电子书材料~石化炼厂防腐与防护（第二章）

第二章防护的基本理论

第一节 防护的重要性

金属腐蚀的防护有很长的历史，中国在腐蚀防护上对人类做出过重大贡献，秦始皇的宝剑、中国的涂漆工业，特别是中国大漆闻名世界（1515年就很盛行）。世界上的防锈漆在1882年才被提出来，1885年才将红丹推荐做底漆使用，在英国，1830年至1850年间发现有用煤焦油、沥青焦油同其它材料一起使用，防止钢管腐蚀。1919年美国供水管内部涂沥青。1875年第一次提到阴极保护，进入二十世纪，各种涂层方法、电化学保护、缓蚀防护都得到了迅速发展，已经形成了一门较为完善的金属保护学。

一、防护的科学性

图1-2-1给出了腐蚀损失费、对策费与防护三者之间的关系，这是一门科学，它与经济管理直接有关，只要防护做的好，经济损失可减少30%-40%，工厂的经济效益得到 明显改善。

二、管理与教育

有关防护重要性的认识，一是要立法，比如美国**就埋地管线的保护从法律上做了规定，即各类埋地管线必须进行保护和定期检查。德国、前苏联也都有相应规定，这是 带强制性的法规。为了提高各类人员，特别是管理人员的重视，建立教育体制，广泛开展教育工作，提高防护的自觉性，做到防护工作的自觉性与科学性相结合，提高防护水平， 以减少经济损失和突发事故的发生。防蚀教育的内容和范围如图1-2-2所示。

第二节 防护的基本原理

一、提高金属材料本身的抗蚀性

提高金属材料抗蚀性的原理有：

（一）从提高材料的热力学稳定性角度出发，改善合金组成

热力学稳定性不但取决于金属，也取决于腐蚀介质，基本原理是用在某种介质中热力学稳定组元使不耐蚀金属合金化，以实现保护的目的。

（二）增大阴极控制

一方面减少合金中阴极区的面积，另一方面往合金中加入增大阴极去极化反应超电势的添加剂。

（三）增大阳极控制

向合金中添加活性的阴极性物质，如往不锈钢中加入少量的钯、铂等贵金属元素。提高合金阳极可钝性的合金化也可实现阳极控制。

二、改变环境

腐蚀是由环境和材料共同反应的结果。环境不同，腐蚀状况不一样，从环境角度控制，以下几点是很重要的防护工作。

（一）温度和流速

一般讲降低温度，可以减慢腐蚀速度；流速是个很复杂的因素，增加流速往往会加速腐蚀，但也可能引起钝化而减轻腐蚀。

（二）介质中氧含量

介质中的氧是阴极去极化剂，对腐蚀的影响也是很复杂的。比如，水线腐蚀、氧浓差腐蚀等均由氧含量不同而引起的。

（三）应力

应力存在将加速腐蚀，是引起应力腐蚀开裂主要原因，因此要给予足够的重视。

（四）缓蚀剂

加入少量缓蚀剂，可明显降低金属腐蚀速度，目前已成为工业防腐蚀主要手段之一。

三、从电化学角度进行防护

（一）阴极保护

它是人为的阻止阴极氧化，以达到防腐目标。

（二）阳极保护

它是通过实现阳极钝化来完成防腐目标。

（三）金属涂层

它包括阴极性涂层、阳极性涂层及多层涂层，分别通过阴极控制，牺牲阳极及阴阳联合控制为目的的防护方法。

四、使材料与腐蚀介质隔开

这虽然是很古老的方法，但至今仍是防止腐蚀主要方法之一。主要有：

（一）非金属涂层（涂漆）

（二）衬里

（三）防锈油

（四）防锈纸

五、改进设计

为了防止腐蚀发生，设计时应注意选材、材料匹配、结构合理、结构间连接防止缝隙产生等项内容。

第三节 防腐蚀的作用

有人认为，只从腐蚀损失这一消极的方面强调防腐蚀工作的重要性，较片面，且客观效果不好。1993年NACE现任会长巴金斯教授在第十二届国际腐蚀会议“转让知识，控制腐蚀”报告中谈到：要让群众和政z家们知道成功的防腐蚀技术能节约多少钱，比从反 面宣传腐蚀的损失更能改善他们对腐蚀科学工作者的印象。根据这一积极的建议，下面 从经济、生产、新技术及节约资源的角度来说明防腐蚀的作用。

一、经济

大家知道，腐蚀是一个不以人的意志为转移的自发过程，它的发生是不可避免的。但是，像其他的自然灾害一样，腐蚀也是可以预测的，采取一定的防腐蚀手段是可以控制 的。目前国外有许多国家将腐蚀损失分为可避免的和不可避免的两大类。其中可避免的腐蚀损失是指充分利用现有的防腐蚀技术知识，大力开展腐蚀与防腐蚀教育，进行腐蚀与防腐蚀技术经验交流和严格的科学管理手段，就能避免的那一部分损失。例如，美 国采取防腐蚀措施后，1975—1985年10年中腐蚀损失的增长已减少了一半。另外，各国 腐蚀界普遍认为：可避免的这一部分损失约占总损失的1/4，也就是说，我国每年至少可挽回250亿元的损失。由此可见，摆在数万名专业化工防腐蚀工作者面前的任务是艰巨的，前景也是非常广阔的。

二、生产

在现代化学工业中，防腐蚀工作已成为反映化工生产水平的重要标志之一。这是由于大型化、连续化的现代化工生产中，设备相互影响是化工装置的一大特点。一台关键 设备的腐蚀损坏将会引起整个装置停工，其经济损失比直接更换设备费用大得多。例 如，国内某油田因油井套管腐蚀穿孔，一百多口油井无法采油，严重影响了原油生产。又如年产30万T合成氨厂的转化炉，由于高温腐蚀更换一根炉管，整个生产装置需停工3天。如果停工100次，损失就相当于整个合成氨厂的总投资。据报导，现代化工装置腐蚀导致设备的损坏已成为设备损坏的主要原因。美国保险公司曾公布近几年发生的重大化工事故中，因腐蚀而造成的占31.1%。正因为化工防腐蚀在生产中所起的这一重大 作用，抓好化工设备的防腐蚀工作是不可忽视的。

三、新技术、新产业

防腐蚀技术的发展，不但可以保证化工生产的正常运转，还可以促进新工艺、新技术的快速上马，促进新产业的兴起。现以缓蚀剂防腐蚀技术的发展为例说明。大型尿素生产流程能实现工业化生产，全依赖奥氏体不锈钢通氧防腐蚀技术的开发成功。油田酸化 以提高石油产量这一先进工艺技术，也是在解决了油田酸化用缓蚀剂后，才有可能实现工业化生产。我国化工部化工机械研究院的Lan-5、Lan-826酸洗缓蚀剂的开发，促成了一个崭新的、全国性的清洗产业的诞生。

四、资源

采用防腐蚀技术，可以节约大量的钢材及高档合金钢。现仍以缓蚀剂防腐蚀技术为例说明。例如，在酸洗时使用缓蚀剂，可使金属的损耗减少到1/9。某些油、气田开采使 用缓蚀剂，钢材的损耗可减少到原来的1/40-1/60，合成氨厂采用单乙醇胺或本菲尔溶 液脱碳时，由于在脱碳液中采用了有效的缓蚀剂，碳钢的腐蚀率由每年数毫米降低至完全耐蚀等级，使整个脱碳系统设备都可以采用碳钢材质，从而节约了大量的高档不锈钢材料。

总之，国内大量的化工生产实践证实，化学工业的发展与防腐蚀工作的发展戚戚相关，化学工业每前进一步，都要克服一系列的腐蚀障碍。化学工业每发展一步，防腐蚀技术水平也会相应前进一步。自改革开放以来，为确保化肥、农药、石油化工、氯碱等重点行业的正常生产，化工部采取了一系列措施，从各个方面加强了化工防腐蚀，取得了可喜成绩。

第一，形成了一支数万人的科研、设计、施工专业队伍，其中工程技术人员数千人，并为我国化工建设、老厂改造、生产维修解决了一大批腐蚀难题，促进了化学工业的发展。

第二，开发了以机械缠绕玻璃钢大型化工设备、大型预硫化橡胶衬里为代表的一百多个防腐蚀新产品，同时还开发与推广了各种防腐蚀技术、检测技术，防腐蚀涂料、缓蚀剂、水质稳定剂。建立并完善了近千家防腐蚀产品生产厂和防腐蚀施工单位，基本上满足了我国工业部门对防腐蚀产品、备品备件和防腐蚀维修工作的需要。

第三，近年来取得了一大批科技成果，其中获国家发明奖多项，在全国腐蚀与防腐蚀领域中，化工防腐蚀奖项目最多，等级最高。其中浓硫酸冷却器阳极保护、尿素设备难溶垢清洗及奥氏体不锈钢设备应力腐蚀破坏安全监控方法等成果已转化为生产力，取得了很大成绩。

第四，在推广Lan-5、Lan-826酸洗缓蚀剂成果的基础上，形成了一支以蓝星清洗集团公司为主体的全国性清洗产业，为生产做出了很大贡献。

第五，化工系统已普遍推广了腐蚀的全面控制工程，其潜在作用是巨大的。

讲的不错