浅析化工设备腐蚀原因及预防

化工设备中应力腐蚀的机理及防护探讨化工设备是指用于制造化学品或进行化学反应的机器设备。

由于生产过程中所需受热、受力、受化学介质侵蚀等多种因素的影响，化工设备的使用寿命受到了很大的限制。

特别是在化学介质存在时，会造成一种称为应力腐蚀的现象，导致设备失效。

本文将探讨应力腐蚀产生的机理和防护方法。

1.机理应力腐蚀是在环境腐蚀作用下，由材料受到应力作用而引起的腐蚀。

其机理主要分为三个方面:（1）应力。

应力由于机械作用产生，也可能是由于温度变化引起的热应力。

大多数金属合金都会呈现应力腐蚀，而镍提高了抵抗应力腐蚀的能力。

（2）破坏的初始缺陷。

缺陷可以是裂纹、材料中的孔洞、表面的沟槽等，这些缺陷是应力腐蚀的主要产生源。

（3）环境。

应力腐蚀需要适宜的环境条件，如溶液的酸碱度、温度、氯离子浓度等，这些条件可以大幅度影响腐蚀速率。

2.防护（1）选择适宜的材料。

一般来说，高镍合金材料具有优异的抵抗应力腐蚀的能力，因此应尽量采用这种材料制造化工设备。

但是，其成本很高，使用前需要在经济利益和耐久性之间做出权衡。

（2）较小地使用温度。

由于高温环境可能导致应力腐蚀、热衰变等问题，因此必须尽量降低工作温度，特别是在化学介质存在的情况下。

（3）除去缺陷，以减少应力集中。

缺陷可能会导致应力集中和地方腐蚀，从而导致更大的腐蚀区域，因此必须始终保持设备的表面光滑，尤其是发现了缺陷，应及时加以处理。

（4）采用防腐蚀涂层。

涂层能够有效抵御化学介质侵蚀，并降低局部应力浓度。

可以选用特殊材料制备的聚合物涂料，因其具有优异的化学稳定性和耐腐蚀性，且不受磨损影响。

（5）定期检查。

应定期检查化工设备，以检测是否存在缺陷和应力集中的部位，并采取相应的修复或加固措施。

综上所述，化工设备的应力腐蚀问题是一个复杂的问题，其发生机制涉及应力、环境和缺陷等多种因素。

针对不同材料、不同工作条件下的化工设备，必须寻找最适宜的解决方法，充分利用防护技术，以延长设备的使用寿命，降低管理成本，并实现经济的持续发展。

化工设备中应力腐蚀的机理及防护探讨化工设备在使用过程中，由于介质的腐蚀、振动、疲劳、热胀冷缩等因素，会产生各种应力，从而导致应力腐蚀。

应力腐蚀是由于介质、材料和应力等多种因素的综合作用所导致的金属材料的破坏。

其机理主要是局部的化学反应和电化学反应引起的。

应力腐蚀的机理是在介质腐蚀的作用下，由于材料表面微小缺陷或焊接缺陷，或是工艺中的组织不均匀、应力集中，从而形成了高应力区。

这些应力会引起原有的金属晶格发生变化，从而导致材料的脆性增强。

一旦发生应力腐蚀，破坏的速度很快，可迅速发展至失效，严重威胁人身安全和财产安全。

为了防止应力腐蚀的发生，有以下几点建议：1. Material Selection：合理选择材料是很重要的。

在设计过程中，应根据介质的特点和作用条件选择耐腐蚀性好的材料。

化学性质稳定、耐腐蚀性好、韧性强、强度高的材料是较为理想的选择。

2. Welding：焊接是应力腐蚀的重要源之一，因此要注意焊接技术和质量。

在焊接过程中，要合理控制尺寸、角度和管壁厚度，减少应力集中，以避免焊接缺陷的产生，同时选择合适的焊接材料，可有效避免应力腐蚀的发生。

3. Surface Treatment：表面处理也是预防应力腐蚀的重要措施之一。

可以采用化学热处理、防腐涂层等方法，并注意表面的清洁度和光洁度，以减少和延缓腐蚀的速度。

4. Regular Inspection：定期检查化工设备是很重要的。

及时发现设备中的问题，并采取合适的措施进行维修，可有效预防设备失效，保证生产的安全和稳定。

在化工设备的设计和生产过程中，应该充分考虑应力腐蚀的影响，并采取相应的措施，以确保设备的安全、稳定运行。

只有重视应力腐蚀的防护工作，才能避免设备事故的发生。

化工机械设备腐蚀原因及防腐措施探究
化工机械设备是化学工业中不可或缺的重要器材，但由于其工作环境复杂，容易受到化学介质的腐蚀，给设备的使用和维护带来了一定的难度。

本文将从化工机械设备腐蚀原因及防腐措施两方面进行探讨。

1. 化学介质的腐蚀
化工机械设备在工作时，通常要接触到各种化学介质，例如酸、碱、盐等物质，这些化学介质中含有各种有害的腐蚀性物质，会对设备造成严重的腐蚀。

2. 湿度和氧气的影响
化工机械设备在使用过程中，常常存在着高湿度和氧气的环境，这些因素会加速设备的金属部件老化和腐蚀，从而导致机械设备的寿命大大缩短。

3. 设备的设计和制造问题
化工机械设备在设计和制造时，如果没有考虑到材料的选择、环境因素和设备的密封性等问题，就会导致设备腐蚀的发生。

1. 选用合适的材料
在化工机械设备的设计和制造过程中，应选择能够抵抗化学介质腐蚀的材料，如不锈钢、塑料等。

2. 设备表面防腐
机械设备表面的防腐处理是防止化学介质侵蚀的重要措施。

可以采用喷漆、喷塑等方式进行防护。

3. 保持机械设备的干燥
保持机械设备的干燥也是防腐的关键，对于易受潮的机械设备，应采取有效的干燥措施，如开启设备密封门进行通风干燥等。

4. 定期维护设备
定期维护设备也是保持机械设备防腐的重要措施，可以对设备进行清洗、涂漆、更换零部件等，以保证设备的使用寿命。

综上所述，化工机械设备腐蚀是一种严重的问题，需要采取有效的防腐措施来避免。

选用适合的材料、表面防腐处理、保持设备干燥、定期维护等方法可以有效地减缓机械设备的腐蚀程度，延长其使用寿命，也可以提高设备的安全性和稳定性。

分析冶金化工设备的氢腐蚀及其抑制措施氢腐蚀是指金属在氢的作用下出现的一种腐蚀现象。

在冶金化工设备中，氢腐蚀是一个非常严重的问题，可能导致设备的失效和损坏。

本文将从氢腐蚀的原因、影响以及抑制措施等方面进行分析和探讨。

一、氢腐蚀的原因1.氢的渗入在冶金化工设备中，金属材料往往会受到高温、高压和化学介质的影响，从而产生氢。

这些氢很容易渗入到金属表面内部，使金属材料产生氢脆和氢致开裂的问题。

2.金属的应变在设备运行过程中，金属受到应力和应变的影响，会产生微裂纹和位错，导致氢能够更容易地渗入金属内部，并加速腐蚀的发生。

在一些特定的环境中，金属与化学介质发生反应，产生一些活性物质，这些活性物质会加速金属腐蚀，进而增加氢脆和氢致开裂的风险。

1.设备损坏氢腐蚀会导致金属材料的腐蚀加速，使设备表面出现腐蚀坑洞，甚至发生腐蚀穿孔，从而导致设备的失效和损坏。

2.安全隐患氢腐蚀造成设备的损坏会影响设备的使用寿命和安全性能，可能导致生产事故的发生，对人员和设备造成严重的伤害和损失。

3.生产成本增加氢腐蚀对设备的损坏会导致维修和更换设备的成本增加，对生产企业的生产经营造成一定的影响。

三、氢腐蚀的抑制措施1.合理选择材料对于易受氢腐蚀影响的设备部件，应该合理选择材料，选择具有抗氢腐蚀性能的金属材料，如不锈钢、合金钢、镍基合金等，以减少氢腐蚀的风险。

2.加强防护措施可通过采用特殊的防腐涂层、镀层或者合金化处理等方式，对金属表面进行保护，降低氢的渗透和金属腐蚀的风险。

3.控制环境条件对于易受氢腐蚀影响的设备部件，可以通过合理设计和控制操作过程，减少金属受到应力和应变的影响，降低氢腐蚀的风险。

4.定期检测和维护对于冶金化工设备，应该定期进行检测和维护，及时发现和修复设备的腐蚀和损坏问题，保证设备的安全运行。

五、结语在冶金化工设备中，氢腐蚀是一个非常严重的问题，可能导致设备的失效和损坏。

针对氢腐蚀的原因和影响，对设备部件进行合理选择材料、加强防护措施、控制环境条件和定期检测和维护等措施进行了分析和探讨，以期对氢腐蚀问题有一个更深入的了解，提供一定的参考和指导。

专　论石油化工腐蚀与防护ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ２０２１年第３８卷第６期引用格式：杨文秀，范　益，蔡佳兴，等．石化设备常见的应力腐蚀开裂原因及防护措施［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０２１，３８（６）：３８４２． ＹＡＮＧＷｅｎｘｉｕ，ＦＡＮＹｉ，ＣＡＩＪｉａｘｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇｏｆｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２１，３８（６）：３８４２．

石化设备常见的应力腐蚀开裂原因及防护措施

杨文秀，范　益，蔡佳兴，施小凡，代芹芹，崔云芳（南京钢铁股份有限公司江苏省高端钢铁材料重点实验室，江苏南京２１００３５）

摘要：石化设备应力腐蚀开裂会造成突发性事故，且在各项腐蚀破坏中占比高，需引起设计和使用单位的重视。通过对引起应力腐蚀开裂的外加载荷、残余应力和腐蚀产物；氯化物阳极溶解、硫化物氢脆、浓热碱碱脆、氮化物硝脆和高温高压水等影响因素进行分析讨论，来全面了解应力腐蚀开裂。阴极保护、缓蚀剂和防腐涂层等防护技术可以抑制应力腐蚀开裂；从材料选择、制造安装工艺、使用维护、腐蚀在线监测等方面也能达到预防和降低应力腐蚀开裂的目的。关键词：石化设备；应力腐蚀开裂；防护措施；腐蚀监测

收稿日期：２０２１０８２０；修回日期：２０２１１０１２。作者简介：杨文秀（１９８６—），女，工程师，主要从事钢铁材料的腐蚀与防护研发工作。Ｅｍａｉｌ：１２４９２５９０１＠ｑｑ．ｃｏｍ

在石油化工生产中，设备及管道的腐蚀很常见，具有不可预知性和突发性。若腐蚀引发事故，会导致：①直接经济损失，设备及其管道需维修或更换；②间接经济损失，因生产装置停工停产、打乱正常连续生产秩序、延迟开工周期、漏油跑油、产品质量下降；③安全问题，还可能造成生产装置着火、爆炸等恶性事故。石化设备的腐蚀有均匀腐蚀和局部腐蚀，其中应力腐蚀开裂造成的腐蚀损坏的比例最高，超过５０％。日本在２０１７年对其国内的腐蚀情况做了详细的调研，结论是应力腐蚀损坏占据了全年设备损坏的４２．２％［１］。这与石化设备高温、高压、强腐蚀环境密切相关。应力腐蚀开裂，又叫“环境断裂”，是指金属材料在各项应力和腐蚀介质的交互作用下所引起的腐蚀开裂或断裂现象。目前没有绝对精准的理论来解释应力腐蚀的机理，其腐蚀机理需用电化学与金属学、腐蚀环境、表面物理化学等方面来综合解释。１　引起应力腐蚀开裂的应力因素１．１　外加载荷石化设备及构件在工作条件下所承受的所有外加载荷，比如设备填装材料以后的承载力、设备运行中的各向应力。外加载荷类型有：拉应力、压应力、扭转应力、弯曲应力等。若设备及构件带有缺口或裂纹的，根据载荷和裂纹的取向不同划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和混合型４种载荷［２］。１．２　残余应力制造石化设备及构件的钢材会产生残余应力的环节很多：热处理和加工铸造过程、焊接和装配过程、表面处理过程等。残余应力的类型：①热胀冷缩导致的热应力；②由组织体积变化导致的相变应力；③由形状变化导致的形变应力等。１．３　腐蚀产物设备及构件材料局部阳极溶解会与腐蚀介质中的氧、氢等反应，形成相对原金属体积较大的腐蚀产物。大体积的腐蚀产物会在局部闭塞部位产生了楔入应力，该应力达到临界值后就会产生裂纹扩展［３］。Ｈ２Ｓ应力腐蚀开裂中局部阴极还原析出氢，氢原子在金属的局部富集生成氢气，材料内局部压力变大，造成氢致开裂。残余应力造成的石化设备安全事故约占应力破坏的８０％［４］，外加载荷造成的事故约占２０％，只有极少部分安全事故由腐蚀产物导致。

续的腐蚀，使设备的腐蚀效率增加。

电化学腐蚀的过程一般比较均匀，但电化学腐蚀的过程容易受到温度和金属表面情况的影响，导致金属表面也有可能出现局部腐蚀的情况，使得腐蚀的位置难以通过计算准确确认。

如果出现金属电化学腐蚀控制不到位的情况，就会导致设备局部受到比较严重的腐蚀，导致设备零件被破坏，零件的机械性能也会因此下降[1]。

由于化工产品的生产过程需要高温环境，这种环境会导致化工产品生产环境中有工业大气，这些大气会对化工机械设备产生影响，电化学腐蚀和化学腐蚀的共同作用下就会产生这种工业大气腐蚀。

化学腐蚀过程主要由于在高温环境当中出现了金属构件的氧化反应，这种氧化反应进而会产生铁吸氧腐蚀的反应，进而导致金属受到腐蚀。

电化学腐蚀的过程一般产生于潮湿的环境当中，其氧化反应和还原反应的过程会导致材料中形成正负极离子，这些游离的离子导致了化工机械设备产生了腐蚀的情况，影响其使用性能。

2 化工机械设备产生腐蚀的原因分析2.1 产生化学腐蚀的内部原因化工机械设备在制作过程中如果不重视防止腐蚀，就会导致化工机械设备在使用过程中容易出现腐蚀的情况。

主要由于化工机械设备材料具有不稳定性，导致了材料容易在化工生产过程中发生化学反应或者物理变化[2]。

化工机械设备在制作过程中使用多种类型的金属，这些金属自身的防腐性能会直接影响到设备后期的使用情况。

如果化工机械设备的组成包括了比较多的机械零件，并且这些零件都为金属，没有进行任何的防腐处理的话，就容易在使用过程中产生腐蚀。

另外，由于不同的技术具有不同的性能，导致了某些活性比较强的金属容易在使用过程中产生腐蚀反应。

材料自身的防腐蚀性能会对化工机械设备产生最为直接的影响，如果材料内部的晶粒大小分布情况不均匀，或者材料表面的晶粒粗大，就会导致晶粒之间容易产生电化学腐蚀作用，使晶粒的防腐性能降低。

在进行化工设备制作材料的选择时，如果使用经过机械加工的材料，这些材料的表面晶粒一般会比较粗大，容易产生腐蚀的情况。

浅谈化工设备的腐蚀与预防随着社会经济水平的发展，化工产品在生活生产中已经占据了重要的地位，化工产品的需求与日俱增。

化工企业的新建，化工设备的需求也不断增加，但化工在生产过程中产生的腐蚀对生产产生了重要影响，也困扰着生产技术人员，文章对设备腐蚀原因以及预防做出了分析和论述。

标签：化工设备腐蚀；预防；化工产品引言腐蚀给国民经济带来了重大的损失，腐蚀通过空气或者电解介质发生，尤其电解介质的环境下腐蚀速度会加快，每年都会有10%的钢铁因腐蚀而失效，大约有30%的钢铁制造的设备因此而损坏，化工设备的腐蚀也在其中。

只有不断研究化工设备腐蚀的原因，正确选择材料和合理的结构设计，并根据实际施工环境制定最佳预防腐蚀的措施，这样才能提高化工设备的使用寿命，对提高生产效率，提高效益有着十分重大的意义。

1 化工设备腐蚀的原因1.1 设备腐蚀的内在原因（1）不同的金属材料由于介质不同抵抗腐蚀的能力也不相同，抵抗腐蚀时间也不同，材质本身所具有。

（2）金属的晶粒越粗大，从而组织不致密，腐蚀越快。

反之则越慢。

（3）金属零件表面越粗糙，比较面积越大，越容易造成腐蚀。

（4）制造设备时，技术工艺如果不精确也会对设备腐蚀有一定的影响，例如接口处不紧密等。

1.2 设备腐蚀的外在因素（1）化工生产环境或原料不可避免存在腐蚀性，如酸、碱、盐、腐蚀性液体等。

（2）腐蚀性气体对设备造成的腐蚀，例如氧、氢等。

（3）外界温度越高对设备的腐蚀也越大，外界温度每升高10℃，腐蚀速度加速1-3倍，（4）介质流动速度的影响。

介质流动速度越快，腐蚀越严重，介质冲刷保护膜，产生涡旋、空泡，引起腐蚀。

（5）零件受外力作用，零件内残留内应力，内应力即是缺陷造成腐蚀。

1.3 化工设备结构设计因素引起的腐蚀（1）化工设备的结构设计形状有突变处，如开口处、缝隙、转角等位置，突变处容易造成腐蚀速度加快。

（2）化工设备制造过程选材不当，造成了制造过程中质量不高，加工工艺粗糙，在焊接后存在残余内应力，质量低劣而造成的腐蚀。

化工机械设备被腐蚀的原因及预防策略探讨化工机械设备是化工生产中必不可少的设备之一，它们承载着化工生产的任务，在化工生产中发挥着重要的作用。

化工机械设备由于长期受到酸、碱、盐和水等腐蚀性介质的侵蚀，难免会产生一定的腐蚀现象，这会影响化工机械设备的使用寿命和性能，并且会增加运行成本和安全风险。

因此，对于化工机械设备的腐蚀现象需要重视，并采取一些措施予以预防。

1、化学腐蚀：化工生产中通过各种化学反应制得的酸、碱、盐等腐蚀性介质会导致机械设备腐蚀，这些化学物质直接侵蚀机械设备的金属表面，促使金属表面发生氧化、迁移和离子置换等反应，因此，机械设备不同部位会出现不同层次的腐蚀现象。

2、电化学腐蚀：化工生产过程中会产生电化学反应，电解质溶液中金属表面的阳极部分可能发生氧化反应，而阴极部分则发生还原反应，电子和离子的流动加速了金属的腐蚀。

例如，在装有电极的设备中，电极的阳极极端就是腐蚀的易发区，而阴极极端则往往出现腐蚀的倾向较小。

3、高温腐蚀：在高温条件下，物质分解和反应速度增加，发生化学反应的可能性增强，这使得机械设备的表面更容易出现腐蚀现象。

1、选择适合的材料化学介质的腐蚀性随着介质种类和浓度等的不同而异，不同类型的材料对于不同介质的腐蚀能力也是不同的。

因此，选择适合的材料是避免化工机械设备腐蚀的首要措施。

例如，对于酸性或碱性条件下的设备，应该选择钛合金、不锈钢等耐腐蚀材料，而对于含氟、氯化物介质的条件下则应该使用PTFE材料。

2、防腐涂层防腐涂层是现代化工企业实现多年来广泛应用的一种措施。

防腐涂层的工作原理是形成一层保护层，将机件表面与环境隔离，通过提高机件表面的抗化学腐蚀能力来达到防腐的效果。

有机、无机、水性等多种涂层可以选择，但具体涂层的种类需要根据设备的使用环境以及所容许的成本等综合因素来做出合理选择。

3、维护保养机械设备的腐蚀除了与材料有关之外，机械设备的腐蚀也与设备的使用和保养有关。

因此，设备的维护保养也是防止机械设备腐蚀的一项重要措施。