部分的石油化工工作人员在进行施工的时候，往往采取最简单省事的方法进行设备的安装，例如生拉硬拽，捡漏焊接等等，这些做法会使设备的整体结构受到破坏，这样会造成大量的残余应力，也为后期设备使用埋下了不必要的隐患。所以在设备组装前，设计人员要设置相应的组装流程和质量控制规范，对整个安装过程进行把关和监控，避免影响设备的组装方式出现。

3.2.2焊接的质量控制

焊接设备所使用的焊接材料，对于整个设备的使用寿命来说至关重要，如果焊接材料选择不恰当，那么整体焊接的质量就会受到影响，材料性能再好也无法保证设备的整体性和稳定性，所以焊接所用的材料最好与设备本身材料保持化学成分的一致性，这样设备才能够形成一个稳定的整体，具有整体防腐蚀性能，不会因为腐蚀高温环境而导致自身的整体性能下降。

四、结束语

综上所述对于石油化工行业的发展来说，石油化工静设备具有着至关重要的作用，而这种设备最容易被腐蚀，所以无论是设备设计还是设备制造阶段，都需要根据相关的规范要求进行严格的质量把控，而安装和后期养护阶段，也要时刻针对实际情况设置完善的防腐蚀开裂措施，只有这样才能够保证设备的整体稳定性，提高设备的使用寿命。

参考文献

[1]徐振龙.化工装置静设备安装工程质量控制[J].设备管理与维修，2021 （12）：100-101.

[2]黄身旺.石油化工装置静设备安装工程质量控制[J].化工管理，2019（12）： 158.

作者：王文娟

第三篇：输油管道的腐蚀及防护

摘要：我国石油管道运输发展迅速，其经济、节能、环保等优越性明显，钢制管道腐蚀一直是管道泄漏、失效的主要原因，管道的腐蚀与防护直接影响管道的使用寿命和经济效益。本文主要从管道腐蚀的原因及对管道腐蚀进行防护的办法进行分析介绍，期以在输油管道的建设和运行中有一定的指导意义。

关键词： 输油管道;腐蚀与防护;涂层;保护

在油品运输领域，管道运输节能环保高效的特点日益突显。但大多采用无缝钢管、螺旋焊缝钢管和直缝电阻焊钢管材质的输油管道，通过埋地或跨越时架空两种方式敷设，输油管道都会遭到所输油品和周围介质接触发生化学作用或电化学作用等而引起其表面腐蚀。这不仅缩短输油管道的使用寿命，还可能引发油品泄漏等污染环境事故，甚至会因腐蚀而使整条管线失效，笔者过很多管道已运行四十年之久，输油管道的长年运行，因管线腐蚀而引起的经济损失越来越大。研究管道腐蚀发生的原因，以及采取有效的防护措施，有十分重要的实际意义。

1加强输油管道防腐蚀工作的重要性

现阶段，我国的石油、天然气等资源的输送渠道主要依托于远程的埋地管道，它的主要材质为钢材。因为输油管道很多处在比较复杂的地理环境中，其地下的土壤成分不同，且管道输送的物质其腐蚀性存在较大的差异，所以管道的内外壁皆会产生不同程度的腐蚀问题。万一输油的管道遭到严重腐蚀并发生穿孔，甚至断裂的现象，则会引起内部油气能源的泄漏事故，进而中断了运输工程，这样不但会带来严重的能源浪费，而且极大地污染了周围的自然环境，甚至给企业造成巨大的经济损失。所以，对输油管道进行有效地防腐蚀工作显得十分关键。相关的工作人员务要深刻认识我国的输油管道其具体的运输特征与腐蚀的情况，不断摸索管道腐蚀现象的规律，并采用及时可靠的防护手段确保输油管道的有效运行。

2输油管道腐蚀的主要原因

2.1土壤的腐蚀

我国的输油管道大多数都是钢制管道，为了把油输送到我国的各个地方，钢制管道会埋在各种不同类型的土壤、河流、湖泊中，不同环境中的气温、地下水位、杂散电流等都会对钢制管道造成不同程度的腐蚀，就算是在土壤中含水量较少的干旱的沙漠地区，土壤中含盐量的高低、透气性的好坏、土壤的潮湿度以及降雨量的多少都会在短时间内造成钢制管道的腐蚀破坏，钢制管道长期的埋在地下，也会与土壤中的特殊电解质发生电化学反应，这是我国输油管道发生腐蚀的主要原因之一。

2.2施工、设计不当及违法施工造成防腐层破坏

输油管道都需要长时间埋在地下，很容易遭受各种腐蚀，所以施工人员就会在输油管道上加一层防腐层，防腐层是为了防止输油管道与其他介质接触而出现腐蚀现象。输油管道的弯头部位是较特殊的位置，弯头比其他的地方更容易腐蚀，有的设计人员没有重视该问题，所以很多时候输油管道的弯头部位都很容易被腐蚀。现在城市建设越来越发达，许多施工队伍在进行施工过程中，丝毫不会顾及到地下的输油管道，从而导致输油管道的防腐层破坏或者是输油管道损坏，这样大大的加重了输油管道的腐蚀现象。还有不法分子为了偷油，在输油管道上开孔，造成了输油管道的極大损坏，经过抢修封堵盗油点后，施工人员的管道防腐工作如果做得不规范，输油管道也很容易发生腐蚀现象。

2.3输油管道内壁腐蚀

输油管道在运输油的过程中，会遇到一些含有腐蚀性介质的油，就像是原油，原油中含有大量的腐蚀性介质，如果在运输的过程中，输油管道内部的防腐层出现了破损，原油中的腐蚀性介质就会与输油管道发生接触，从而就会造成管道的腐蚀。有时候输送原油的过程中，输油管道的内壁压力会较大，这会导致输油管道防腐层较为脆弱的部位破损加大，而且原油中含有大量的固体颗粒杂质，在运输的过程中，会对输油管道的内壁造成一定的磨损。有的时候输油管道中会含有一些水分，这些水分会与输油管道中的金属和杂质发生反应，从而造成输油管内壁的腐蚀。

3对输油管道进行防护的有效措施

3.1内壁腐蚀的防护

第一，从输油管道的金属材料上入手，选择合适的原材料。

第二，在输油管道内部涂抹一层防腐层或加一层非金属材料，比如乙烯粉层与环氧树脂粉层等。内壁非金属材料可以采用热喷玻璃的防腐工艺，涂层不仅具有很强的耐高温效果，还能够生产不老化的防腐产品。除此之外，采用一些化学药剂或者处理介质的方法，也能降低内壁腐蚀的影响。

3.2外壁腐蚀的防护

外壁防腐可以在金属材料的输油管道表面涂抹一层防腐土层，比如：石油沥青防腐层、熔结环氧粉的防护层、煤焦油的瓷漆防腐层、双层的环氧粉防腐层等，还可以采用烯胶粘带的防护方法，这种胶带具有很强的粘黏性，能够与管道外形成有效接触从而达到防护效果。由于胶带防护的机械性能比较好，并且容易施工、成本费用低，在输油管道外壁防腐中得到广泛应用，并且在粘接性与防腐性方面仍在不断的创新和研究中。

4总结

由于输油管道的腐蚀原因比较复杂，在平常工作过程中，工作人员还需不断总结相关的经验，因地制宜选择最适合的防护措施，以更好地确保我国输油管道的正常运输与资源的有效供应。

参考文献：

[1]田赤勇，陈进殿，李爽. 基于灰色模糊理论的埋地输油管道腐蚀与防护势态综合评判. 管道技术与设备，2005(04).

[2]刘宝明. 如何搞好输油管道的腐蚀与防护. 中国石油和化工标准与质量，2012(08).

[3]刘士庆. 浅析输油管道的腐蚀与防护措施[J]. 中国石油和化工标准与质量，2017，37(19)：76+78

[4]徐国新. 试论输油管线的腐蚀及防护问题[J]. 化工管理，2015，(11)：32.

[5]明士涛，崔斌，淦邦. 油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护措施[J]. 安全、健康和环境，2016(02).

(作者单位：中石油化工股份有限公司胜利油田分公司清河采油厂)

作者：余江丽