学文网金属腐蚀与防护论文篇1
针对机械设备容易出现被腐蚀的情况,结合了先进知识及多年来的实践经验,对提高机械设备防腐蚀能力的设计及措施作了有益的探讨,使用适合的材料,采取恰当的方法,都能够加强机械设备的防腐蚀能力,对提高机械设备的使用年限,降低企业的生产成本等,都具有较大的意义。
关键词：普通机械设备防腐设计措施
中***分类号： TU81文献标识码： A
一．引言
众所周知，机械设备本身是金属构成的，只要是金属它就会因为温度、湿度等外界条件的影响，从而导致金属发生锈蚀。在当下环境中的工业企业，环境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物等一些有害物质，再加上不同的企业不同的厂房在不同环境下的温度和湿度都较高、较大，因此在这些环境因素的综合作用和影响之下，金属就可能会与这些有害的物质发生强烈的化学反应，进而形成了腐蚀。
企业生产过程中，机械是保证企业进行日常生产的必要生产设备，机械设备所要面临的防腐问题正在逐渐受到相关生产领域的重点关注．努力提高设备的防腐能力，最大限度的延长其生产使用寿命，使企业生产成本尽量降低，已经成为当今企业所面临的重点问题。本文针对机械设备在使用的过程当中所产生的腐蚀问题、机械设备的防腐能力提高与防腐蚀涂料等问题做了简要的说明。
二．设备腐蚀发生的原因以及分类
通常情况下，由于设备使用环境的特殊性，对于金属来讲其本身的结构是极其容易发生腐蚀的，温度、湿度以及空气等外部的环境会直接的导致金属发生腐蚀现象。工业环境下，生产中都涉及到一些氧化-还原性的气体、介质等，加上生产车间的湿度较大、温度较高，所以就会在金属的表面发生强烈的化学反应，从而形成腐蚀。
对于腐蚀的分类，一般有两种分类方法，一是根据腐蚀产生的机理进行分类，另一种是根据腐蚀产生的原因和表象分类。根据腐蚀产生的机理来分，主要可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指金属材料在与电解质溶液发生接触之后，由于会发生表面的电极反应而产生腐蚀现象，这种反应一般来讲是氧化还原反应，主要因素是环境的湿度以及温度的问题；化学腐蚀是指金属表面与其周围接触的介质会发生较为强烈的化学反应，从而使得金属受到一定的损坏，这种腐蚀诱发的原因主要是温度高、环境干燥。而根据腐蚀产生的表象和原因分类可以分为，剥层腐蚀、工业大气腐蚀、高温氧化腐蚀以及海洋大气腐蚀等等。
三. 机械设备腐蚀的机理
腐蚀主要是因为发生了化学反应,而导致物体出现了损耗或者是破坏的情况。而机械设备的腐蚀现象,是较为普遍的。机械设备被腐蚀以后,在机械的色泽、外形以及基本性能上都可能发生变化,这就对机械设备造成了破坏,同时也造成了能源方面的浪费,使企业受到了较大的亏损。
1. 电化学腐蚀的机理。金属发生的电化学腐蚀，主要就是因为金属的表面层与离子导电介质所发生的电化学作用，从而遭到了破坏。任何按照电化学机理所产生的腐蚀，都会包含至少一个的阳极反应和阴极反应，同时还会通过金属内部的电子流，以及在介质中的离子流进行联系。
阳极所发生的是氧化过程，主要就是金属离子从金属中转移出来，转移至介质中，同时放出电子流，然后与介质中所存在的离子流进行联系，结合到一起。
而阴极反应则相对的是介质中的氧化剂组成成分，通过吸收来自于阳极的电子进行还原的过程。电化学腐蚀因为电流不会对外进行做工，都会在腐蚀电池的内阴极发生自耗反应，这样的反应，无疑就会加快金属被腐蚀的速度。
2. 工业大气腐蚀机理 。在工业污染较为严重的地区中，空气中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氢氧化物以及盐等挥发物，还包括一些工业粉尘，这些都是一些腐蚀性的介质。在以上介质物中，在潮湿的条件情况下，酸性气体就会与水结合生成无机酸，而这些酸就具有极强的腐蚀作用。例如一些铁制的合金，在这样的介质中，就会发生一连串的化学反映，致使钢材被严重的破坏。
在工业大气的环境下，机械腐蚀是由电化学腐蚀和直接化学腐蚀综合作用的。从电化学腐蚀以及化学腐蚀的本质来看，都是因为金属原子在失去电子以后变成离子的一个氧化过程。其主要的区别就是发生的环境背景不同而已，化学腐蚀是金属与周围介质在高温、干燥的环境中所发生的化学反应，而电化学腐蚀则是发生在潮湿的环境下，发生的氧化过程。
四．机械设备的防腐蚀设计
金属材料极容易遭到腐蚀破坏，所以在机械设备的采购过程中，应该要对机械设备的采购选用、安装使用等环节进行综合的考虑，并且要选择合适的配套附件，对设备的附件功能以及防腐蚀设计，具有相同的重要作用。
1. 材料的选择。被用在制造业中的机械设备材料，大多都是碳素钢。这种钢价格较低，同时采购较为方便，而且便于对其进行加工。这样的钢在普通的工作环境中使用，不会发生较大的腐蚀，对机械设备的使用，也不会造成较大的危害。但是如果是在企业中使用，其工作环境就可能会对其造成较为严重侵蚀。
例如常用的 Q235 钢，在浓度较高的腐蚀性介质中，其腐蚀速度十分的高，即使对设备进行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出现局部脱落或是划伤，也可能会致使其腐蚀面积不断扩展，大大降低了机械设备的使用寿命。因此，企业通常都不会选择使用这样的材料，而选择一些具有耐腐蚀性能的普通低合金钢，作为机械设备的制造基材。低合金钢的价格虽然稍高，但是其所能够取得的总体经济效益，要比碳钢好很多。
2. 结构与工艺。如果机械构件的集合形状设计，过于复杂或是不合理，就可能会引起热应力、积尘、机械应力以及积液等缺陷，进而导致接卸的局部发生腐蚀情况，因此应该从防腐蚀的角度对结构的设计进行综合性的考虑，通常情况下，要符合以下要求：
（1）. 机械构件的形状易简单；
（2）. 防止机械构件表面有伤痕或是遭到损坏；
（3）. 机械构件应该尽量选择使用同一种金属材料；
（4）. 尽量减少机械构件中存在的缝隙；
（5）. 选择较为优质的防锈漆以及结构形式，以便于保证腐蚀介质与机械构件能够完全隔离，尤其是要注意对焊缝进行涂漆，较为合理的涂漆结构，能够保证构件的任何一面或部位，都能够进行涂漆；
（6）. 防止残余水分在机械设备上有滞留情况，在设计的时候要尽量避免具有向上的容器状凹处，如果不能够尽量避免，应该要设置排水孔；
（7）. 在对机械设备进行焊接时，要尽量防止出现应力集中或者是内应力的现象，要尽量采取连续的焊接工艺，间断的焊接就容易产生内应力；
（8）. 要尽量避免出现焊接缺陷，例如咬边、焊瘤、未焊透等现象，这些都可能会导致其形成新的腐蚀点。例如咬边就可能会导致出现应力集中，其凹陷边也可能会形成夹缝，而焊瘤不仅仅会造成应力集中，还会致使焊瘤与母材之间形成一定的夹缝。以上这两种焊接缺陷，都会造成较为严重的腐蚀现象；
（9）. 为了能够进一步防止发生缝隙腐蚀现象，对于构件的连接处的夹缝，要进行科学合理的设计。对于常见的构件连接形式，主要包括对接以及搭接两种，这样的连接中应该采用焊接的连接，同时还应该采取双面连续的填角焊接，同时对于对接的接头，还应该采用双面连续的对接焊接，进而避免出现缝隙腐蚀的情况发生。
五．设备的防腐蚀方法
对机械设备进行防腐蚀的方法有很多，主要就是为了能够改善金属本身的特质，将腐蚀介质能够与被保护的金属进行隔开，或者是对金属表面进行合理的处理，以改善电化学保护以及腐蚀环境等等。电化学保护法，主要就是依据电化学的相关原理，进而在金属设备上采用一定的措施，进而使之能够成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻甚至是防止金属腐蚀的方法，主要包括外加电流法以及牺牲阳极保护法。
外加电流法，主要是指将保护金属与另一个附加电极作为电池的两极，同时将被保护的金属作为电池的印记，然后在外加直流电的作用之下，对阴极进行保护；
而牺牲阳极保护法，是采用电极电势将被保护的金属或是合金，作为电池的阳极，将其固定在被保护的金属表面上，从而形成了腐蚀电池，而被保护金属作为阴极，从而得到保护。
根据电化学的相关腐蚀原理，采取牺牲阳极保护法对机械设备进行保护是一种较为科学、合理且有效的方法。而目前，各个国家也广泛的采用此方法，将其应用在各种较容易发生腐蚀的机械设备上，对其进行保护，并取得了较好的效果。
合理选材，优化设计。机械设备的腐蚀与设备的材料息息相关，在材料的选择过程中，要围绕腐蚀发生的情况，注重选材的合理，要充分的考虑到介质的性质、环境的温度以及运行的压力等等，根据原料的要求设计设备的结构和类型。结构的设计应该围绕设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的产品的结构要求应该要与生产产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意机械设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
电化学保护。电化学保护技术作为一种有效的、既经济又实用的防腐蚀手段，在企业防腐蚀领域中已引起广泛的重视和应用。它是指利用外部电流使金属（包括合金）腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术，可分为阴极保护和阳极保护。
在金属表面上通入足够的阴极电流，使金属电位变负，并使金属溶解速度减小被称为阴极保护。被保护的设备在结构上有一定的要求，通常情况下是不宜太复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得不到足够的保护电流。甚至不起保护作用，会产生所谓的“遮蔽现象”。阴极保护不仅要求设备的结构简单，还要求设备所处环境的介质腐蚀性并不是很强，这种保护方法主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。
阳极保护是将外加直流电源的正极与被保护的金属构件相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。对于没有饨化特征的金属，不能采用阳极保护。主要应用在硫酸生产中的结构物（如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器等）和氨水及铵盐溶液中的结构物（如碳化塔、氨水储槽等）。
在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护；在既可采用阳极保护，也可采用阴极保护，并且二者保护效果相差不多的情况下，则应优先考虑采用阴极保护；如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护。
缓蚀剂。缓蚀剂是一种向缓蚀体系中添加适当浓度，就能显著降低金属的腐蚀速度而对腐蚀剂浓度影响很小的化学物质。缓蚀剂的用量很少，虽然它不能改变金属在介质中的腐蚀倾向，但它能在金属表面形成保护膜，从而减缓金属的腐蚀速度，从而抑制金属的腐蚀。与其他防腐蚀方法相比缓蚀剂具有使用方便、经济、有效的特点，广泛地应用于石油普通、机械制造、交通等工业部门，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施，列入到生产工艺或操作规程中。
六．结束语
随着我国经济的发展，工业化的进程也逐渐的加快，工业对于国民经济的发展已经日益重要。机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。腐蚀，是机械设备发生的常见问题，这主要是由于机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。机械设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。腐蚀介质广泛地存在于企业的日常生产工作环境中，在这样的环境中，机械设备的腐蚀程度通常会更加严重也更快，所造成的损失也较大。因此要加强行业机械设备的防腐蚀能力，对提高机械设备的使用年限，降低企业的生产成本等，都具有较大的意义。
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金属腐蚀与防护论文篇2
【关键词】石油天然气管道 腐蚀 涂层
在我国石油天然气行业，主要采用的是管道运输。管道运输的优点有：运输成本低；建设周期短；受气候、环境影响小；能输送液体、气体及浆体等多种介质，可穿过各种区域。在国家制定的国家能源结构调整的状态下，我国天然气管道的处于一个高速发展的阶段，全国累计管道长度两万公里。同时就带来的石油天然气管道的腐蚀与防护问题。管道的腐蚀，一方面由于穿孔而引起的油、气跑漏损失；另一方面还因腐蚀而引起爆炸，造成巨大的经济损失。特别是在人员比较集中的区域，因管道腐蚀带来的安全事故造成的人身安全和经济损失就更严重了。
1 石油天然气管道腐蚀的原因
1.1 环境因素
石油天然气管道基本上都是处在土壤中，它的腐蚀同土壤环境有着密切的联系。在土壤中形成了气、液、固多相体系，容易引起金属管道的电化学腐蚀环，且大多数属于氧去极化腐蚀，只有在强酸性土壤中，才会发生氢去极化腐蚀。在土壤腐蚀中，阴、阳极过程受土壤结构及湿度的影响极大。对于埋地管线，经过透气性不同的土壤而形成氧浓差腐蚀电池时，土壤的电阻成为主要的腐蚀控制因素。
1.2 钢管的材质与制造因素影响
管道的主要材质是钢管，它是管道腐蚀的最内在的因素，特别是钢材的化学组分与微晶结构。目前一般认为，如果钢管中 S、P 等非金属会含量过高的话，就容易发生腐蚀，C、Si过高易造成脆性开裂。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。
1.3 管理因素
一项工程，一般都是对生产工艺流程的设施比较重视，对铺设后的管理，维护工作去忽视。个别单位从经济上考虑，施工过程简单，原料廉价，程序不规范。
2 石油天然气管道腐蚀的防护措施
据统计，全球因油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元，因此，开展对石油天然气管道腐蚀的防护措施的研究具有重要的现实意义和经济效益。目前，防腐采取的措施主要有以下几种：
2.1 缓蚀剂防护
缓蚀剂保护是在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法。机理为通过缓蚀剂分子上极性基团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面。重庆建筑大学的曹登祥等人研究了缓蚀剂对金属管道腐蚀的机理，它们选用不同性能的缓蚀剂和表面活性剂进行复配，对模拟的油、气管道常规输送工况进行了静、动态对比试验。通过试验数据分析，寻求了最佳的缓蚀剂与表面活性剂的配比。目前石油天然气管道防腐用缓蚀剂的主要类别有：咪唑啉类、胺类（包括胺、亚胺、季胺、胺酰等）、有机磷酸盐类、吗琳类、炔醇类等等。这些缓蚀剂的共同特点是其分子的基本化学结构是由极性基与非极性基所组成。
2.2 外涂层防护
目前，外涂层防护已被很多科研工作者认为是控制腐蚀的有效办法。现在常见的涂层有以下几种。
2.2.1常温固化陶瓷防蚀涂层
目前最新的是西南科技大学张凡等人研究的常温固化陶瓷防蚀涂层技术。他们采用自制的粘结剂和陶瓷粉混合涂覆在金属管道的表面，让其常温固化，达到保护金属管道的作用。此种常温固化陶瓷防蚀涂层还可用于一部分被腐蚀管道的修复。
2.2.2煤焦油瓷漆
煤焦油瓷漆的优点是：使用寿命长；吸水率低；抗植物根茎穿透和耐微生物腐蚀切电绝缘性能能好。国内外使用其已有70 多年历史了，但是因为其污染环境，近年来因受环保的限制逐渐被其他覆盖层代替。
2.2.3液体聚氯脂涂层
无溶剂聚氨酯涂料的优势：固化时间短；能抗阴极剥离；抗磨损和抗土壤应力的能力强；粘结性好。一般对即涂层厚度的要求为1-1.5mm，对管道的温度要求为80℃以下。
2.2.4三层复合涂层
目前三层系统由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成。复合涂层的优点：兼有熔结环氧优异的防蚀性能；良好的粘结性。缺点是施工工艺较复杂，在施工过程中容易产生膜下腐蚀。目前在陕-京输气管线、靖-西输气管线及兰-成-渝成品油管线上均有应用。
2.2.5溶结环氧粉末涂层
我国在1985年开始使用溶结环氧粉末涂层。它由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而成。其优点是钢管的粘结力强，机械性能好，使用温度高，良好的膜完整性、优秀的耐阴极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损。一般适用于大多数土壤环境。缺点是涂 层较薄，对损伤的抵抗力差。在美国铺设大直径的新建管道 一般都是采用溶结环氧粉末涂层。
2.3 阴极保护
石油天然气管道采用阴极保护已有几十年的历史了。在管道的防腐施工中，管壁的涂层破损处容易被腐蚀。阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。
3 结论语
石油天然气管道输送成本低、效率高，目前得到了飞速的发展。同时对金属管道腐蚀的防护技术的研究就变非常重要了。本论文对石油天然气管道腐蚀的原因做了详细的分析，同时针对石油天然气管道腐蚀的防护措施做了详细的阐述，为石油天然气企业管道的防腐蚀提供了一定的参考作用。论文作者水平有限，不足之处请多多理解。
参考文献
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金属腐蚀与防护论文篇3
Abstract： This paper mainly describes the classifications， causes and influencing factors of metal corrosion， and offers a detailed elaboration for improving the corrosion resistance of the metal material and using overlay to improve the corrosion resistance of metals， so that appropriate anti-corrosion measures can be taken to reduce losses caused by corrosion or special equipment accidents.
关键词： 特种设备；金属腐蚀；成因；防护
Key words： special equipment；metal corrosion；causes；protection
中***分类号：TG17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）35-0311-02
1 概述
金属的腐蚀是金属工件在所使用的外界环境的作用下引起的破坏或变质。金属腐蚀的现象是普遍存在的。例如，钢铁材料在潮湿的空气里出现红褐色铁锈等。金属因腐蚀而遭到的损失是惊人的。金属构件和零部件在加工、储存和使用中，由于腐蚀而使其性能变坏、精度下降，对于特种设备来说使其无法正常使用，安全性能得不到保障等，严重者甚至报废或发生安全事故。
2 腐蚀的种类
我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的钢铁占有很大比重。而这些腐蚀不仅造成经济损失，更是对安全构成危险。目前国内已经发生过多起灾难性腐蚀事故，如桥梁因钢梁产生裂缝塌陷，起重机械因腐蚀变形严重发生事故，油管因穿孔或裂缝而漏油发生爆炸，压力管道破坏有毒气体的泄漏、可燃气体的燃烧爆炸等等。一般情况下按腐蚀过程来分：主要有化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀的环境条件分为高温腐蚀和常温腐蚀等。
2.1 化学腐蚀 化学腐蚀是金属和接触到的物质（如SO2，Cl2，O2等）或非电解质液体（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。温度对化学腐蚀的影响很大。钢铁在常温下的干燥空气里，腐蚀的速度是很小的，但在600℃以上高温，钢铁易形成氧化铁皮。在机械加工、使用和保管中，干燥和高温同时存在的条件并不多，因此化学腐蚀引起的金属腐蚀是不明显的。
2.2 电化学腐蚀 电化学腐蚀是不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比如常见活泼的金属失去电子被氧化。即化学反应中有电流产生使腐蚀过程逐渐进行。形成电化学腐蚀须具备三个条件：存在电位差；存在电解质溶液；发生接触。破坏或抑制任何一个条件，都可以防止金属电化学腐蚀的发生。
如钢铁处于酸性条件中（析氢腐蚀）：
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2
钢铁处于弱酸性、中性或碱性条件下（析氧腐蚀）：
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH-
2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
4Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O
3 防腐蚀措施
3.1 提高金属材料本身的抗蚀能力
①钢的基体组织合金化。当钢中加入一定量铬、镍、硅、钒、钨、钼等合金元素时，可以提高抗蚀能力。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。钒是钢的优良脱氧剂，钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。②金属组织单相化。使钢的组织呈单一的铁素体或奥氏体状态，且尽量减少杂质的含量，也可提高钢材的抗蚀能力。
3.2 利用覆盖法提高金属的抗腐蚀能力
3.2.1 金属覆盖法 锌、铅、锡、铬、镍、铜等金属的活泼性很小，把这些金属覆盖在被保护的金属表面，便可达到防锈的目的。①喷镀法。喷镀法的优点是可以给大型构件防锈。但它的缺点也很明显，即喷镀的金属与基体金属结合不牢固，防锈效果不理想。喷镀法不但用来防锈，而且在修复磨损零件、填补有裂纹的铸件等方面也有良好的效果。②包镀法。在被保护金属坯料的每一面放好保护板，然后进行热轧，依靠机械力和扩散作用使二者牢固结合在一起，得到抗蚀覆盖层的方法称为包镀法。包镀法可使钢的表面包以黄铜、镍、铝和不锈钢等耐蚀金属，达到既可用价廉的普通钢来代替贵重的有色金属或不锈钢，又可达到防止腐蚀的目的。③热镀法。把钢件浸入耐蚀的金属液中，使镀层金属在熔融状态下与钢件表面的铁形成合金，并在镀层的最外边形成纯的镀层金属的方法称为热镀法。热镀的耐蚀金属多是锌、锡、铅等有色金属。热镀法操作简单，生产率高，得到了广泛应用。④渗镀法。在高温下使耐蚀金属扩散至钢件表面的一定深度，获得耐蚀的合金覆盖层。渗镀的元素有铝、铬、硅等。⑤电镀法。电镀法是应用最广泛的防止金属腐蚀的方法。常用的镀层金属有锌、镉、铜、镍、锡等。电镀法与其它获得保护覆盖层的方法相比，具有下列优点：第一，可灵活而准确的控制镀层的厚度和质量。第二，电镀法消耗的镀层金属最节省。第三，镀层金属纯度高，而且与被镀金属结合牢固，因而防锈性能高。第四，不用加热或加热温度不高，节省能源，而且不会因高温加热而影响被镀金属的性能。电镀的缺点是生产率低。
3.2.2 非金属覆盖法
①涂防锈油法。涂防锈油是常用的防止金属制品在储存、加工、运输和使用中腐蚀的方法。短期性防蚀（如工序间防蚀），常用较稀的防锈油，如F-1、F-4、F-33、F-41等牌号的防锈油；长期性防锈（如半成品和成品的库存），要用较稠的油，如FY-5、501、201、F-31等防锈油；长期封存（如成品出厂）时要用更稠的防锈油（脂），如FZ-4、FZ-8、663、3、191、501等牌号的防锈油（脂）。
②采用可剥性塑料防锈法。采用浸涂、喷涂或刷涂的方法，使被保护金属裹上一层塑料薄膜，从而隔离了金属与腐蚀性介质的接触，达到防锈的目的。这种方法的防锈期较长，可达5-10年，使用时，可以立即剥除，不必像涂防锈油法那样再经过费时费力的清洗手续。
③涂油漆法。涂油漆防锈法是最古老也是应用最广的方法。但是，单一的油漆膜不能完全阻止水分和氧气渗透至金属表面，所以好的防锈油漆还加入钝化剂，防止生锈或大大推迟开始生锈的时间。油漆主要用于桥梁、建筑物和机器外表面，以防止大气腐蚀。
3.3 采用化学处理法防锈
用化学处理法可使金属表面生成一层钝化膜保护层，从而达到防锈的目的。实质上这也是一种覆盖层保护法。①钢铁的氧化处理。氧化处理是使钢铁表面形成一层致密、均匀、与金属表面牢固结合的氧化膜，这层氧化膜保护内部金属免于继续氧化腐蚀。氧化处理不会增大零件尺寸，对干燥空气的抵抗力强，但在水中和湿气中的抵抗力差。适合一些精密零件和工量具的防蚀处理。②钢铁的钝化处理。钝化处理就是使金属表面形成一层保护膜（钝化膜），以抵抗大气腐蚀而不生锈。③钢铁的磷化处理。在磷酸盐溶液中，使钢铁表面形成一层致密的灰黑色磷酸盐保护膜，以达到防锈目的的方法称为磷化处理。磷化处理不改变零件尺寸，常用于螺钉、螺母等。
4 结论
为了减少特种设备金属零部件和构件在加工、储存和使用中因腐蚀而造成的损失，必须了解腐蚀发生的原因和影响腐蚀的因素，根据金属零件和构件的精密度、复杂度以及特种设备所处使用环境等，提高金属材料本身的抗蚀能力，采用覆盖法或化学处理法是行之有效的防护措施。
参考文献：
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金属腐蚀与防护论文篇4
关键词：水工钢闸门； 腐蚀； 防护；
中***分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
前言
水工闸门是水电站、水库、水闸、船闸等水工建筑物中控制水位的重要构件，它要长期浸没水下，在启闭时频繁的干湿交替，受到高速水流的冲刷，特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用，还受到水浪、泥沙、冰凌和其它漂浮物的冲蚀，钢材很容易腐蚀，显著降低了钢闸门的承载能力，严重影响水利工程的安全。腐蚀不仅影响结构的安全运行，还要消耗大量的人力、物力、财力来进行防腐蚀工作，因此，为了有效地控制钢铁的腐蚀，延长钢闸门的使用寿命，确保水利水电工程的完整和安全，钢闸门的长效防腐问题已引起人们的广泛关注。
一、电化学腐蚀的原理分析
分析伏特电池原理, 把铜板 Cu和锌板 Zn 放入盛有稀硫酸 H2SO4溶液 的 器 皿中, 用导线把它们连接起来, 在导线上再接一个毫安表, 可以发现电流表指针偏转, 证明导线中有电流通过, 电流的方向是由铜板流向锌板； 锌板电位高带有正电荷的锌离子 Zn++通过硫酸溶液趋向铜板, 使铜板获得正电荷, 于是锌板因失去正电荷而显示负极, 铜板因获得正电荷而显示正极, 于是电流就从正极流向负极。锌板不断被腐蚀, 铜板则不断附上硫酸锌 ZnSO4并析出氢 H2来, 这种现象称为析氢现象, 这就是日常使用的干电池的放电原理, 是靠电池内部其中一种金属被腐蚀的过程而实现的, 这种腐蚀现象就叫做电化学腐蚀。
二、水闸门的腐蚀环境及影响腐蚀的因素分析
1、腐蚀的环境：钢结构工程水闸门的腐蚀环境。水利水电工程中的钢结构水闸门及钢结构，有的长期浸于各种水质(海水、淡水、工业废水等)中；有的由于水位变化或闸门启闭常处于干湿交替的环境（这种环境因素对钢结构水闸门的影响很大）：有的还会受到高速水流的冲击和泥沙、漂浮物、冰凌的磨擦；位于水面或水上部分还受到水蒸发的潮湿气氛和飞溅的水雾作用；处于大气中工作的结构还受到日光、空气的作用。因为水工闸门的工作环境恶劣，影响因素众多，我们有必要对腐蚀因素做一下分析。
2、腐蚀的因素：⑴气候原因：钢结构水闸门水上部位易受日晒雨淋、潮湿天气等的作用而发生腐蚀。⑵钢结构表面状态：粗糙、机械损伤、焊接缺陷、缝隙等对腐蚀影响较大。⑶应力和变形：应力和变形越大，腐蚀越大。⑷水质：淡水含盐量较低，闸门的腐蚀视其化学成分及污染情况有所差异；海水含盐量高，导电性好，海水中含大量氯离子，对钢铁的腐蚀性大，钢闸门在海水中比在淡水中腐蚀严重。⑸水流速度：钢闸门受到水流及水中夹带的泥沙等磨粒对金属表面高速冲击，产生冲蚀磨损；同时，水体的流动使极化作用加强，比较容易将腐蚀产物从结构表面随水流冲走，使腐蚀加快，所以经常开闸泄水的闸门比长期关闭的闸门腐蚀严重。
三、闸门在水中的腐蚀问题分析
不同金属元素的离子具有相对的高低电位,其自高向低的排列次序: 钾 K钙 Ca钠 Na镁 Mg铝 Al锰 Mn锌 Zn铬 Cr镍 Ni铁 Fe铅 Pb氢 H铜 Cu银 Ag金 Au。多数金属材料都是由几种金属元素组成的； 就是在纯金属材料中冶炼时不可避 免 地 含 有 S, P, C,Mn 等杂质, 这些杂质在金属体内可划分为很多不同的电极, 当金属处在水中时水是一种带有弱导电性质的电解液, 具备电化学腐蚀的条件, 构成一个个微电池, 阳离子由电位较高的极移向电位较低的极, 使阳极受到腐蚀而阴极得到保护。由于风浪的作用, 闸门的运动及高速水流的影响, 水面附近的溶解氧较多, 使氧的离子化过程加速, 容易造成局部阳极的迅速溶解, 所以闸门靠近水面波动部位的锈蚀要比其余部位严重；深水部位则因氧的离子化过程缓慢, 锈蚀程度相对较轻； 至于闸门水上部位, 由于仅受日光照射和潮湿空气的作用, 电化学腐蚀相对不明显, 较多的是属于化学腐蚀, 所以腐蚀也较轻。
四、闸门的防腐( 防锈) 措施分析
目前, 水工钢闸门的防腐措施主要有两种:一种是在金属表面涂上覆盖层, 将基体和电解质隔开, 防止形成腐蚀电池； 另一种是设法供给保护电能 ( 低压电流) , 使金属表面集聚足够的电子, 人为的使之成为一个整体阴极, 从而得到保护, 亦称为电化学保护。在覆盖层保护方面, 常采用涂料和喷镀保护: 涂料往往采用油漆, 也有部分采用涂环氧树脂的, 水工上常用的油漆有, 红丹底漆、银灰色面漆、830 号沥青铝粉船底漆、831 号黑棕船底防锈漆、环氧二乙烯红丹漆、环氧二乙烯乙炔铝粉面漆、醇酸沥青铝粉面漆等； 喷镀保护是在钢材表面被覆一层防锈性能好的金属层来保护钢材不被腐蚀, 常被覆的金属有铝、锌、铬、镍等, 方法有浸镀、喷镀、电镀 3 种。浸镀是将零件浸在金属溶液内进行的, 镀层厚度一般为 0.1 mm； 由于浸镀表面光洁度差, 故只适用于不加工零件； 由于浸镀容器所限, 所以只适用于比较小的零部件。电镀是将零件和保护金属一起浸在电解液中, 用导线连接并通电, 以电化作用将保护金属镀到零件上去, 厚度一般 0.07~0.4 mm。电镀也受容器的限制, 不适于大型设备。喷镀有两种: 一种是电喷镀, 一种是气喷镀。电喷镀高温电弧会使金属过多氧化, 影响保护效果, 且电弧易引起短路而不安全, 故应用的较少；气喷镀是将保护金属丝连续送入喷***, 用乙炔在氧气支持下的燃烧将金属丝溶化, 用 5 kg/ mm2的压缩空气将其喷成雾状而喷到零件上, 厚度一般 0.1~0.2 mm。由于喷镀不受容器限制, 适合任何部件的防护, 所以应用广泛。闸门被覆保护的原理是利用预镀金属离子电位高于基体金属离子, 而使基体金属成为微电池的阴极而得到保护( 阴极保护) , 预镀金属成为微电池的阳极而受到腐蚀( 牺牲阳极) 。喷镀保护的办法现已广泛应用于水工钢闸门的防护上。外加电流阴极保护和涂料联合防护, 是将电位较高的金属有意地放在须保护零件附近, 加上电流, 造成牺牲阳极而达到保护阴极的目的。由于保护效果好, 所以发展很快, 他的缺点是耗电量大, 后来, 人们采用涂料与外加电流阴极保护联合保护的办法, 效果更为显著, 但对于经常改变位置和环境的水工钢闸门来说, 此方法就很难运用了。
金属腐蚀与防护论文篇5
关键词： 水暖管道防腐 措施
中***分类号：P756.2 文献标识码：A 文章编号：
前言
防腐技术是一项长期的系统的工程，目前还没有绝对有效的手段能够一劳永逸的处理，我们只有在日常的工作中加强运行维护管理。经常性地对管道系统进行外观检查，发现有脱漆，锈蚀及渗漏，应及时处理。还要执行定期全面检查维修制度。对经常充水而不运行的水暖管道，应进行周期性试运行，以冲洗管道，除去沉积物和保持系统通畅。
一、腐蚀的成因
管道所处的环境因索造成管道的腐蚀, 给引水管道及供热管道长期处于潮湿的空气环境中, 比如淋浴间、水箱间、洗衣房、灶房、卫生间等的管道外壁会经常受到含有大量氧的水汽的浸蚀, 致使管道外壁锈蚀，管道与流动的介质接触造成的化学腐蚀。供热系统管道中的水在被加热的条件下, 水中的无机盐形成的沉淀物附着在管道内壁, 形成了水垢, 它影响了管道的散热, 久之则影响了管道的使用寿命,氧气、氯气和二氧化碳都可以对管道形成腐蚀, CO2虽然本身并没有腐蚀, 但是与水或者水蒸汽结合就形成了具有腐蚀性的碳酸,碳酸与铁反应则形成了铁锈，铁锈造成了管道的腐蚀。在实际运行中, 管道还会受到其它如土壤、大气、电化学等等各种腐蚀。
二、金属腐蚀的分类
1一般分类。
（1）化学腐蚀。化学腐蚀是因金属表面与介质发生化学作用而引起的，它的特点是在作用进行中没有电流产生。化学腐蚀可分为如下两类：
a气体腐蚀。金属在干燥气体中（表面上没有湿气冷凝）发生的腐蚀，称为气体腐蚀。气体腐蚀一般是指在高温时金属的腐蚀。
b在非电解质溶液中的腐蚀这是指金属在不导电的液体中发生的腐蚀，例如金属在有机液体（如酒精、石油等）中的腐蚀。
（2）电化学腐蚀。电化学腐蚀与化学腐蚀不同之点在于前者在进行的过程中有电流产生。按照所接触环境的不同，可以把电化学腐蚀分为如下几类：
a大气腐蚀，腐蚀在潮湿的气体（例如，空气）中进行。
b土壤腐蚀，埋设在地下的金属构筑物（如管道、电缆等）的腐蚀。
c在电解质溶液中的腐蚀这是极其广泛的一类腐蚀，天然水及大部分水溶液对金属结构的腐蚀（例如，在海水和酸、碱、盐的水溶液中所发生的腐蚀）都属于这一类。
d在熔融盐中的腐蚀。例如，在热处理车间，熔盐加热炉中的盐炉电极和所处理的金属发生的腐蚀。
2按照腐蚀破坏的形式，可以把腐蚀分为两大类：均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀是腐蚀作用均匀地发生在整个金属表面上局部腐蚀是腐蚀作用仅局限在一定的区域。局部腐蚀又可分为：
(1)斑点腐蚀，腐蚀像斑点一样分布在金属表面上，所占面积较大，但不很深。
(2)脓疮腐蚀，金属被腐蚀破坏的情形好像人身上长的脓疮，被损坏的部分较深较大。
(3)孔腐蚀（又称点腐蚀），在金属某些部分被腐蚀成为一些小而深的圆孔，有时甚至发生穿孔。
(4)晶间腐蚀，这种腐蚀发生在金属晶体的边缘上。金属遭受晶间腐蚀时，它的晶粒间的结合力显著减小，内部组织变得很松弛，从而机械强度大大降低。
(5)穿晶粒腐蚀，破坏沿最大张应力线发生的一种局部腐蚀，其特征是腐蚀可以贯穿晶粒本体，例如，金属在周期地交变载荷下的腐蚀及在一定的张应力下的腐蚀。穿晶粒腐蚀通常又称为腐蚀裂开。
(6)选择腐蚀，多元合金中某一组分溶懈到腐蚀介质中去，从而造成另一组分富集在合金的表面上。黄铜的脱锌，便是选择性腐蚀的例子，此时黄铜的组分之一锌溶解到介质中去，金属表面上富集着铜而呈红色。
三、水暖管道防腐处理措施
1 化学防腐。缓蚀剂是一类化学物质或复杂混合物，当将它们少量加人环境（介质）时可以显著减缓环境对材料的腐蚀作用。缓蚀剂种类繁多，作用机理也不一样。但几乎都靠吸附在金属表面，改变电极动力学特性来起作用。大致可分为以下几种：
阳极型缓蚀剂
靠阻碍阳极过程降低腐蚀反应速度，常使被保护金属电位向正值方向移动（钝化）。这类缓蚀剂在用量不足时（不足以钝化），可能反而促进腐蚀加速，所以被称为“危险缓蚀剂”。典型例子有铬酸、亚硝酸、苯甲酸等。
（2）阴极型缓蚀剂
靠阻碍阴极过程降低腐蚀反应速度，常使被保护金属电位向负值方向移动。这类缓蚀剂用量不足时也不会使腐蚀加速，称为“安全缓蚀剂”。典型例子有聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子等。
（3）混合型缓蚀剂
同时阻碍阴极和阳极过程来降低腐蚀反应速度，被保护金属电位可能变化不大。如:胺类等含氮化合物、硫醇等含硫化合物、同时含氮和含硫的化合物及其衍生物。
2防腐涂层
涂料防腐蚀技术，在各种防腐技术中，涂料防腐蚀技术应用最广泛，因为它具有许多独特的优越性。覆盖在材料表面、与材料有一定结合强度的异种材料层或膜通称覆盖层。覆盖层是传统涂层的扩展。涂层指某种流动性介质（涂料），涂覆到材料表面后所形成的自干性保护膜层，例如，传统油漆之类。而现代覆盖层除了涂层外，还包括其他材料，例如，在埋地管道外防护经常使用的高密度聚乙烯薄板塑料胶带等。覆盖层技术是研究覆盖层自身材料、覆盖工艺、覆盖层性能和检测技术，正如过去用涂装技术来表示有关涂料本身、涂敷工艺、涂层性能和检测技术一样。目前常用的重防腐蚀涂料主要有：
（1）作为底漆的重防腐蚀富锌涂料。分厚膜型有机富锌涂料、富锌预涂底漆和无机富锌涂料三个系列。
（2）重防腐蚀中间层涂料和面漆。这类涂料可直接涂在富锌底漆上，主要有氯化橡胶系、乙烯树脂系、环氧系、聚氨酯系、氯磺化聚乙烯系、环氧焦油系等重防腐蚀涂料。
（3）玻璃磷片重防腐蚀涂料。
（4）环氧砂浆重防腐蚀涂料。
（5）含氟涂料。如聚三氟氯乙烯涂料，氟橡胶涂料等。
3 电化学保护技术。电化学保护技术的实质在于把要保护的金属结构通以电流使它进行极化如果在能导电的介质中将金属联结到直流电源的负极，通以电流，它就进行阴极极化，这种方法叫做阴极保护。另一种方法是把金属联结到电源的正极上，通以电流，使它进行阳极极化，此时如果引起金属发生钝化，金属溶解就急剧减少，这种方法叫做阳极保护。阳极保护只是对于那些在氧化性的介质中可能发生钝化的金属，才有良好的效果，因此它的应用受到较大的限制.但是阴极保护就不受到那些限制，所以应用得非常广泛。下面着重讨论关于阴极保护的问题.阴极保护技术是指通过电化学的方法，将需要保护的金属结构极化，使之电位向负向移动。以达到在环境介质中处于阴极，即被保护状态的地位的一种方法。阴极保护技术有两种：一种是牺牲阳极保护技术；一种是外加电流保护技术。
4 腐蚀监测。腐蚀监测就是对设备的腐蚀速度和某些与腐蚀速度密切相关的参数进行连续或断续测量，同时根据这测量对生产过程的有关条件进行控制的一种技术。腐蚀进程是一个渐进的、危险不断加大的过程，影响金属腐蚀的因素很多，任何参数的变化都可能加速腐蚀。同时已有的防腐措施随时间的推移和现场条件的变化还有可能减弱甚至失效。事实上腐蚀检测监测与腐蚀治理一样，是腐蚀控制技术中不可忽略的重要环节。
结束语
水暖系统的管道在运行过程中会受到各种各样的腐蚀, 腐蚀对管道的破坏力极大, 如不及时处理,将对系统的正常运行造成一定的影响。在实际工作中, 要根据不同的管道采取不同的方法防止腐蚀的发生, 以避免腐蚀给工程或维修工作带来的浪费及影响。
参考文献
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[2] 张本新.埋地长输管道的防腐与防护[J]. 管道技术与设备. 2011(01)
金属腐蚀与防护论文篇6
【关键词】天然气；管道运输；防腐措施
近年来，随着经济的快速发展，世界在能源的使用上取得了巨大突破。如今，大部分家庭使用的燃料都为天然气，可以说，天然气已经走入了我们每个人的生活。目前来看，我国天然气资源的运输主要是依靠管道进行，管道一般都为钢制的。由于我国国土面积庞大再加一些天然气需要进行长远距离运输，这些因素导致我国的天然气管道长度十分惊人。2006年时总管道长度就已经超过了40000km，而且在未来的几年里，管道的长度必然会进一步增加。天然气运输过程中由于需要经过各种各样的环境，不可不避免的会造成管道的腐蚀破坏，一旦管道穿孔，将发生油气泄漏，不仅浪费了能源还污染了环境，甚至可能引发一些大的灾害。因此深入了解管道腐蚀的原因并采取一定手段加以防治和保护，对于天然气的运输非常重要。
一、天然气管道腐蚀原因
（1）土壤腐蚀。土壤是由固相液相气相三种形态组成，土壤中常常会含有大量的水分子，水中的一些离子是造成管道腐蚀的重要因素。当水中的离子与管道接触时发生电荷的转移，管道构成电解池，表面的金属元素发生氧化还原反应，逐渐变成离子溶解在水中，随着时间的增长，管道的腐蚀越来越严重，最后甚至完全泄露。
（2）管道腐蚀因素。面对水中离子的腐蚀，很多工程在施工过程中都会注意在管道外面包裹一层防腐物质，防止金属管道雨水直接接触，然而，由于施工因素以及后来的环境风化导致外在防腐物质逐渐脱落，土壤中的腐蚀性物质与金属管道外壳接触发生反应，导致管道遭到腐蚀。
（3）金属材料因素。管道材料的物理化学性质以及表面的形态等因素都会在一定程度上影响到管道的腐蚀。一般来说，金属化学性质越稳定，越不容易与水中离子发生反应，抵抗外界腐蚀能力越强。同时，金属中如果掺入一定量的其他合金元素，会构成原电池，导致腐蚀速度的加快，因此在进行管道材料选择时，应该尽量采用单项合金。除此之外，金属管道的表面形态也会影响到管道的腐蚀效果。越是粗糙的表面越容易受到腐蚀，这是因为粗糙表面由于积累一定的污垢会生成钝化膜，极易受到破坏。
（4）大气腐蚀。大气中含有的水分会在金属表明发生冷凝进而形成一层水膜，水膜起到电解液的作用，形成了金属与一些离子的反应场所，促进了金属管道的腐蚀。一般来说，在潮湿的环境中，金属腐蚀的速度远远关于干燥环境中的管道。
（5）细菌腐蚀。细菌腐蚀主要是指土壤中含有的氧化菌、还原菌等细菌在一定的PH土壤中发生大量的增值，并促进一些离子发生氧化还原反应，导致管道表面形成二层复式，因此一般在硫酸盐管道腐蚀的现场都可以闻到硫化氢气味。
二、管道腐蚀防治措施
针对以上腐蚀原因提出相应防腐措施如下：
（1）涂层防护。涂层防护是管道防护最基本的方法。它的主要原理在于采用一些特殊材料涂抹到管道外侧，起到隔离金属管道的作用，腐蚀性物质无法与金属直接接触，因而起到防腐的作用。值得注意的是，有些管道在架设过程汇总不可避免的经过一些环境比较恶劣的地区，因此这就对涂膜材料的选择提出了要求。一般来说，涂膜材料应该满足以下几个要求：材料自身性能稳定，不会与周围腐蚀性物质发生反应，水的渗透率低，防止水与管道的接触，耐微生物腐蚀能力强，出现问题时方便修复，成本低，可以大规模使用，满足防腐要求的前提下满足工程要求。
（2）改善金属的本质。根据不同的用途选择不同的材料组成耐腐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强钢的防腐蚀能力。
（3）电化学保护法。将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。1928年第一次用于管道是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上，利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。判定管道是否达到阴极保护的指标有两项：一是最小保护电位，它是金属在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位，其值与环境等因素有关，常用的数值为-850毫伏 （相对于铜-硫酸铜参比电极测定）；二是最大保护电位，即被保护金属表面容许达到的最高电位值。
（4）改善环境。改善环境对减少和防止金属腐蚀有重要作用。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等，都可以减少和防止金属腐蚀；也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。
（5）电蚀防止法。一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。
三、结语
管道的防腐不仅关系到资源的有效利用，还关系到城市的正常运转。保证管道不被腐蚀才能保证社会的平稳运行，因此管道的防腐问题应该引起足够的重视，在开发新技术新材料的同时，注意对于现有工艺的改善，完善管道施工中的管理，避免人为因素对管道造成腐蚀，从多个方面综合治理管道的腐蚀问题，才能将损失降到最低。
参考文献：
[1]刘佳 天然气管道的腐蚀原因及防治措施 2012年第6期 内江科技
[2]冯士明，胡延新.油气管道腐蚀现状及修复技术对策.99中国国际腐蚀控制大会论文集，1999
[3]王刚，李会影，刘振兴.油气管道的腐蚀与防护[J] 黑龙江科技信息，2010
金属腐蚀与防护论文篇7
[关键词]天然气 长输管道 腐蚀原因分析 防腐对策
中***分类号：U177 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0021-01
1 天然气长输管道腐蚀原因分析
金属在自然界中与氧气结合发生化学变化，进而会导致其损坏。天然气的输送管道按照腐蚀的部位，可以划为内壁腐蚀与外壁腐蚀。其中内壁腐蚀与电化学腐蚀的原理类似，因为天然气中自带的水分在管道上面形成的亲水层，为其形成电化学腐蚀提供了条件，此外，天然气中的一些化学物质，与金属管道自身发生化学反应，形成腐蚀。而外壁腐蚀不仅在埋地管道上，架空的钢管也会出现外壁腐蚀，架空的管道上面常常涂以保护类的东西进行防护，而埋地的管道腐蚀是全面性的，管道厚度的腐蚀比较均匀。电化学腐蚀在埋地管道外壁的腐蚀较为普遍，此外还有一些其他原因导致的腐蚀。
天然气管道的输送介质属于易燃、易爆物质，介质中含有的硫化氢、二氧化碳、游离水、粉尘等杂质，使敷设的管道处于内外腐蚀条件，加上环境、地质、气象和水文灾害、管材及设计缺陷、操作失误乃至人为破坏等因素，管道的安全受到众多因素的威胁。管道发生爆破、泄漏、停输等事故不仅造成巨大财产损失，而且也危害到生态环境。
输气管道由于所处环境和输送介质的不同，引起的腐蚀情况也不同。按照腐蚀部位可分为：内壁腐蚀和外壁腐蚀。按照形态可分为：全面腐蚀和局部腐蚀。按照发生机理可分为：化学腐蚀和电化学腐蚀。
2 天然气长输管道防腐对策
2.1 阴极保护
金属表面，无论是在外面还是埋于地面，单单的采取阴极保护或者是涂层保护都是不能达到目的的，必须将两者结合起来才能实现防腐的理想状态，因此，当今世界上公认的防腐措施就是涂层与阴极保护相结合。阴极保护的原理为向管道通以够量直流电流，让管道表面阴极极化，减小形成原电池的两级之间的电位差，这样就会减小腐蚀的电流，以达到防治管道腐蚀的目的。阴极保护是在电化学腐蚀的基础上，做与之相反的原理来抵消电化学形成的条件。
2.2 阴极保护方式
阴极保护有两种方式：即外加电流阴极法与牺牲阳极法。外加电流法是将电流的负极与被保护的管道相连，将电流的正极与管道的辅助阳极相连。这样就可以将电流引入地下，被保护的钢管表面只产生还原反应，而不会发生离子氧化的化学反应从而达到保护的作用。
该方法的优点是直流电流是可以持续的补充，对管道的保护较为长久，电流和电压在外界也比较控制，在不同类型的钢管上都可以使用。缺点是需要具有外部电源，并且要对外部电源进行经常性的维护，且对管道附近的金属具有一定的干扰性。对于长距离的管道，目前强制电流法是比较普遍使用的。
牺牲阳极法是在被保护的管道上链接一种能够使其形成新的原电池的金属或者合金。将连接的金属或者合金作为牺牲品，进而使被保护的钢管成为阴极被保护。具体的原理是将被保护的金属与提供直流电流的金属相连，将被保护的金属极化进而降低腐蚀的速度。当然并不是所有的通直流电的金属即牺牲阳极都是符合要求的，牺牲阳极还必须具备一定的条件：电位将其要具有足够的负电位，以保证其在长期放电过程中不被极化；腐蚀产物形成的腐蚀产物要不能够粘在其表面，要容易脱落且不会形成高电阻类的物质；电容量方面，一定单位内的电容量要足够大，输出的电流要是均匀的；电流效率上，金属的自腐性要小，电流效率高，其实际的电流要和理论上的电流相差较小；机械性能方面，该金属的机械性能要好，且价格便宜，来源广泛。
2.3 改善腐蚀环境
对于腐蚀较为严重的地段，对管道周围的环境要进行改进。如将管道周围的土壤进行脱水，净化或进行换土，将土壤的腐蚀性能降低，以达到对管道的保护。与其他方法相比，该方法的使用范围就较小，只能在特定的区域进行，对于分布较为面积很大的城市天然气管道无法采用此方法。
2.4 缓蚀剂防护
使用该方法的优点是投资较少且使用方便，其在天然气管道防腐上具有广泛的前景。缓蚀机理是通过缓蚀物质里的缓蚀分子在被保护的金属表面上形成一层吸附性的物质，这样就会改变被保护的金属的物理状态，其发生电化学反应的条件就会被取消，金属表面的能量趋于平衡，减慢腐蚀的速度。此外，吸附在被保护金属表面的物质也形成了一种疏水性的保护膜，此膜对金属表面的电子的运动具有阻碍作用，没有电子的移动就无法形成电流，故而避免了电化学反应的形成。
通过防腐的几种分析可以看出，阴极保护对绝缘的要求不是那么严格，在权衡经济因素的情况下对绝缘进行相应的改造是一个不错的选择，在没有^缘且已经出现腐蚀的管道上，使用阴极保护的难度就会较大，但是在实施的过程中进行简单的实验，寻找最有效的解决方案也是值得借鉴的。
2.5 加强水和酸性物质防护
水（汽）腐蚀及其防护。大气中的水（汽）对金属管道的腐蚀主要是基于下面的原理：水可以离解成H+和OH-，使金属管道发生电化学反应，从而产生腐蚀，而且PH值的不同对金属及其氧化物的影响非常大。由于该类腐蚀程度一般较小且容易发现和处置，因此一般采用将管表除锈后刷涂2-3遍防锈漆和管道电保护法结合的防护措施。
酸性物质的腐蚀及防护。大气中常见的酸性物质一般指SO2，尤其是在工业废气污染地区，这类腐蚀相对来说更为突出，管道在该环境下的腐蚀速率随着大气中SO2含量的增加而迅速增加。该类腐蚀程度和腐蚀速率一般较大，一般采用在管道施工前对其除锈、刷涂2-3遍防锈漆再外缠专用玻璃布等形式进行防护。
2.6 土壤腐蚀及其防护
目前国内外对埋地管道所采用的防护主要有外层防腐和电保护法。外层防腐种类很多，有沥青、塑料防腐绝缘层、环氧粉末喷涂、搪瓷涂层及水泥砂浆涂层等。沥青是应用最多和效果较好的防腐材料。塑料防腐层在强度、弹性、化学稳定性、防水、电绝缘等方面优于沥青，但价格较贵，目前还无法与沥青竞争，只用于特殊场合。沥青防腐层一般由沥青、玻璃布和专用聚氯乙烯塑料布组成。它又可分为石油沥青和环氧煤沥青两种，其防腐层结构见表1和表2。电保护法又可分为三种，即外加阴极保护法、牺牲阳极保护法和排流保护法。第一，外加阴极保护法。利用外加直流电源，使金属管道对土壤形成负电位从而避免腐蚀的方法，其保护半径为R=15-20km。因此，一般需沿管道铺设方向每隔一定距离设立阴极保护站。第二，牺牲阳极保护法。采用比金属管道材质电极电位更负的金属和管道相连，二者与电解质溶液即土壤形成原电池，从而保护管道免于腐蚀，但阳极在输出电流过程中破坏，一般可用的阳极为镁、铝、锌及其合金等。利用该法时被保护管道的防腐层绝缘性应良好。第三，排流保护法。用排流导线将管道与其附近可产生杂流的电器设备连接，使杂流不经过土壤而单向流会电源的负极，从而保证管道不受腐蚀。
3 结束语
天然气作为一种化石能源，在促进我国环境保护和经济发展方面具有重要的作用。天然气输送主要采取管道形式，其输配的管线材质通常是钢管，一般将其埋于地面，对输送管道采取一定的防腐措施可以大大的提高其使用寿命。
金属腐蚀与防护论文篇8
Abstract： As the important facility of storaging and transfering crude oil， steel metal storage tank becomes an important concept of the storage and transportation production of oil and gas. Combined with the floating pan corrosion situation of steel metal tank， this paper discusses the reasons and damage of metal corrosion caused by the natural factors of atmosphere and temperature and puts forward the corresponding corrosion control measures.
关键词： 金属储罐；外腐蚀；大气影响；腐蚀控制
Key words： metallic tank；outer corrosion；atmospheric effects；corrosion control
中***分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）25-0110-05
0 引言
2014年4月22日，地处古尔班通古特沙漠腹地的某单位的7#外浮顶原油储罐浮盘发现原油外渗，当班维修工立即采用木a封堵法阻止原油大面积外渗。据维修工介绍，在封堵过程中，金属储罐浮盘腐蚀情况比较严重，在敲击木a时钢板非常脆弱，腐蚀点被扩张成腐蚀孔，甚至是腐蚀洞。经表面初步观察，该罐浮盘腐蚀面积已达70%以上，必须采取停用维修措施。
2014年5月，按照该公司制定的《7#原油储罐大修施工方案》要求，对该罐内原油输送至最低液位，打开排污口排净底油，专业施工人员佩戴劳动防护用具进入大罐内部进行清罐作业，清罐作业采用干洗法，用时近两周时间大罐清理完毕。
2014年6月，施工队伍采取干喷砂除锈的方法对原油储罐罐底板、浮盘进行除锈作业，除锈作业过程中，浮盘由于锈蚀减薄、穿孔处急剧增加，呈满天星状。随后，采用漏磁检测法对罐底板进行检测，采用超声波法对浮盘、罐底圈壁板进行厚度检测，检测结果如***3、***4所示。
检测专业机构对此次检测数据进行了综合分析，得出如下结论：
①浮盘：
经检测：腐蚀较严重。腐蚀点的腐蚀深度占原板设计厚度在20%-100%之间。其中20%-29%共有135052处，30%-39% 共有101963处，40%-49%共有75895处，50%-59% 共有49494处，60%-69%共有21780处，70%-79% 共有16745处，80%-89%共有54455处（其中30处腐蚀穿孔）。
其余顶板实测厚度在4.11mm-5.20mm之间，腐蚀深度占原板设计厚度在32%-14%之间。
②浮舱：
经检测：浮舱顶板腐蚀较重。浮舱底板实测厚度在5.10mm-5.55mm之间，腐蚀深度占原板设计厚度在15%-8%之间；浮舱隔板实测厚度在5.73mm-5.82mm之间，腐蚀深度占原板设计厚度在4.7%-3.0%之间；浮舱顶板实测厚度在0mm-4.9mm之间，腐蚀深度占原板设计厚度在100%-19%之间（其中3#、9#、11#、12#、14#、15#浮舱顶部均有腐蚀穿孔，现场已标注腐蚀穿孔）。
1 金属腐蚀的原理
金属腐蚀是指金属与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用所引起的破坏或变质现象。由此可见，金属腐蚀是发生在金属与介质之间的界面上。
腐蚀分类方法很多，按腐蚀环境可分为潮湿环境、干燥气体和熔融盐等。不同的腐蚀环境也意味着不同的机理：潮湿环境下属电化学机理，干燥气体中为化学机理，熔融盐中为物理机理。
1.1 化学腐蚀
化学腐蚀指的是金属表面与非电解质直接产生纯化学作用所造成的破坏现象。也就是说，金属表面的原子和非电解质中的氧化剂发生氧化还原反应，生成腐蚀产物。由于电子只在金属和氧化剂之间转移，因而化学腐蚀过程中不会产生电流。
日常生产活动中，由于金属是在干燥气体中或着在无水有机液体和气体中腐蚀，所以纯化学腐蚀现象并不多见。
1.2 物理腐蚀
物理腐蚀指的是金属由于单纯的物理溶解作用而引起的破坏。熔融金属的腐蚀就是固态金属与熔融金属（如铅、锌、钠、汞等）相接触使金属开裂或溶解。这是金属被物理溶解后形成合金，或液态金属渗入晶间所产生的腐蚀现象。
1.3 电化学腐蚀
电化学腐蚀指的是金属表面与离子导电的介质（电解质）发生电化学反应所造成的破坏现象。任何以电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和阴极反应，并以金属内部的电子流和介质中的离子流形成电流回路。阳极发生氧化反应，即金属离子从金属转移到介质中，并将电子留在金属上；阴极发生还原反应，即介质中的氧化剂吸收来自阳极的电子。
电化学腐蚀的特点在于它的工作历程可分为两个相对***并可同时进行的过程。在腐蚀的金属表面上，由于存在着在空间或时间上分开的阳极区和阴极区，腐蚀反应过程中电子通过金属从阳极区传递到阴极区，其结果必有电流产生。电化学腐蚀而产生的电流与反应物质的转移，通过法拉第定律定量地联系起来，金属的电化学腐蚀实质上是短路的原电池作用的结果。
在各类腐蚀现象中，电化学腐蚀是最普遍的一种现象。它金属在大气、海水、土壤以及其他各类电解质溶液中的腐蚀，都属于电化学腐蚀现象。
2 金属腐蚀的危害
金属材料是工业生产领域常用材料，它与国民经济息息相关。金属材料的产量是目前衡量一个经济实力的一项重要指标。中国是当前全世界金属材料产量最多的几个国家之一。但是由于受自然因素和人为因素的影响，金属材料腐蚀现象也成为金属工业领域最常见的现象。
金属腐蚀所造成的危害非常严重，而且就目前来看，金属腐蚀现象已遍及国民经济和国防建设多个领域，并且已造成了重大的直接或间接的经济损失。另外，金属腐蚀尤其是应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳，通常会引发灾难性事故。再者，腐蚀除了造成金属材料大量耗损，同时也造成能源损耗。因腐蚀所造成的跑冒滴漏，不仅造成经济损失，还可能产生有毒物质的泄露，造成环境污染，危及人民的身体健康。
近年来，随着人类对能源需求的不断增长，我国建立了大量的原油储罐，腐蚀不仅缩短了这些储罐正常的使用寿命，而且使油品中掺入铁锈等杂质。这些杂质的掺入造成炼油后续工艺催化剂中毒，并对成品油质量造成不良影响。
本文中金属储罐的浮盘腐蚀主要是由外腐蚀造成，通常外腐蚀相较内腐蚀缓慢，所以不易受到作业人员关注。故此本文着重探讨金属储罐浮盘遭受外腐蚀的原因及其规律，从而寻找合理防腐措施，延长设施使用寿命。
3 浮盘罐浮盘密集外腐蚀原因分析
大气腐蚀是指由大气中的水、氧、酸性污染物等物质的作用而引起的腐蚀。通常大气腐蚀的影响因素有：大气相对湿度、温度和温差、日照时间和气温、大气成分、大气中有害气体、酸碱盐、固体颗粒等。但主要受环境的湿度、温度、日照时间的影响最为明显。
3.1 大气相对湿度对腐蚀的影响
大气的组成决定了大气的腐蚀环境。大气是混合物，在地球表面附近的大气中，虽然其成分复杂，但是各类成分在强烈的湍流和对流作用下逐渐混合产生均质层大气。其主要成分基本不变，只有大气中的水蒸气含量随地域、季节和时间等条件而有所变化。在大气中氧和水蒸气是参与大气腐蚀过程的主要成分。其中水是能够对腐蚀速率和腐蚀历程产生决定性作用的关键成分。
氧在大气腐蚀中主要参与电化学腐蚀过程，其中材料表面的水膜则是参与该过程的电解液层。水膜主要由大气中的水蒸气形成，它的成因与大气的相对湿度和暴露在大气中的材料表面状况密切相关。由于水膜的存在，作为电解液直接参与电化学腐蚀过程，并且因液膜厚度的不同而使得大气腐蚀速率呈现不同特点，鉴于此，可以根据金属材料表面的潮湿程度，把大气腐蚀分为三种类型：
①干型大气腐蚀：是指大气很干燥、金属表面不存在水膜或金属表面的吸附水膜厚度不超过10nm时的腐蚀。干型大气腐蚀的特点是金属表面没有形成连续的电解液膜，腐蚀速率很低，化学氧化的作用较大。金属在清洁、干燥的室温大气条件下，往往在表面形成不可见的保护性氧化膜，使某些金属在室温下失去光泽。这些基本上属于化学腐蚀过程，一般只影响表面美观和表面的导电性，而不会使金属发生明显的腐蚀破坏。
②潮型大气腐蚀：是指大气相对湿度足够高，金属表面形成肉眼看不见的薄液膜层时产生的腐蚀。此时，水膜厚度可达10nm-1um，形成了连续的电解液薄膜，并开始了电化学腐蚀，腐蚀速率急剧增大。钢铁在未受雨淋或冰雪覆盖时也会生锈就是一列。
③湿型大气腐蚀：是指大气相对湿度在100%以下，金属表面由于雾、雨等形式的水分直接溅落而形成肉眼可见的水膜时发生的腐蚀。湿型大气腐蚀的特点是水膜较厚，约为1um-1mm。随着水膜加厚，氧扩散困难，腐蚀速率下降。当水膜厚度大于1mm，就相当于金属全浸在电解质溶液中的腐蚀，腐蚀速率基本不变。
上述三种类型的大气腐蚀，它们的腐蚀机理和腐蚀速率是各不相同的，其关系可以用***7中曲线来表示。
***中Ⅰ区是大气湿度特别低的情况，金属表面的吸附水膜非常薄，还不能看作是完整的和具有电解液的性能，此时金属腐蚀速率非常低，系常温氧化情况，相当于干型大气腐蚀。在Ⅱ区域中，金属表面产生连续的、具有电解液特点的薄液膜层，腐蚀过程与电解质中电化学腐蚀情况十分相似，液膜越厚，腐蚀速率越快，因而这种腐蚀现象系潮型大气腐蚀现象。Ⅲ区域为湿型大气腐蚀区域，随着液膜逐渐增厚，氧无法顺利通过液膜，因而腐蚀速率随之放缓。进入Ⅳ区域后，随着液膜厚度增加，氧通过液膜有效扩散层的厚度已基本五变化，腐蚀速率也基本恒定，因而这种腐蚀现象系金属全部沉浸在电解液中的腐蚀情况。
实际上，金属在大气中的腐蚀，用这三种形式的大气腐蚀完全区分是相当困难的。它能在两种腐蚀的形式之间自由过渡。例如，在大气中最初以干型的腐蚀历程进行腐蚀的金属物件，当湿度增加或者在产生吸水性腐蚀产物后，就可能发展成为潮型的大气腐蚀。在金属直接接触雨水后，又转化为湿型大气腐蚀。当金属表面变干燥后，又转为潮型大气腐蚀。
3.2 大气腐蚀的机理
金属的表面在潮湿的大气中会吸附一层很薄的湿气层即水膜，当这层水膜达到20-30分子层厚时，就变成电化学腐蚀所必须的电解液膜。所以在潮型和湿型的大气条件下，金属的大气腐蚀过程具有电化学腐蚀的本质，即大气腐蚀是金属处于表面薄层电解液下的腐蚀过程。因此，大气腐蚀主要是电化学腐蚀，遵从电化学腐蚀的一般规律；同时，由于电解液膜比较薄，而且常常干湿交替，所以大气腐蚀的电极过程又有自身的特点。
3.2.1 大气腐蚀的电化学过程
阴极过程：
金属发生大气腐蚀后，其表面液膜膜层极薄，很容易使氧与阴极表面接触，阴极过程以氧的去极化为主。
在中性或碱性介质中，阴极过程的反应为：
O2+2H2O+4e-=4OH-
在酸性介质中，阴极过程的反应为：
O2+4H++4e-=2H2O
阳极过程：
腐蚀的阳极过程相当于金属作为阳极发生溶解的历程。在大气腐蚀情况下，阳极过程的反应为：
M+xH2O=Mn+・xH2O+ne-
金属在发生大气腐蚀时，阳极去极化的作用会随着金属表面水膜厚度慢慢变薄而逐渐减弱。这是因为：①当电极存在很薄的水膜时，阳离子不易发生水化作用，使阳极过程受到阻止；②在非常薄的水膜下，氧易于到达阳极表面，促使阳极的钝化作用。后者是更重要的原因，因而使阳极过程受到强烈的阻滞。
所以可以得出腐蚀的一般规律：金属表面电解液膜厚度的减薄为大气腐蚀的阴极过程提供了便利条件，与此同时拽了阳极过程。也就是说潮型大气腐蚀受到阳极过程的限制。而湿型大气腐蚀则受到阴极过程制约。但与全浸于电解液中的腐蚀相比，已经大为减弱。可见电极过程控制作用会随着水膜厚度的增减而逐渐呈现显著的特征。
3.2.2 锈层形成后的腐蚀机理
由于大气腐蚀的条件不同，锈层的成分和结构往往是很复杂的。一般认为，锈层对于锈层下基体铁的离子化会起到强氧化剂的作用。伊文思认为大气腐蚀的锈层处于潮湿条件下，锈层就相当于强氧化剂，对腐蚀过程产生影响。在锈层内阳极反应发生在金属Fe3O4界面上：
Fe=Fe2++2e-
阴极反应发生在Fe3O4/FeOOH界面上
6FeOOH+2e-=2Fe3O4+2H2O+2OH-
可见锈层参与了阴极过程。
当锈层干燥时，即外部气体相对湿度下降时，锈层和底部基体金属的局部电池成为开路，在大气中氧的作用下锈层内的Fe2+重新氧化成为Fe3+，即发生反应：
4Fe3O4+O2+6H2O=12FeOOH
因此，在干湿交替的情况下，带有锈层的钢腐蚀被加速。
一般来说，在大气中长期暴露的钢腐蚀速率逐渐减慢。原因有二：首先是锈层的增厚会导致电阻增大和氧的渗入困难，这些将使锈层的阴极去极化作用减弱；再者附着性良好的锈层内层将减小活性阳极面积，增大阳极极化。
3.3 温度和温度差的影响
一方面，如果同等条件比较，平均气温越高，金属腐蚀速率越快；另一方面，若温度的升高足以使水膜干燥，则可以降低大气腐蚀速率。
温度变化即温差的存在对大气腐蚀的影响更大一些，因为温差的存在会促使水蒸气在金属表面上凝聚形成水膜，造成大气腐蚀的条件。例如，白天温度高，夜晚温度低。
3.4 日照时间的影响
如果温度较高并且阳光直接照射到金属表面上，由于蒸发速度较快，水膜的厚度迅速减薄，停留时间大为减少。如果新的水膜不能及时形成，则金属腐蚀速率就会下降。如果气温高、湿度大而又能使水膜在金属表面上的停留时间较长，则会使腐蚀速率加快。
4 浮顶罐浮盘密集腐蚀的处理措施
对于储罐的防腐，主要是采用覆盖层将储罐钢板与腐蚀介质隔开，从而避免产生化学和电化学腐蚀。目前常用的覆盖层是涂料，但由于涂层本身有微孔，老化后易出现龟裂、剥离等现象，这样微孔处金属易遭到腐蚀，因此采用单独的涂料保护效果不好，需要采用涂料加阴极保护来综合防腐。此次《7#原油储罐大修施工方案》中，对于储罐系统的腐蚀控制采用的措施有以下几点。
4.1 储罐外防腐
罐底边缘板的外伸部分、浮盘和浮舱顶板上表面及其附件下端200mm应进行外防腐。
鉴于7#罐浮盘腐蚀严重，建议维修后浮盘及浮舱顶板采用重防腐涂料防腐。材料和厚度要求如下：两道环氧富锌底漆（干膜厚度≥80μm）；一道厚浆型环氧云铁中间漆（干膜厚度≥100μm）；两道交联氟碳面漆（干膜厚度≥70μm），防腐层干膜总厚度≥250μm。
中央集水坑内表面防腐完成后，至单向阀法兰面以下填充沥青以防集水坑集水不能及时外排。
4.2 储罐内防腐
罐底板的上表面，罐底以上1m范围的罐壁板内表面及此液面以下的油罐附件及设施，浮盘下表面（浮舱底板下表面、浮盘与浮舱连接处为起点向集水坑方向延伸2m宽的环向下表面）均需进行内防腐。
罐底板的上表面，罐底以上1m范围的罐壁板内表面及此液面以下的油罐附件及设施，内防腐材料选择无溶剂环氧涂料（非导静电）进行防腐，二次成膜，干膜厚度≥300μm，涂料及防腐层必须满足附件中要求的性能指标。
浮盘下表面（浮舱底板下表面、浮盘与浮舱连接处为起点向集水坑方向延伸2m宽的环向下表面）内防腐材料选择无溶剂环氧涂料（导静电）进行防腐，二次成膜厚度（干膜）大于300μm，涂料及防腐层必须满足附件中要求的性能指标。
要求：防腐前必须除去金属表面的异物、焊渣和毛刺，清除过高的焊瘤、油污及水分，除锈等级最低应达到GB/T 8923.2-2008中内壁要求的Sa2.5等级，合格后应保持洁净、干燥，不得再度锈蚀。
防腐层完全固化后，采用外观检测――厚度检测――硬度检测――电火花检漏――附着力检测的方法进行质量把关。
经检测：修复完成后，罐顶板腐蚀情况较之前大幅降低。腐蚀点的腐蚀深度占原板设计厚度在20%-29%之间的共有4处。未发现腐蚀孔的出现。
4.3 阴极保护
由于该罐前期通过埋设过牺牲阳极材料进行阴极保护，此次修复作业完毕后恢复相应阴极保护措施。
4.4 日常使用与保养
为了保证收发作业安全和油品储存质量，延长油罐使用寿命，必须正确使用油罐，加强油罐的管理维护。
4.4.1 建立油罐技术档案
无论新罐还是使用多年的旧罐，都应该建立技术档案。新罐从验收到第一次装油，就应该按照油罐编号着手建立资料，以后每次技术鉴定或修理，都应该认真记载，以便掌握油罐技术状况。
油罐技术档案主要包括以下内容：①油罐***纸、说明书、编号；②油罐施工情况记载；③油罐竣工后的实际尺寸；④油罐试压、试漏情况记载；⑤附属设备性能一览表及技术状况；⑥每次技术鉴定和修理情况记载。
4.4.2 日常维护管理
①认真贯彻、落实钢制油罐使用、维护保养等各项规章制度，克服日常工作中无章可循和有章不循的混乱现象；②定期检查油罐，严防渗漏，相关附件连接处、焊缝等，雨雪天后观察罐顶排水情况，必要时应及时清理；③防止腐蚀，油罐都涂刷有防腐层，对防腐层外观的脱落、起皮、鼓泡等缺陷要及时修补，保持防腐层的完整。此外还要定期注意查看呼吸系统是否畅通；静电接地装置有无松脱、锈蚀现象；罐的基础有无不均匀下沉及积水；放水管路是否通畅；罐区内的易燃物是否清除等。防微杜渐、一丝不苟使油罐经常处于良好的技术状况，最大限度的延长油罐使用寿命。
5 结论
通过此次对7#钢制金属储罐外腐蚀情况的分析，提醒工作人员对于暴露在大气环境中的金属腐蚀情况也应当给予关注，尤其是大气中湿度增减变化明显，温度变化较为剧烈的情况，均会使金属在干型、潮型、湿型等大气环境下发生外腐蚀加速破坏，从而产生安全隐患，造成经济损失。随着环境因素的变化，以往单一的腐蚀处理办法不足以应对金属外腐蚀日趋严重问题，此次对7#罐修复过程中积累的涂料加阴极保护施工经验可以为日后处理金属外腐蚀提供指导帮助。金属腐蚀无时无刻发生在日常生产生活中，其造成的危害不仅造成经济损失，还会引发诸多安全事故。因此需要不断提高对腐蚀情况的认识，积累相关防范、减缓腐蚀发生的经验，确保金属设备设施安全、高效运行，为国民经济建设保驾护航。
参考文献：
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金属腐蚀与防护论文篇9
关键词：化工生产；压力容器；防腐；方法
中***分类号：TH49 文献标识码：A
压力容器是一种特种设备，在化工生产中具有重要的作用。但是在实际操作过程中，由于受到诸如介质、温度以及压力等操作条件的影响，使得压力容器会产生损伤和腐蚀，由于受到金属腐蚀就导致了实际的生产中系统的正常运转受到严重的影响。从而导致了压力容器失去应有效应甚至是遭到破坏而引发化工生产链爆炸，不但会造成财产损失，同时还会使得人员生命遭受威胁。因而对化工生产中压力容器的腐蚀现象进行防护变得十分重要。文章主要从现代石油化工生产中实际遇到的问题出发，对生产工作中常见的金属腐蚀现象以及成因进行了分析，并提出了相关措施对压力容器所受到的腐蚀进行预防和治理，用以保证石油化工产业链的完整，以及生产系统的正常运行。
1 金属腐蚀现象成因
金属出现被腐蚀现象主要是由于铸造压力容器的金属中含有的合金以及金属和杂质，这些内在因素同外在的温度、溶液浓度以及压力、液体流速等外在条件相互作用下产生复杂作用的结果。
1.1 金属自身原因
金属会受到腐蚀首先应当考虑金属自身所具有的化学性质，一些化学性质较活跃的金属较易受到腐蚀。通过大量的研究对比，以及对生产实践经验的总结，压力容器受到腐蚀的速度同其中所含有的合金量有着密不可分的联系，而金属中所含有的杂质会加速这种腐蚀速度。另外，压力容器表面的金属状态以及晶型对容器受腐蚀作用有着巨大的影响，容器表面越光滑，受到的腐蚀作用越小，相反则会容易受到腐蚀；对容器表面加设氧化膜则能够提高容器的耐腐蚀度。
1.2 外界环境影响
化工生产中一定会存在很多具有腐蚀性的物质，酸类物质、碱类物质以及盐类物质，包括水、氧都是具有腐蚀性的介质，而这些组成了压力容器的外部环境。金属材料在腐蚀介质的抗性上都有着一定的范围，所以，压力容器在使用时，需要充分考虑到外部环境介质的化学成分以及介质浓度、种类、酸碱度以及其中的水分含量、氧含量、杂质含量等。
2 预防措施
2.1 防腐设计应用
化工压力容器的制造以及容器的设计都需要依照相关规定具有相应的资格才能进行，目前的化工压力容器制造设计单位都是定点单位。在对容器进行设计时要对急速腐蚀现象予以防备，避免设备的应力集中，并对缺口或者缝隙进行消除，以免腐蚀介质的聚集，并时刻关注容器金属的结构和组织。在设计容器时，要严格按照相关规定中的要求进行主体材料的选择，并需要注意主体材料同介质之间的作用关系。
2.2 缓蚀剂应用
缓蚀剂能够有效的减缓腐蚀现象的发生速度以及降低腐蚀程度，具有较高的经济效益以及抗腐蚀效果，是压力容器抗腐蚀性能提高中最有效也是应用最广的技术之一。缓蚀剂实质是一种化学混合物，被应用在金属表面后，能够有效减缓甚至是防止腐蚀现象的发生。缓蚀剂的一般用量为千万分之几，有些则提高至千分之几，而根据不同的需求，在某些情况下提高至百分之几。根据实际使用可以得出以下结论，在金属材料中加入微量该化学混合物就能够有效将介质对金属的腐蚀度降低或者降至零，同时还会保持金属的物理性能不变。
2.3 电化学法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法，主要有以下两种：
2.3.1 牺牲阳极法
该方法是用电极电势比压力容器中被保护金属更低的金属或合金做阳极，将其固定在被保护金属上，形成腐蚀电极，被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护工业用水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备如贮油罐以及石油管路的腐蚀。
2.3.2 外加电流法
该方式是通过附加电池的方式，将保护金属作为另一个电池的阴极，同附加电极一通，在外加直流电作用下使得被保护金属得到有效保护。该方式主要用于保护土壤以及河水中的金属不受外界环境腐蚀。
2.4 表面覆盖法
在金属表面覆盖致密的保护层，使金属跟周围介质隔离，这是一种普遍采用的防护方法。如在压力容器钢铁表面涂油漆、覆盖搪瓷等物质，使钢铁制品不与空气或水接触，或在钢铁表面镀上一层其他金属，如Zn、Sn、Cr、Ni等这些金属能被氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3 设备的维护和管理
石油化工生产中压力容器发生腐蚀的因素多种多样，因此防腐蚀措施也具有多样性，每一种都是具有针对性的，具有一定条件以及适用范围。对于腐蚀体系不但要考虑到期抗腐蚀效果，同时应当考虑施工的难易程度以及防腐蚀操作的经济效益，在实际的操作中有可能同时施用几种方式进行保护。对于压力容器的腐蚀抗性的提高是一方面，另一方面则是对设备的维护。生产企业需要根据相关规定严格执行压力容器的使用规章制度，按照检修规定对设备的检修取样定期进行，充分掌握容器的运行缺陷以及腐蚀状况，在检修时发现的问题要及时补救，从而避免由于腐蚀而造成设备的寿命缩短，以此保证压力容器在生产系统中得以安全运行。压力容器在运行中对其安全性影响最大的便是应力腐蚀，想要解决该类问题需要对其发生的破坏原因进行查明，充分分析、研究后采取针对性的措施进行防范才能够制止、消除该类腐蚀破坏保证设备运行的稳定。
结语
腐蚀现象在化工安全生产中对压力容器的破坏威胁极大，只有对腐蚀发生的原因充分了解，且对腐蚀状态进行研究，才能有效提出解决方案。有条件的地方还能够通过定期取样或者挂片分析的方式对压力容器进行研究、分析，以此有效防范容器腐蚀现象的发生，确保生产安全。
参考文献
金属腐蚀与防护论文篇10
关键词：氯碱，腐蚀，防护
0.前 言
目前电解法工艺生产过程中接触到的几乎都是强酸、强碱、氯气等腐蚀性很强的介质，因此腐蚀一直是制约氯碱行业安全运行的一大难题。几年来，我公司大力治理设备的跑、冒、滴、漏现象，加大设备管理和保养周期，不断应用防腐蚀新技术，积极推广耐腐蚀非金属材料，使得设备腐蚀得到了有效的控制，确保生产装置安全稳定运行。
1.氯气（Cl2）的腐蚀与防护
氯气是氯碱生产中的主要原料之一,它会对生产装置造成严重腐蚀,因此,防止它的腐蚀是至关重要的。
氯的化学性质非常活泼,常温干燥的氯对大多数金属的腐蚀都很轻,但当温度升高时腐蚀加剧。湿氯气(水的体积分数大于100ppm)中的氯与水反应生成强腐蚀性的盐酸和强氧化性的次氯酸,许多金属如碳钢、铝、铜、镍、不锈钢等均可被腐蚀,只有某些金属或非金属材料在一定条件下能抵抗湿氯气的腐蚀。免费论文参考网。因此，氯碱生产中电解生成的湿氯气必须经过氯气冷却、水雾捕集器、填料干燥塔、泡罩干燥塔、酸雾捕集器等工序处理。
1.1下列材质可作氯防护
(1)碳钢应用在小于90℃干燥的氯气中是比较稳定的,但在湿的氯气环境中则被腐蚀,因此,碳钢材质的透平压缩机、输送管线、设备可用于经冷却、干燥及水的体积分数小于100ppm的氯气环境中，但要必须控制氯气温度小于90℃。当氯气压缩机出口温度大于90℃(如采用单级压缩将氯气由0.15MPa增压到0.50 MPa,出口温度达120℃以上),压缩机及后冷却器材质应采用不锈钢316L。据了解天津大沽化工股份有限公司氯乙烯装置直接氯化单元氯压机及后冷却器即采用316L,运转10年,设备仍完好无损。而我公司氯气冷却器采用碳钢材质开车仅5年出现了泄露，被迫公司停车更换为新冷却器，要求运行人员定期检测循环水PH值确定冷却器是否泄漏，从而避免了水漏到氯气侧造成设备的腐蚀。
(2)钛本身为活性金属,但在常温下能生成保护性很强的氧化膜,因而具有非常优良的耐蚀性能。能耐各种氯化物和次氯酸盐、湿氯、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等的腐蚀。不耐还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀。常温下钛能耐小于10%盐酸,当50℃时能耐3%盐酸。加入少量贵金属(0.15%钯、铂等)可提高钛在还原酸中的耐蚀性,我公司隔膜电解湿氯气的冷却过程采用钛冷却器,使用寿命长。但在生产过程中要特别关注干燥氯气中钛会腐蚀燃烧,某厂曾发生过干氯气进入钛制管线引起着火燃烧的安全事故。
(3) 橡胶的在生产中用途很广，主要用作各种橡胶制品，因其具有良好的耐腐蚀及防渗性能，所以被广泛地用于金属设备的防腐衬里或复合衬里中防渗层。橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类，天然橡胶的化学性能较好，可耐一般非氧化性强酸、有机酸、碱溶液和盐溶液腐蚀，但在强氧化酸和芳香族化合物中不稳定。在氯碱生产中橡胶对于湿氯和氯水有着较好的耐腐性,但在干燥的氯气中会腐蚀成粉末。公司隔膜电解装置中盐水工序的设备、管路多采用衬橡胶，使用寿命较长。
2.盐酸（HCl）的腐蚀与防护
在合成盐酸装置中,合理选材、做好防腐蚀工作就能减少跑、冒、滴、漏现象。石墨合成炉、石墨列管或块孔式换热器、石墨降膜吸收器已被广泛应用。盐酸贮槽普遍采用钢衬胶、玻璃钢等,近几年氯碱企业普遍采用玻璃钢。
2.1下列材质可作盐酸防护
（1）玻璃钢(FRP)的原材料分为增强材料和基体材料。增强材料为玻璃纤维或其织物,是玻璃钢主要承载材料,直接影响玻璃钢的强度和刚度。基体材料由合成树脂和辅料组成,其中合成树脂是主要成份。免费论文参考网。基体材料的作用是在纤维间传递载荷,并使载荷均衡。基体材料的性能,如耐腐蚀性、耐热性等直接影响玻璃钢的性能。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60～70℃,乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸,在化工生产企业中，正在取代碳钢、不锈钢等。
（2）不透性石墨对绝大多数腐蚀环境都有优良的耐蚀性,包括沸点盐酸、稀硫酸、氢氟酸、磷酸、碱液、有机溶剂等。只有强氧化性介质如硝酸、浓硫酸、溴和氟能破坏它。不透性石墨的品种因所浸渍树脂不同,耐蚀性也有差异。酚醛树脂浸渍者耐酸,但不耐碱。糠醇树脂浸渍者既耐酸又耐碱。石墨在还原性气氛中可耐2000～3000℃,在氧化气氛中400℃开始氧化。耐温性因不透性石墨随浸渍剂而异,一般由酚醛或糠醇浸渍者耐温在180℃以下，据了解进口石墨设备使用寿命一般在15～20年以上。
3.烧碱（NaOH）的腐蚀与防护
烧碱是氯碱生产的主要产品,在锅式法固碱生产过程中,烧碱溶液的浓缩会对设备造成腐蚀,因此应采取相应措施来延长装置的使用寿命。免费论文参考网。
3.1大锅的腐蚀及防腐材料
（1）大锅的材质为铸铁,大锅的损坏除了碱液中氯酸盐在熬煮时对大锅的腐蚀外,还由于大锅采用明火加热,锅内碱温在450℃左右,而锅底外壁温度可达1100～1200℃,大锅在反复遭受不均匀的周期性的加热(熬碱)与冷却(出碱洗锅)时,容易产生应力。这种应力在高温、浓碱的共同作用下产生了应力腐蚀破裂,即碱脆现象,这是造成大锅破坏的主要原因之一。
（2）镍有优良的机械、加工性能,又有良好的耐蚀性能。它是耐热浓碱液腐蚀的最好材料,耐中性和微酸性溶液(包括一些稀的非氧化性酸、有机酸)及有机溶剂的腐蚀,但不耐氧化性酸和含有氧化剂的溶液和熔金属的腐蚀。镍广泛用于碱液蒸发器和乙烯法氯乙烯装置的固定床氧氯化反应器。
3.2膜式法固碱生产中的主要设备选材
在固、片碱生产中,高温浓碱对设备有一定的腐蚀性,在膜式蒸发器中将45%碱液浓缩至60%,当操作温度低于150℃时,选用镍材比一般不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的使用寿命长。但隔膜碱液中含有0.3～0.6 g/L的氯酸盐,氯酸盐在250℃以上时逐步分解(理论上氯酸盐在287℃时分解并放出新生态氧)。这种新生态氧与镍制的蒸发器发生反应并生成氧化镍层。而这层氧化镍在高温下很易溶于浓碱中而被带走。这时新生态氧又与镍管反应生成氧化镍层,这样镍管不断地被氯酸盐氧化,氧化层又不断被浓碱所冲刷及溶解,镍制的蒸发器在运行中被腐蚀损坏,寿命缩短。
4.结束语
在氯碱生产过程的选材时,常常只考虑正常运转时的环境,而忽略开车、停车时的非正常环境,但有时这种非正常环境和正常环境差别很大,必须予以考虑,否则会引起意外的腐蚀或材料破坏。所以，必须科学地选取耐腐蚀材质，以获得氯碱装置安全稳定运行。
参考文献
[1] 赵国平.氯碱生产过程中需要注意的安全问题[J]. 氯碱工业, 2008, (09) .
[2] 王香爱.氯碱生产中三氯化氮的生成及防治措施[J]. 氯碱工业, 2007, (08) .
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