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一、组装简单的原电池
如图1,分别将铁钉与碳棒插入一块泡沫塑料中,上端用传统的灵敏电流计将碳棒与铁钉连接起来,下面的烧杯中可以加自来水,电流会大一点易检测到.如果用矿泉水,电流会小一点,但是也可以检测到.利用DIS的微电流探头,也可以将反应中的电流检测出来.画出实验数据图,从而证明钢铁在发生腐蚀时的确有电流产生.
二、钢铁的电化学腐蚀实验
苏教版《化学反应原理》第23页的活动与探究,是通过发生电化学腐蚀后具支试管中气体压强的变化来说明反应发生了.实验装置图略.这个实验现象不明显,不容易成功.而利用DIS压强传感器,能够迅速地测定试管中压强的变化.实验装置如图2.
为了使反应迅速发生,我采用了江军老师的方法.在大试管内壁套一层滤纸,并用0.1mol/L的NaCl溶液润湿,撒上1g铁粉,再撒上2g炭粉,(这样的操作和配比,实验较快),然后利用压强传感器得到数据图:棕色的曲线代表的是吸氧腐蚀时试管中压强的变化趋势,蓝色的曲线代表的是1mol/L稀醋酸中加入同样质量的铁粉时压强的变化趋势图(图略).从图中可以看出,在稀醋酸中加入铁粉后,试管内的压强稍变小,然后稍有升高.同时,可以得出如下结论:在氯化钠溶液存在下,钢铁发生了吸氧腐蚀,使大试管中的压强下降,而对比用的酸性条件下的稀醋酸溶液中压强变化不明显.这引起我的思考.没做实验之前,总觉得析氢腐蚀会产生氢气,试管中的压强应该增加.为什么压强变化不大?是不是醋酸引起的?为了分析不同浓度的醋酸对铁粉腐蚀速率的影响,我用不同浓度的稀醋酸进行实验,比较醋酸的浓度对实验中压强的影响.我做了3个对比实验,然后用蓝色的曲线代表1mol/L稀醋酸,棕色的曲线代表3mol/L稀醋酸,蓝绿色的曲线代表6mol/L稀醋酸,在同一个坐标系中得到三个曲线趋势图(图略),然后引导学生对曲线进行分析.从曲线中可以得出的结论是,以醋酸为电解质溶液,钢铁腐蚀时仍然以吸氧腐蚀为主.即使是酸性的环境,但吸氧腐蚀还是发生了.曲线变化不大的原因,可能是消耗氧气的速率与生成氢气的速率差不多,所以压强的变化不大.
三、利用DIS技术对钢铁电化学腐蚀实验探究的反思
1.实验改进前后的比较.实验1:检验电流.教材上没有提供实验装置,改进后的实验装置如图1.实验2:测定压强.教材中的装置如图2,改进后的实验装置如图3.
2.本次DIS实验改进的特点.①验证了钢铁在腐蚀时的确有电流产生.②说明了钢铁在不同的条件下,发生了不同的电化学反应,特别是说明了,即使是在酸性条件下,吸氧腐g也同样发生.③现象明显,实验成功率高.
关键词:电化学腐蚀 溶解氧 介质
1、前言
锅炉给水系统中各种设备和管道大都是由碳钢制成的,只有加热器中用来传热的管件通常是由黄铜制成的。给水系统的腐蚀,会影响锅炉及热力系统的安全和经济运行,所以,防止金属腐蚀是一项重要的工作。金属表面和其周围介质发生化学或电化学作用,而遭到破坏的现象称为腐蚀。金属腐蚀,按其本质的不同可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。在电化学腐蚀过程中有电流产生,金属处于潮湿的地方或者遇到水时,特别容易发生这一类腐蚀。在给水系统中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。
2、影响电化学腐蚀的因素
影响金属电化学腐蚀的因素可分为金属本身的内在因素和周围介质的外在因素两方面。影响金属腐蚀的内在因素有金属的种类、结构,金属中含有的杂质以及存在其内部的应力等。当金属设备已经制成投用时,金属的材质已经确定了,周围介质就成为影响该设备金属腐蚀的主要因素。外界因素如水中的溶解氧量、PH值、温度、盐类的含量和成分以及流速等,都对腐蚀过程有影响。现分述如下:
2.1 溶解氧量
由于O2是一种去极化剂,所以在一般情况下,水中O2含量(溶解氧量)愈多,钢铁的腐蚀愈严重。但在某些特定条件下,钢材受溶解氧腐蚀的结果会在其表面上产生保护膜,此时水中O2的浓度愈大,产生保护膜的可能性就愈大,使腐蚀减弱。
2.2 PH值
水中的PH值是对金属腐蚀速度影响很大的一个因素。当水中溶解氧引起钢铁腐蚀时,水PH值的改变就会对腐蚀产生影响:(1)当PH值很低时,也就是在含有氧的酸性水中,PH值越低腐蚀速度越大,这是因为低PH值时铁的腐蚀主要由H+充当去极化剂所引起的;(2)当PH值在中性附近时,腐蚀速度随PH值的变化很小;(3)当PH值较高时,随着PH值的增大,腐蚀速度降低。
2.3 温度
在密闭系统中,水的温度愈高,金属腐蚀的速度愈快。这是因为,温度升高时,各种物质在水溶液中的扩散速度加快和电解质水溶液的电阻降低,这些都会加速腐蚀电池阴阳两极的电极过程。但如果钢铁的腐蚀过程是在敞口系统中发生的,那么温度升高到一定值时,腐蚀速度会下降。这是由于温度升高,会使气体在水中的溶解度减小。
2.4 水中盐类的含量和成分
从水中含有盐类的总量(即含盐量)来说,一般的情况是,水的含盐量愈多,腐蚀速度愈快。因为水的含盐量愈多,水的电阻就愈小,这样,腐蚀电池的电流就愈大。
2.5 水的流速
一般来说,水流速度愈大,水中各种物质扩散速度也愈快,从而使腐蚀速度加快。在因空气中氧进入水溶液而引起腐蚀的敞口式设备中,当水速达到一定大小时,由于多量的氧会使金属表面形成保护膜,所以有使腐蚀减慢的现象;但当水的流速很大时,由于水流的机械冲刷作用,使保护膜遭到破坏,那么腐蚀速度又会增高。
3、防止金属电化学腐蚀的方法
金属电化学腐蚀是由于金属和介质接触时形成腐蚀电池所引起的。为了使金属免受腐蚀,只要办法是设法消除产生腐蚀电池的条件,这可从金属设备的材质和周围介质两方面着手。
3.1 金属材料的选用
金属材料本身的耐蚀性,主要与金属的化学成分、金相组织、内部应力及表面状态有关,还与金属设备的合理设计与制造有关。从防止金属腐蚀的角度看,无疑应该选用耐蚀性强的材料,但是金属材料的耐蚀性能是与它所接触的介质有密切关系的,所以应该根据金属周围介质的性质来选用金属材料。在工业实践中,选用金属材料时,除了应考虑它的耐蚀性之外,还要考虑它的机械强度、加工特性及材料价格等方面的因素。
3.2 介质的处理
同金属相接触的介质,对金属材料的腐蚀性,在某些情况下是可以改变的,也就是说,通过改变介质的某些状况,可以减缓或消除介质对金属的腐蚀作用。例如,锅炉给水的除氧处理,就是除掉锅炉给水中溶解氧这种有害成分,提高了水质,从而达到了防止给水对金属腐蚀的目的。又例如,在锅炉化学清洗时,在除垢用的酸液中加入少量缓蚀剂等药品,改变了清洗液的化学组成,就可以大大减少了酸液对锅炉钢材的腐蚀。
4、结语
通过对金属电化学腐蚀几个因素溶解氧量、PH值、温度、水中盐类的含量和成分、水的流速等的分析,找出锅炉给水系统中金属电化学腐蚀的防止方方法,可以延长锅炉和热力系统的使用寿命,保证安全和经济运行。
参考文献
[1]《热力设备的腐蚀与防护》.中国电力出版社.
关键词:A3钢;腐蚀;方法;分析
中图分类号:TG265 文献标识码:A
1 前言
线性极化法根据Stern-Geary方程式,活化极化控制腐蚀体系,线性极化电阻Rp与腐蚀速度成反比,即Rp越大,腐蚀速度越小。
采用电位扫描法测量金属在腐蚀介质中的稳态阴、阳极极化曲线,作φ~lgi图确定强极化区内阳极和阴极Tafel直线的电位范围,分别对阳极和阴极Tafel直线进行线性拟合,确定拟合直线的斜率。
动电位扫描法在弱极化区测量稳态极化曲线,运用Corr View数据拟合中的Tafel法对所测极化曲线进行非线性曲线拟合,并对所测极化曲线腐蚀电位附近的线性区进行线性拟合来近似计算极化电阻Rp。
用上述方法研究A3钢在0.5mol/L稀硫酸中的腐蚀动力学参数,为A3钢在酸性介质中的应用提供了理论参考。
2 结果与讨论
2.1 三种测量的数据及处理
采用动电位扫描测量极化曲线,分析得出Tafel直线法测量动力学参数见表2。
数据分析得出电流扫描法的所测得的动力学参数见表3。
通过动电位扫描法利用所测极化曲线进行非线性曲线,如图1所示,数据分析得出弱极化法测量的动力学参数见表4。
几种测量方法中的腐蚀电位相差不多。说明,不同的方法对腐蚀电位的测量不会造成严重的影响。
2.2 对三种稳态测量方法的讨论分析
线性极化法对腐蚀体系的干扰小、测量时间短、重现性好。且对腐蚀的变化响应快,能够获得瞬间腐蚀速率。但线性极化电阻法本身不能判别缓蚀剂对阴、阳极过程的抑制程度。此外,该法只适用于均匀腐蚀,不能提供局部腐蚀的信息。
测量金属的极化曲线可以采用控制电位法或控制电流法,在测量金属的阳极钝化曲线时必须采用控制电位法,对于活化极化控制的腐蚀体系的强极化测量时采用控制电流法时控制信号的微小偏差对响应信号的影响较小。主要缺点是对腐蚀体系极化强、电极电势偏离自腐蚀电势较远,对腐蚀体系的干扰太大;由于极化到Tafel直线所需的电流较大,易引起电极表面的状态、真实表面积和周围介质的显著变化;在大电流作用下,可能使Tafel直线变短,也可能使本来弯曲的极化曲线部分变直,用外推法作图时对测得的icorr带来误差。
弱极化区的测试,对金属腐蚀的动力学方程式未作任何近似处理,利用此方法测得的腐蚀速度的准确度较高极化电位范围也较为适中,因此理论上此法的腐蚀速度应更接近腐蚀金属电极的实际腐蚀情况。
3 结论
(1)线性极化法快速灵敏,适用于均匀腐蚀。
(2)Tafel直线法简单方便,但对拟合要求较高。
(3)弱极化法接近腐蚀的实际情况。
(4)对于不同的腐蚀体系和腐蚀情况,应该参考资料和经验确定合适的研究实验方法。掌握电化学原理发展起来的电化学测试技术的原理及应用领域的进步,将有助于对腐性与防护技术的深入研究和开发。
参考文献
[1]聂立军,谭澄宇. A3 钢在硫酸溶液中的电化学腐蚀行为特征[J].腐蚀与防护,2005(10).
[2]蔡荣秋,林整.用线性极化法研究碳钢在几种酸性介质中的腐蚀行为[J].化学工程与装备,2007:4-7.
由于金属的化学特性,使得金属材料很容易被腐蚀。目前金属材料被广泛的应用于各行各业,腐蚀问题严重的影响了金属材料的使用寿命,并且会带来安全性问题,因此金属的防腐是科学工作者重要的研究课题,本文从影响金属腐蚀的因素分析,对金属防腐的方法进行探究。
关键词:
金属材料;防腐;探究
目前,金属材料被广泛的应用于各个领域,对人们的生活有些重要的作用。每年由于腐蚀造成的大量的金属材料浪费,这极大的浪费了资源,也给人们造成了很大的经济损失,不利于社会的可持续发展。金属的腐蚀是有金属自身的化学性质决定的,金属的腐蚀是一种化学变化,是一种化学反应,金属的活动性决定了金属腐蚀的严重程度。我们要防止金属发生腐蚀,就必然要求我们从金属腐蚀的原理出发,采用物理隔离、化学防腐蚀等方面着手。随着社会的不断发展,工业领域金属的防腐能力也提出了越来越高的要求,需要研究人员对金属防腐方法进行深入的研究。众所周知,在工业化初期,我们对金属制品的防腐措施还很简单,还很不成体系。但是到今天,我们的工业社会高度发达,以钢铁制成品为主的多种金属制品正在改变着我们的生活,这些金属材料同样也在工业领域发挥着重要作用,而且对防腐蚀工作提出了更高的要求。
1金属材料的腐蚀概念及类型
金属由于外部介质的化学作用或者电化学作用而引起的破坏称为腐蚀。对于材料来讲,没有哪一种材料能够绝对耐腐蚀,一定类型的材料只有在一定的压力、温度、操作介质类型等因素的条件下,才具有耐腐蚀能力。不同的材料的耐腐蚀能力也存在差异,金属材料的耐腐蚀性能跟金属的种类有很大关系,一般人们通过金属的腐蚀速度来判断金属的耐腐蚀能力。评定金属材料是否受到腐蚀的方法有视觉观察、质量观察、电阻变化等因素,根据造成金属腐蚀的原因可以将金属的腐蚀分为两类,分别是化学腐蚀和电化学腐蚀[1],而电化学腐蚀造成的金属腐蚀速度和严重程度都要高于化学腐蚀。
1.1化学腐蚀
化学腐蚀是一种不太普遍的腐蚀方式,一般是金属和所接触到的物质直接发生氧化还原反应的过程。化学腐蚀是金属和非电解质之间的发生化学反应而造成的破坏,例如铁在干燥空气下的腐蚀,这种化学反应遵循多相反应动力学的基本规律,在化学腐蚀过程中不会出现电流。化学腐蚀通常在金属和干燥的空气或者非电解质溶液接触时发生,高温下各种气体和金属的反应也属于化学腐蚀。在化学腐蚀过程中一般会出现不同厚度的膜,它是影响金属腐蚀速度的重要因素。化学腐蚀对于金属的破坏能力相对较低,腐蚀速度相较于电化学腐蚀也要慢。
1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀一种普遍存在的、具有很强破坏力的金属腐蚀方式。电化学腐蚀是金属和和周围的电解质发生作用,形成腐蚀电池,并从热力学的不稳定状态变到稳定状态,并对金属结构造成破坏的过程,在这个过程中金属中会出现电流。生活中的电化学腐蚀有钢铁在潮湿的空气中生锈和金属在酸中的溶解等,一般来说金属腐蚀的主要因素是电化学腐蚀。金属的腐蚀还可以根据腐蚀环境分为大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀和化工介质腐蚀。电化学腐蚀是我们在金属防腐工作中的重点。
2影响腐蚀的因素
2.1金属本身因素的影响
金属的腐蚀和自身的内在条件有很大的关系,如金属的表面状态、应力和自身内部组织等因素都对金属的腐蚀有影响。表面状态良好的金属相对于表面状态不好的金属来讲就更耐腐蚀,应力对金属的腐蚀有加速作用,尤其是当应力集中时,其加速金属腐蚀的同时还会破坏金属的晶格机构,危害更大。对于合金来说,其内部成分对于腐蚀的速度也有影响,例如钢中的碳元素就会因为与铁组成原电池为加速钢铁的腐蚀,而在钢铁中添加铬元素则可以减缓钢的腐蚀速度。
2.2外部条件的影响影响
钢铁腐蚀速度的外部条件有很多,例如操作介质、溶液运动速度。温度和压强等因素都会影响金属的腐蚀。操作介质中对金属腐蚀速率影响最大的因素是pH值,它是来判断电解质溶液性质的重要指标。pH对于金属腐蚀的影响则比较复杂,在酸性条件下一般会加快金属的腐蚀速率,但是在氧化性酸中,例如硝酸或者浓度大于百分之七十的硫酸中,部分金属可以形成致密的氧化物薄膜来阻止其继续被腐蚀,例如金属铝就可以在硝酸中形成致密的三氧化二铝薄膜。在碱性溶液中电解质内形成不溶物时会减小腐蚀速度,反之则会增大腐蚀速度。介质溶液中的氯离子等也会加大金属的腐蚀速度。一般来说温度越高,对于金属的腐蚀速度会增大。随着压强的增大会造成溶液中气体的溶解度增大,从而加大金属的腐蚀速度。在不少金属设备中接触运动溶液也会加速金属的腐蚀。
3金属材料防腐方法
3.1根据不同条件选择金属材料
金属材料被广泛的应用于各种环境之中,但目前还没有发现任何一种金属在一切介质之下都可以耐腐蚀,因此需要合理的选择材料,是金属材料避开那些对其有高腐蚀性的材料,将金属材料更多的应用于其耐腐蚀的介质之中。例如尽量不能将铁、铜直接接触使用,这样会加速铁的腐蚀。这种方式并不需要对金属材料进行处理就可以较少金属的腐蚀,防止不必要的资源浪费。同时在一些环境中可以采用非金属材料例如陶瓷、石墨等来代替金属材料,这些材料都具有很好的化学稳定性,比金属材料更加耐腐蚀。
3.2基于电化学的保护方法
此前我们已经介绍过了电化学腐蚀是金属最主要的腐蚀方式,根据其腐蚀金属的原理对金属进行保护。基于电化学的金属防腐蚀主要由阳极保护或者阴极保护来实现。阳极保护是通过电流使阳极极化,提高阳极的电极电位,此时阴阳极之间的电位差减小,从而减缓金属的腐蚀速度。阴极保护则是通过阴极的极化来实现的,在导电介质中将金属接到直流电源的负极上,并且使电流通过,就可以使阴极极化,这种方法的能够比较的阻止金属被腐蚀,被广泛的应用于管道的防腐蚀之中。
3.3对金属进行覆盖
在金属表面上覆盖一层保护层是一种常用的保护金属不被腐蚀的方法,金属表面被覆盖后无法与介质接触,这样金属就不能和介质形成腐蚀电池,能够防止金属背腐蚀。这种方式要求保护层和金属能够很好地粘合,同时可以有效的阻止金属和介质的接触,同时不影响金属的强度等性质。金属的保护层主要有非金属保护层、金属保护层、化学保护层等。非金属保护层就是将非金属的有机或者无机化合物涂抹在金属的表面,例如人们通常用油漆覆盖钢铁来保护其不受腐蚀。金属保护层也是将金属或者合金作为保护层覆盖在受保护金属之上,来减缓受保护金属的腐蚀,像在金属表面镀铜等金属的工艺已经比较成熟。化学保护层是通过化学或电化学方法,在金属的表面上形成一层非金属膜,这种膜可以减少金属的腐蚀,这种方法是有关人员目前研究的热门方向。将金属进行磷化工艺处理是化学保护层方法的一种,其具体的操作方法是将表面清洁的钢铁放入磷酸盐中浸泡,经过一段时间之后金属表面就是形成一种不溶于水的磷化物膜,这层磷化物保护膜膜可以阻止金属进一步被腐蚀。同样的还可以让金属表面生成一层氧化物保护膜来阻止金属被腐蚀,其主要工艺是用强氧化剂和烧碱对钢铁进行热处理,是钢条表面生成一种氧化物膜,这层膜也可以保护钢铁不受腐蚀。
3.4离子注入工艺
离子注入工艺主要是利用对金属表面进行改性来进行金属防腐的。经过大量的研究和实验证明,离子注入工艺可以提高金属材料的摩擦因素、抗腐蚀性和抗氧化性等性能,从而使金属材料的使用性能得到提升。离子注入工艺和传统的金属防腐方法有很大的不同,它是利用高能量的离子的冲击金属表面来改变金属的表面性质,从而提高金属材料的防腐能力。为了增强金属的耐腐蚀能力,可以通过离子注入工艺在金属材料中注入比其生成氧化物自由能高的元素,使金属材料表面形成致密的金属氧化物薄膜。通过离子注入工艺提升金属表面耐腐蚀性能的方式主要有三种:第一,使金属表面形成稳定的合金,例如将Cr、Mn等金属元素注入到Fe的表面来形成不锈钢的表面。第二,使金属表面生成有利于改进金属耐腐蚀能力的化合物,这种方法可以通过注入非金属元素的方式来实现。第三,使金属表面形成无序态来改变金属的防腐蚀性能,可以通过注入B、S等元素来实现。离子注入工艺在金属防腐方面在未来还有比较大的前景。
4结论
现在金属材料被人们广泛的应用于各个领域,在未来也会是一种重要的材料,但是金属的腐蚀严重的影响了人们对金属的使用,限制了金属材料在人们生产生活中的作用,因此需要更多的研究金属防腐蚀的方法,以更好的发挥金属材料对人类的作用。目前金属腐蚀原因主要化学腐蚀和电化学腐蚀,其中电化学腐蚀的破坏能力更强,是金属腐蚀的主要原因。目前金属的防腐措施主要有电化学方法,和对金属进行包覆的方法,还需要研究人员不断的努力研究金属防腐的新方法。
参考文献:
[1]郑玲.探讨金属材料防腐能力优化对策[J].科学之友,2013(8):15-16.
[2]张志高,王锋,郭建达.金属材料防腐能力改进路径探析[J].山东工业技术,2015(13):201-201.
[3]吴国波.金属材料的腐蚀与防腐措施研究[J].科学故事博览,2009,(8):50-52.
[4]徐小刚.化工腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社,2010:121.
关键词:化工设备 防腐设计 措施
随着材料学的发展以及对设备腐蚀机理的研究深入,现代化工设备防腐蚀能力已经有了长足的进步,其只要是采用耐腐蚀的新材料和利用电化学机理采取阴极保护两种方法。
一、化工机械设备发生腐蚀的原因
机械设备大部分自身是由金属构造的,而金属自身的属性是引起发生锈蚀现象的根本,湿度、温度等外界的条件是引起金属产生锈蚀的重要原因。在工业企业的大环境中,特别是在化工企业,均含有不少的二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物、硫化物等部分有害物质,与此同时有些厂房的湿度以及温度都较大、较高,因此,在这些内在和外在的因素综合影响下,金属就及其可能和这些有害物质发生比较强烈的化学反应,从而对机械设备造成腐蚀。
二、化工机械设备发生腐蚀的分类
(1)由产生腐蚀的机理对其分类,主要有电化学腐蚀和化学腐蚀两类。对于化学腐蚀,通常是指由于周围介质与金属表面发生比较强烈的化学反应,从而使金属表面遭受到破坏,引起化学腐蚀的原因主要是环境较为干燥、温度较高等。对于电化学反应,其通常是指电解溶液接触到金属表面后,因为产生了电极反应而导致腐蚀现象的发生,这主要是一种氧化还原反应,导致这种腐蚀发生的原因通常是环境的潮湿。(2)如果按照腐蚀的表象以及产生的原因进行分类,则主要有:海洋大气腐蚀、高温氧化腐蚀、工业大气腐蚀、剥层复式、疲劳腐蚀等。
三、化工机械设备发生腐蚀的机理
1.电化学腐蚀的发生机理
金属发生电化学腐蚀现象,主要是由于金属表面层和离子导电介质发生电化学作用所致,任何以电化学机理发生的腐蚀,均会包括至少一个阴极以及一个阳极反应,同时会经过金属内部电子流与介质离子流产生联系。阳极发生的是氧化反应,而阴极发生的是还原反应,是通过吸收阳极发出的电子进行的。电化学腐蚀其电流并不会对外做工,都会在电池内阴极产生自耗,这种反应,无意会大大提高金属的腐蚀速度。
2.工业大气腐蚀的发生机理
在工业污染比较严重的环境中,空气中的氢氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳以及盐等挥发物,都可以成为腐蚀性的介质。在这些介质中,遇到潮湿的空气条件,酸性气体遇水会产生无机酸,这些酸具有非常强的腐蚀作用。在工业大气的腐蚀性环境中,机械腐蚀通常是由直接化学腐蚀与电化学腐蚀直接综合作用产生的。
四、化工机械设备的防腐蚀设计
1.化工设备材料的选择
目前制造机械设备的材料大多为碳素钢,其优点是价格比较便宜,采购非常方便,加工相对容易。碳素钢在普通的环境中工作一般不会出现较大的腐蚀,也不会因为使用而对机械设备带来明显的危害。但是如果是在化工环境中使用,则就可能会对其造成比较严重的损害和侵蚀。举个例子,日常易见的Q235钢,如果其周围含有一定浓度的腐蚀性介质,则其的腐蚀速度就会非常高,即使在设备上进行防腐涂剂处理,也十分容易产生漆膜局部划伤或者脱落,也可能会导致其腐蚀的面积迅速扩张,使机械设备的使用寿命大大降低。因此,在化工设备制造中,通常会放弃这种材料,而选用耐腐蚀性能显著的普通低合金钢。低合金钢虽然略贵,但综合考量,其所取得的总体经济效益,要超过碳钢。
2.化工设备的结构工艺
(1)设计机械构件时应尽可能使其形状简单化。(2)注意避免机械构件遭到损坏或者表面出现伤痕。(3)机械构件选用材料尽可能单一化,即选用同种材料。(4)尽量避免机械构件缝隙的存在。(5)选择优质防锈漆以及结构形式,以便使机械构件可以和腐蚀介质完全隔离,尤其要重视焊缝的涂漆,使涂漆结构合理化,可以保证构件的任一部位都不会漏掉。(6)避免机械设备出现残余水分滞留,设计时尽可能不出现容器状的凹处,如果无法避免,则应该设置排水孔。(7)在焊接接卸设备时,应尽可能避免出现内应力或者应力集中的现象,尽可能采用连续焊接工艺,避免因间断焊接出现内应力。(8)焊接时,尽可能避免产生焊接缺陷,如未焊透、焊瘤、咬边等,这些均可能使其形成新的腐蚀点。(9)为使进一步解决缝隙腐蚀现象的问题,则对于构件的连接夹缝,需要进行合理科学的设计。
五、化工机械设备的防腐蚀方法
目前避免金属腐蚀的方法多种多样,主要有两种思路,第一种将金属保护起来,使其尽可能与腐蚀介质隔开,第二种是对金属的表面进行科学合理的处理,使其腐蚀环境以及电化学保护得以改善,从而使金属本身的特性的得到有效改善。对于电化学保护法,其主要是利用电化学有关原理,对金属设备采用相应措施,进而使其成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻或者防止金属发生腐蚀,一般有牺牲阳极保护法和外加电流保护法。外加电流法通常是指将一附加电极与保护金属作为电池正负两极,同时将需要保护的金属作为电池的阴极,然后通过外加直流电的作用,使阴极得到保护。。依照电化学的有关腐蚀理论,采取牺牲阳极保护法对进行进行保护是一种非常合理、科学且行之有效的方法。
六、结束语
腐蚀对于化工设备的使用以及寿命有着十分不利的影响,因此,深入研究腐蚀发生的化学机理,开发新型耐腐蚀材料,提高化工设备的防腐能力有着十分重要现实意义。
参考文献
[1]李树义. 浅谈如何提高化工机械防腐能力[J]. 中国石油和化工标准与质量,2011,04:45.