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淺淡化工設(shè)備的腐蝕與防腐措施

文檔作者：常亞娜，胡德昆王鑫文檔來(lái)源： 1.山東省濟(jì)寧市化工設(shè)計(jì)院 2.山東省濟(jì)寧市化工設(shè)計(jì)院 3.山東省濟(jì)寧中銀電化有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月02日
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化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊 工藝與設(shè)備
Chemical Engineering Design Communications Technology and Equipment
·97·
第42卷第5期
2016年5月
1 化工設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的化學(xué)機(jī)理
1.1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理
金屬容易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，關(guān)鍵是因?yàn)榻饘倨浔韺雍碗x子
型的導(dǎo)電介質(zhì)形成一連串的電化學(xué)作用，從而破壞了金屬的
表面。電化學(xué)腐蝕，最少包含一個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)與陰極反應(yīng)，同
時(shí)，也會(huì)經(jīng)過(guò)金屬內(nèi)部的電子流與在介質(zhì)中的離子流產(chǎn)生交
換。氧化的一個(gè)經(jīng)過(guò)就是陽(yáng)極反應(yīng)，是從金屬中轉(zhuǎn)離出來(lái)的
金屬離子，到介質(zhì)中，同時(shí)發(fā)出相關(guān)的電子，出現(xiàn)化學(xué)價(jià)的
變化，然后電子和質(zhì)子中的離子結(jié)合。還原反應(yīng)則是陰極反應(yīng)，
是介質(zhì)中的氧化劑構(gòu)成經(jīng)過(guò)吸收陽(yáng)極的電子而出現(xiàn)還原反應(yīng)。
因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕不會(huì)對(duì)外做功的電子流，都會(huì)在腐蝕的電池
內(nèi)部消耗點(diǎn)，因此電化學(xué)腐蝕會(huì)使腐蝕速度漸漸的加快。
1.2 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理
化工廠大部分位于重工業(yè)比較集中的位置，一般空氣受
到很嚴(yán)重的工業(yè)廢氣污染，大氣環(huán)境中含有濃度非常高的二
氧化硫、二氧化碳和硫化氫氣體與各類酸性霧氣在空氣的相
對(duì)濕度達(dá)到必然程度的時(shí)候，空氣中的水分會(huì)與這些腐蝕性
氣體結(jié)合產(chǎn)生無(wú)機(jī)酸。長(zhǎng)時(shí)間處于這種環(huán)境之中的化工機(jī)械
的鋼鐵部件，金屬表面與空氣中的酸霧接觸會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，
最后造成鋼鐵部件的損壞。
2 化工設(shè)備的防腐措施
2.1 選擇科學(xué)的化工設(shè)備材質(zhì)
化工設(shè)備的材質(zhì)直接影響著化工設(shè)備的運(yùn)行功能，選擇
科學(xué)的化工設(shè)備材質(zhì)，不但能夠把化工設(shè)備的抗腐蝕功能提
高，還可以節(jié)省化工設(shè)備的維護(hù)成本，能夠使化工設(shè)備的使
用壽命、可靠性與穩(wěn)定性極大地延長(zhǎng)，所以化工行業(yè)要留意
選擇科學(xué)的化工設(shè)備材質(zhì)。在化工設(shè)備制造的過(guò)程中，第一
要充分思考多種非金屬與金屬材質(zhì)的抗腐蝕功能，聯(lián)合化工
設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，選擇合理的材質(zhì)，避開(kāi)化工設(shè)備在應(yīng)用過(guò)
程中發(fā)生的幾種極限功能力學(xué)值，像化工設(shè)備的應(yīng)變應(yīng)力與
彎曲應(yīng)力的極限值，使化工設(shè)備加工制造的經(jīng)濟(jì)功能與工藝
功能提高，把化工行業(yè)的安全穩(wěn)定性提高。
2.2 有效隔離腐蝕介質(zhì)
為了防止有外在腐蝕問(wèn)題發(fā)生于化工設(shè)備中，化工設(shè)備
與腐蝕介質(zhì)就需要有效隔離。通常狀況下，常常用到的方法
是把油漆涂抹應(yīng)用于化工設(shè)備的表面，便于充分施展防護(hù)功
能。環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等都是很先進(jìn)的油漆涂料。在涂抹
防護(hù)層以前，需要充分了解化工的材質(zhì)、應(yīng)用狀況等，還需
要把設(shè)備功能、老化和防護(hù)層的耐腐蝕能力等原因充分納入
考慮區(qū)域。另外，為了有效隔離，也能夠把金屬覆蓋層制作
于化工設(shè)備的表面，這種形式能夠有效地應(yīng)對(duì)化學(xué)物質(zhì)的腐
蝕，在化工設(shè)備表面所涂抹的金屬漆常常具有相對(duì)好的耐腐
蝕功能，或者是把其制成合理的形狀，便于焊接在母材的表面。
母材由于材料屬性的約束，要求比較低的電位，那么覆蓋以后，
就需要把腐蝕保護(hù)設(shè)備作為陽(yáng)極，在電流持續(xù)升高的過(guò)程中，
會(huì)使腐蝕電流持續(xù)降低，便于有效控制腐蝕率，提高防腐效果。
2.3 防腐涂料的準(zhǔn)確應(yīng)用
防腐涂料通常由惰性物質(zhì)和化學(xué)惰性的粘接劑、固化劑等
構(gòu)成，和化學(xué)介質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)其在化工設(shè)備表面涂覆之
后就會(huì)在設(shè)備構(gòu)造材料和化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)之間產(chǎn)生有效的阻隔，
同時(shí)由防腐涂料固化后產(chǎn)生的漆膜具備較高的電極電位，對(duì)
金屬物質(zhì)產(chǎn)生了陰極保護(hù)，能避免腐蝕電流的形成，所以避
免或延緩了化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的出現(xiàn)。同時(shí)需要留意的
是，各個(gè)生產(chǎn)工藝條件有非常大的差異，在選取防腐涂料時(shí)
要依據(jù)工藝特征與不一樣的介質(zhì)性質(zhì)實(shí)施合理的運(yùn)算后優(yōu)選
出最好的防腐涂料。涂覆時(shí)既要確保防腐涂層的平均與致密，
同時(shí)還要確保產(chǎn)生的涂層可以和構(gòu)造產(chǎn)生牢固的粘接，如果
使用刷涂的工藝，則嚴(yán)禁前后兩次互相垂直涂刷，而要確保
后次涂刷一定要覆蓋前次涂刷的縫隙處，從而確保涂層對(duì)化
工設(shè)備的完全包裹。
2.4 工作人員的防腐工作意識(shí)要進(jìn)一步加強(qiáng)與提高
機(jī)械設(shè)備的防腐想要全面提高，一定要進(jìn)一步加強(qiáng)與提
升工作人員的防腐工作意識(shí)。在進(jìn)一步加強(qiáng)石化單位的管理
人員、項(xiàng)目人員注重企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)，還需要高度注重
機(jī)械設(shè)備的防腐意識(shí)，主動(dòng)構(gòu)建相關(guān)的機(jī)制。在實(shí)施正常的
生產(chǎn)安排與生產(chǎn)指導(dǎo)的同時(shí)，企業(yè)要增強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備防腐工
作的落實(shí)、安排和檢驗(yàn)。一方面，從思想意識(shí)方面把全體職
工的防腐意義提高，特別是企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，更需要注重機(jī)械
防腐問(wèn)題，使企業(yè)上下的防腐工作意識(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)；另一方
面真正貫徹落實(shí)防腐工作，把組織上的落實(shí)與執(zhí)行做好，貫
徹到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的整個(gè)過(guò)程，只有兩方面一起努力，齊抓
共管，真正做到“預(yù)防為主、防治結(jié)合”，在源頭上消滅設(shè)備
腐蝕。
3 結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也和化工生產(chǎn)息息相關(guān)，而化工
生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題一定要受到高度關(guān)注，而且快速解決?；?
工設(shè)備的防腐是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。所以要求化工設(shè)備一
定要具有相對(duì)強(qiáng)的防腐蝕功能，增強(qiáng)化工設(shè)備防腐的方法有
（下轉(zhuǎn)第102 頁(yè)）
摘　要：機(jī)械設(shè)備的腐蝕不但關(guān)系到設(shè)備的正常運(yùn)行與設(shè)備的應(yīng)用壽命，并且也存在著非常大的安全問(wèn)題，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)
境污染。所以在制造化工設(shè)備時(shí)就一定要使用切實(shí)有效的防腐方法，以使腐蝕的發(fā)生延緩或者防止，從而使化工設(shè)備的應(yīng)用壽
命延長(zhǎng)，推動(dòng)安全生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：化工設(shè)備；腐蝕；防腐措施
中圖分類號(hào)：TQ050.9　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B　　文章編號(hào)：1003–6490（2016）05–0097–02
On Measures to Corrosion and Corrosion Chemical Equipment
Chang Ya-na，Hu De-kun，Wang Xin
Abstract ：The corrosion of mechanical equipment is not only related to the application of the life of the normal operation of
equipment and devices，and also there is a very big security problems，leading to a lot of environmental pollution.So in the manufacture
of chemical equipment to be sure to use an effective method of corrosion，so corrosion is delayed or prevented，so that the application
to extend the life of the chemical equipment，and promote safe production.
Key words ：chemical equipment ；corrosion ；anti-corrosion measures
淺淡化工設(shè)備的腐蝕與防腐措施
常亞娜，胡德昆，王　鑫
（1.山東省濟(jì)寧市化工設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)寧 272007；2.山東省濟(jì)寧市化工設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)寧 272007；
3.山東省濟(jì)寧中銀電化有限公司，山東濟(jì)寧 272000）
收稿日期：2016–04–28
作者簡(jiǎn)介： 常亞娜（1979—），女，山東濟(jì)寧人，工程師，主要從事
化工設(shè)計(jì)工作。
工藝與設(shè)備化 工 設(shè) 計(jì) 通 訊
Technology and Equipment Chemical Engineering Design Communications
·102·
第42卷第5期
2016年5月
裝置的維護(hù)及檢測(cè)展開(kāi)了論述。隨著近些年來(lái)我國(guó)電力事業(yè)
的快速發(fā)展，對(duì)于熱能動(dòng)力工程來(lái)說(shuō)，在發(fā)電工程中熱能動(dòng)
力設(shè)計(jì)是其中的重要環(huán)節(jié)，也是具有挑戰(zhàn)性的工作，對(duì)于動(dòng)
力工程的質(zhì)量提高具有重要作用。作為社會(huì)發(fā)展中的核心支
柱，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了推進(jìn)作用，為使熱力動(dòng)力裝
置在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮重要作用，需要保證電力事業(yè)的
快速發(fā)展，對(duì)新方法進(jìn)行探索。
參考文獻(xiàn)
[1] 王少波. 對(duì)新形勢(shì)下電廠熱能動(dòng)力裝置的維護(hù)及檢測(cè)分析[J]. 信息
化建設(shè)，2016，（2）：205-206 ；208.
[2] 李煒. 基于火力發(fā)電廠熱能動(dòng)力裝置的檢測(cè)與維護(hù)分析[J]. 科技創(chuàng)
新與應(yīng)用，2015，（31）：122.
[3] 白韡. 火力發(fā)電廠熱能動(dòng)力裝置的檢測(cè)與維護(hù)探討[J]. 科技與企業(yè)，
2015，（18）：207.
（上接第98頁(yè)）
λI——導(dǎo)熱系數(shù)，計(jì)算式為：
Tr
=（T
I+273）（/ 491.3×S3+430.2×S2+154.2×O2+123.9×N2）
（7）
式中，T
I——流體平均溫度，℃
S3、S2、O2、N2——流體成分，kmol %
如果T
r<3，A
r=0.418 2×λ r － 0.054 55 …………………（8）
如果T
r 3~6，A
r=0.27×λ r+0.39 ………………………（9）
如果T
r>6，A
r=0.227 9×λ r+0.642 8 …………………（10）
λ I=A
r×（0.043 6×S3+0.035 4×S2+0.029 4×O2+0.025 7×N2）
（11）
D 0——換熱管外徑，m ；
當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)R eI<10 000 時(shí)，管內(nèi)給熱系數(shù)采用下式計(jì)算
（單位 W/m2.K）：αI=γ ×（R eI^（2/3）－ 125）×（0.86×CI×UI/
λI）^1/×λI/D 0×（ 1+（D 0/L））^2/3 （12）
式中，γ ——系數(shù)，縮放管換熱管 0.202 ；鋼光管換熱管
0.135 ；
L ——換熱管長(zhǎng)度，m。
3.2 管隙給熱系數(shù)
管隙給熱系數(shù)采用精確流路分析法進(jìn)行計(jì)算，分筒體給
熱系數(shù)和大管孔導(dǎo)流板處給熱系數(shù)。
3.2.1 筒體給熱系數(shù)
筒體給熱系數(shù)，首先計(jì)算雷諾準(zhǔn)數(shù)。當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)Re3>10 000
時(shí)，按下式計(jì)算（單位W/m2.K）：
α 2=0.0267×R e2^0.8*（0.86×C 0×U 0/λ 0）^1/3×λ 0/D 2×
（L 1/5）^0.8
（13）
式中，D 2——流體流經(jīng)筒體的當(dāng)量直徑，m
計(jì)算式為：D 2=（D
s
^2 －D 0
^2*N 0）^0.5 （14）
式中，N 0——換熱管數(shù)；
（L 1/5）^0.8 ——管隙流體進(jìn)出口端校正系數(shù)；
式中，L 1——單臺(tái)換熱器的換熱管在筒體內(nèi)的長(zhǎng)度，L 1 為
換熱管長(zhǎng)L 減去上下管板厚度、再減去0.01，m。
當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)R e2<10 000時(shí)，按下式計(jì)算（單位W/m2.K）：
α 2=0.135×（R e2^（2/3） － 125）×（0.86×C 0×U 0/λ 0）
^1/3×λ 0/D 2×（1+D 2/L 1）^（2/3） （15）
3.2.1 大管孔導(dǎo)流板處給熱系數(shù)
大管孔導(dǎo)流板處給熱系數(shù)，當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)R e3>10000 時(shí)，按
下式計(jì)算（單位W/m2.K）：
α 3=0.0267×R e3^0.8×（0.86×C 0×U 0/λ 0）^1/3×λ 0/
D 3×B B^0.15×（1 －F Y/F B）^0.5 （16）
式中，D 3——流體流經(jīng)大管孔導(dǎo)流板處的當(dāng)量直徑，m ；
計(jì)算式為：D 3=（（D K
^2 －D 0
^2）×N 0+（D S
^2 －（D S － 0.02）
2）^/N 0）^0.5 （17）
式中，D K——大孔直徑，m ；
Ds
——外殼內(nèi)徑，m ；
B B——大管孔導(dǎo)流板塊數(shù)
（1 －F Y/F B）^0.5——大管孔導(dǎo)流板圓周與殼內(nèi)壁的漏流系
數(shù)；
式中，F(xiàn) Y——大管孔導(dǎo)流板圓周與殼內(nèi)壁的漏流面積，
m2 ；
F B——大管孔導(dǎo)流板處總流道面積，m2
當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)R e3<10 000 時(shí)，按下式計(jì)算（單位W/m2.K）：
α 3=0.135×（R e3^（2/3）－125）×（0.86*C 0×U 0/λ 0）^1/3×λ 0/
D 3 （18）
3.2.3 管隙給熱系數(shù)
管隙給熱系數(shù)為：
α 0=α 2+α 3
3.3 傳熱系數(shù)
傳熱系數(shù)：
K =1/（1/α 1+1/α 0+Z ） （19）
式中，Z ——污垢系數(shù)，0.005~0.015
4 大管孔導(dǎo)流板換熱器壓力降的計(jì)算
在工藝計(jì)算得出換熱器的管內(nèi)外流體成分、流量、壓力、
溫度、換熱量、平均分子量、平均重度，并進(jìn)行大管孔導(dǎo)流
板換熱器計(jì)算后，進(jìn)行壓力降的計(jì)算。
4.1 管內(nèi)壓力降
管內(nèi)壓力降的計(jì)算采用下式（單位 Pa）：
pI=[4×（85 800/R eI
^2+0.009 66）×G I
^2×L /（2×9.806
5×OI×DI） +2×GI
^2/（2×9.806 5×OI）]×9.806 5 （20）
式中，O
I——管內(nèi)流體平均重度，kg/m3
4.2 管隙壓力降
4.2.1 筒體壓力降（單位Pa）
pA=（4×（85 800/R e2
^2+0.009 66）×G 2
^2×L 1/（2×9.80 6
5×O 0×D 0） （21）
式中，O 0——管隙流體平均重度，kg/m3
4.2.2 大管孔導(dǎo)流板處壓力降（單位Pa）
pB=4×（858 00/R e3
^2+0.009 66）×G 3
^2×B B/（2×9.806
5×O 0×D 0） （22）
4.2.3 進(jìn)出管口處壓力降（單位Pa）
pC=2×G 3
^2/（2×9.806 5*O 0））×9.806 5 （23）
4.2.4 管隙壓力降
pO=pA+pB+pC
（24）
4.3 總壓力降
總壓力降為管內(nèi)壓力降和管隙壓力降之和：
p=pI+p0 （25）
參考文獻(xiàn)
[1] 南京化學(xué)工業(yè)（集團(tuán)）公司設(shè)計(jì)院編寫. 硫酸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].
物化數(shù)據(jù)篇. 化工部硫酸工業(yè)信息站出版，1990.
[2] 南京化學(xué)工業(yè)（集團(tuán)）公司設(shè)計(jì)院編寫. 硫酸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].
工藝計(jì)算篇. 化工部硫酸工業(yè)信息站出版，1994.
（上接第97頁(yè)）
很多，現(xiàn)實(shí)工作中需要依據(jù)詳細(xì)設(shè)備的工藝特征選擇合理的
技術(shù)方法，并加強(qiáng)施工人員的管理，嚴(yán)格把關(guān)，以提高化工
設(shè)備的安全性。
參考文獻(xiàn)
[1] 戚敏華. 淺談化工設(shè)備的防腐防護(hù)工作[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與
質(zhì)量，2013（8）：31.

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