小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

化工企业在设备安装前,公司的相关负责人务必要考虑的一项问题是设备管线的选型、选材。若是设备选型、选材错误,将会为项目投产以至后续的安全运行带来极大的影响,甚至是造成项目的失败。那么,设备管线选型除了要满足生产工艺的条件外,还需要注意的就是设备管线介质对设备腐蚀的影响。很多大型化工企业都会“一年一小检,三年一大检”,而检修的目的是进行预防性维护,腐蚀一般是很缓慢的过程,通过检修能够有效检验腐蚀程度,从而降低装置的运行安全风险。

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

但是,对于腐蚀,我们真的了解了吗?不同的介质究竟该如何选材才能降低甚至避免腐蚀带来的影响?如果你也有这方面的困惑,那么,小钉下面要说的干货,你一定要认真看,有必要收藏、关注,以方便下次使用时查阅。

认识腐蚀

腐蚀,主要是指材料在环境的作用下引起的破坏或变质的现象。对于金属或者合金而言,腐蚀主要就是由于化学或电化学作用引起的破坏,有时还同时伴有机械、物理或生物作用;对于非金属而言,腐蚀一般是由于化学或物理作业引起,如氧化、溶解、溶胀等现象。

腐蚀可以根据形态分为均匀(全面)腐蚀和局部腐蚀两类,局部腐蚀又可以分为孔蚀、缝隙腐蚀、脱层腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀破裂、氢腐蚀等若干小类。

而腐蚀的危害也是很大的,一般像均匀腐蚀,进展都比较慢,危险性也不是很大,大家在日常工作中也能够有效监测,但是在化工厂经常出现的是一些局部腐蚀和应力腐蚀破裂事故,这种腐蚀都是突然性发生的,有极大的可能造成事故损失。

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

腐蚀除了会造成安全和经济损失外,在阻碍新技术的发展方面也有很大的影响。很多化工厂在做小试时,都很顺利,但是在进行工业化生产时就会存在问题,其中的原因就是生产设备跟不上,而这一点也是我们常常没有办法解决的,也是导致阻碍生产进步的根源。例举一个很容易理解的例子,在化验室我们使用化验室仪器研发出一款产品,各方面性能也都检测达标,也证明了工艺的准确与有效性。但是在投入生产的时候,发现生产设备无法满足要求,比如需要加热,又需要盛放强酸,金属材料无法使用(遇酸就腐蚀),有机材料能耐腐蚀但是又无法满足加热要求,而选用特殊材料,价格又及其昂贵,最终的结果就导致项目无法进行。

而随着工业的发展,大部分腐蚀是可以避免的,通过正确选材和设计、环境控制、缓蚀剂、电极保护、合金化、涂层、衬里以及表面处理等方式是可以在一定程度减少或避免材料腐蚀。而今天小钉要说的就是通过选材来减少腐蚀带来的危害。

材料的简单介绍

在选材之前,小钉有必要对化工厂常用的材料进行简单地科普一下。首先,化工上常用的材料包括金属及金属合金、非金属的塑料、陶瓷、石墨等材料,材料的种类多达上万种,而一个大的类别又分为若干个小类别,就说不锈钢材料,由于成分、配方或者加工工艺不同,又分为不同的牌号。塑料也一样,填料、增塑剂、添加剂不同,耐蚀性可能显著不同。

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

但是,有一点认知我们必须要牢记:没有万能的耐腐蚀材料。材料的腐蚀性和其所处的环境有很大关系。

(1)金属材料-碳钢和铸铁,首先他们都是铁碳合金,区别是碳含量,大于2.08%的为铁,小于2.08%的为钢。铸铁的成分与钢不同,铸铁的含碳量大于2% (常用2. 5~4%C),其杂质远大于钢。铸铁的组织中有石墨存在,石墨的强度近于零,因此石墨存在相当于钢的基体上存在裂缝或空洞,使铸铁的性能比钢低,特别是抗拉强度和塑性低,不能进行锻压加工,但其硬度和抗压强度较好,所以铸铁主要用于承受压力的零件。

(2)金属材料-高硅铁,在铸铁中加入一定量的某些合金元素,可以得到在一些介质中有较高耐蚀性的合金铸铁。高硅铸铁就是其中应用最广泛的一种。含硅10%~16%的一系列合金铸铁称为高硅铸铁。高硅铁的耐蚀性非常好,但是力学性能和机械加工性能差。

(3)金属材料-不锈钢,根据GB/T20878-2007中定义是以不锈、耐蚀性为主要特性,且铬含量至少为10.5%,碳含量最大不超过1.2%的钢。

不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

不锈钢按成分可分为Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。比如201、202不锈钢、304、316不锈钢,409不锈钢等等

(4)金属材料-其他,还有例如铝及铝合金、铅及铅合金、铜及铜合金,特种钢、钛及钛合金等等。

(5)非金属材料-陶瓷、玻璃、搪瓷,这类材料中含有大量的硅元素,力学性能差,常需要包钢或包铁做外部防护,他的耐蚀性相对比较好,但是不耐氢氟酸。

(6)非金属材料-塑料,常见的有聚乙烯/聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、聚丙烯塑料等,这类材质不耐温,有的不耐磨,但是在酸碱腐蚀这方面相对比较适合,大部分化工厂需要进行设备管线衬塑处理,而不能直接使用,以提高安全性,但是加工、安装相对复杂,所花费的时间也相对长。

不同介质的选材建议

化工厂中,常见的腐蚀性介质如酸、碱,不同介质对选材也有区别。小钉这里简单的罗列一下:

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

正确选材的原则以及常见的选材误区

1.选材事先不查阅资料

2.认为不锈钢湿万能耐蚀材料

3.不重视大气、水、蒸馏水等的腐蚀

4.设计不考虑结构对腐蚀的关系

5.不注意电偶腐蚀

小钉科普:化工厂常见问题之腐蚀及防护

6.不考虑制造价格对腐蚀的影响

7.不考虑环境对强度的影响

8.腐蚀试验不结合实际

9.不考虑环境细节和可能的变化

10.防腐措施不适当

好了,小钉今天就先分享这些知识了,前段时间,因为公司一直有事,所以没有更新,在这里,小钉先说一下抱歉!接下来,小钉还会一如既往的更新新知识,希望大家,继续关注小钉。~