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        工業生產中設備材料腐蝕的危害有哪些?這么做就對了

        發布時間:2019-09-18 點擊次數:1570

              腐蝕,是工業生產中難以避免的安全隱患,不同的生產器件材料都有一定程度的腐蝕,其中以金屬材料的腐蝕最為普遍,金屬器件腐蝕造成的安全隱患也最大。下面就金屬材料的腐蝕機理、危害和防治措施進行簡單的論述。


        一、材料腐蝕的機理


        1.金屬材料的腐蝕


        金屬材料的腐蝕機理可以分為四類:物理腐蝕、化學腐蝕、電化學腐蝕和生物腐蝕。


        1)物理腐蝕


        主要是液態金屬造成的腐蝕,如水銀、高溫液態金屬等對金屬管道的溶解侵蝕,這種腐蝕不太常見,但如果生產中涉及,則絕對不可忽略。


        2)化學腐蝕


        廣義上的化學腐蝕,應該包括所有化學反應造成的腐蝕作用,也就是幾乎所有的腐蝕都是化學腐蝕。但是為了具體區分腐蝕機理,這里將化學腐蝕與電化學腐蝕、生物腐蝕分開介紹。相對于電化學腐蝕,單純的化學腐蝕不會產生電流。目前認定的化學腐蝕包括氣體腐蝕(干燥氣體和高溫氣體)和非電解質溶液腐蝕。常見的例子是干燥氣體對金屬的腐蝕問題,四氯化碳或甲烷中的率腐蝕問題。這種單純化學腐蝕,要求沒有水的參與,現實中即使是有機物介質中也含有少量的水分,難以認定為單純的化學腐蝕。


        3)電化學腐蝕


        電化學腐蝕包括大氣腐蝕、水環境腐蝕、土壤腐蝕、化工介質腐蝕、和熔融鹽腐蝕。這類腐蝕占到了日常腐蝕的絕大多數。其基本的原理是,腐蝕劑和金屬分別形成兩個電極反應(一個陰極,一個陽極),兩個電極反應之間有腐蝕電流產生,從而促進腐蝕的進一步加劇。


        4)生物腐蝕


        生物腐蝕主要是微生物腐蝕(硫酸鹽還原細菌腐蝕等),很多微生物分泌有機酸,就像腐蝕牙齒一樣也能腐蝕金屬。


        5)腐蝕劑


        強腐蝕劑有強酸(如鹽酸、硫酸、硝酸、王水等)、強氧化劑(氯氣、氟氣、碘蒸汽、硫、三價鐵、高錳酸根、重鉻酸根等)等,遇到強氧化劑或強酸性環境,很多不銹鋼也會生起銹來(見下圖)。一些氣體也有很強的腐蝕性,如二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氧氣等。強堿溶液對金屬鋁有很強的腐蝕性,對其他金屬也有一定的腐蝕性。甚至一些有機物質也是材料腐蝕的重要原因,比如很多有機溶劑會腐蝕塑料、橡膠等材料,尤其是密封件的腐蝕。另外,多數鹽水包括海水對于金屬都有一定的腐蝕性,常見的金屬管線腐蝕、輪船腐蝕都跟水中的氯離子有很大的關系。需要強調的是,空氣中的氧氣、水蒸氣和二氧化碳是空氣腐蝕器材的罪魁禍首。


        2.其他材料的耐腐蝕性


        很多石材,都不耐腐蝕,比如大理石怕酸,含石英的巖石(包括多數陶瓷)怕堿。塑料的耐腐蝕性相對較好,但也容易老化。耐腐蝕性比較好的材料有石墨烯和鐵氟龍。東莞恩格勒公司專業生產防腐蝕液位計,其生產的PP、PVDF、PTFE材質液位計具有耐強腐蝕功能,能廣泛應用于強酸強堿環境中。


        二、腐蝕的危害


        機械設備是生產的基礎條件,機械故障會導致生產效率下降、生產停滯甚至發生安全事故。而機械事故中,很多事故都是由于金屬腐蝕造成的器件老化。由于腐蝕的存在,以及保護不力,使得很多設備尤其是化工設備壽命實際低于設計壽命,有的能低到40%。


        清華大學的白新德專著《材料腐蝕與控制》中列舉了由于設備腐蝕造成的767件化工事故,其中全面腐蝕事故17.8%,其余為局部腐蝕問題。在局部腐蝕類型中,應力腐蝕帶來了38%的安全事故,孔蝕25%,縫隙腐蝕3.2%,晶間腐蝕11.5%,選擇性腐蝕2.4%,其他2.1%。


        這些腐蝕帶來了安全隱患甚至事故,要求生產中定期檢修,及時排查。但停產檢修的代價是很大的,最好的辦法是做好防護減少檢修的次數,從而提高生產效率。下邊說說常見的防護方法,以及一些新的進展。

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        三、防腐蝕措施


        1.選擇耐蝕性材料


        常見的耐腐蝕金屬有各種不銹鋼(不同用途需要選擇不同型號)、耐蝕合金、有色金屬及其合金等。比如不銹鋼在輸送管材防腐領域有很好的應用前景。

        耐腐蝕的非金屬材料有:玻璃鋼、塑料、橡膠和陶瓷等。


        2.表面防腐


        1)噴涂防腐


        最簡單的表面防腐措施就是噴涂防腐油漆(要求苛刻的環境可以選擇符合要求的涂料),這個是成本最低應用最廣的方法,但這個方法多適用于器材外表面的防腐,并不適用于所有的防腐環境。


        2)鍍層防腐


        通過電鍍或者涂鍍技術,在金屬外表面或內表面形成一層防腐蝕保護層。


        3)襯里防腐


        對一些管線來說,可以選擇各種不同的襯里技術,如水泥砂漿襯里、復合纖維襯里、玻璃鋼襯里、塑料襯里、耐腐蝕金屬襯里等。


        4)新型表層防腐材料


        如石墨烯等新型防腐材料,已經開始在生產中投入使用,并取得了不錯的效果。


        3.電化學防腐


        1)逆轉電極


        電化學腐蝕是主要的金屬器材腐蝕類型,其中金屬充當了陰極材料,如果給器材施加反向電流,可以抑制金屬材料的腐蝕,甚至可以把金屬材料直接變成陽極,從而達到防腐的目的。


        2)犧牲陽極保護


        用一些相對活潑的金屬來保護容易腐蝕的金屬器材,比如用鎂金屬來保護鋼鐵。


        4.注重細節短板


        細節決定命運、短板決定高度。一些不太注意的細節往往給整個設備帶來重大安全隱患。比如,給高標準設計的生產設備更換了一個普通的配件,雖然省了錢,但這個配件的耐腐蝕性能遠沒有達到生產要求,最終成為重大安全隱患,就好比一個小配件毀了美國的航天飛機。再比如,器材的焊接與縫隙處理,不僅要考慮技術細節,更要考慮焊接材料與焊接方法,否則就可能成為重大安全隱患。


        5.做好電子元器件的防腐


        對于一些特殊化工行業,電子元器件的腐蝕也是不容忽視的問題。尤其是多數電子元器件并沒有使用防腐蝕的材料。簡單的辦法就是做好密閉隔離,做好防水。東莞恩格勒公司專業生產防腐蝕液位計,其生產的PP、PVDF、PTFE材質液位計具有耐強腐蝕功能,能廣泛應用于強酸強堿環境中。

        6.加強管理


        安全生產沒有小事,既要高度重視,又要講究方法,形成標準化操作。設備買回來,維護很重要,要對每一個細節,對每一種隱患都了如指掌,按照操作標準,定期保質保量地完成維護工作。任何一個小的配件,任何的焊接口,任何異常的安全指標,都要了如指掌,隨時正確處理。未來,隨著物聯網時代的到來,全自動化的監管維護系統將成為趨勢,安全的標準會越來越高。

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             東莞恩格勒公司專業生產防腐蝕液位計,其生產的PP、PVDF、PTFE材質液位計具有耐強腐蝕功能,能廣泛應用于強酸強堿環境中,尤其在大量使用氫氟酸的光伏、半導體、電路板行業大量使用。

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