第一節(jié). 化工大氣對金屬設(shè)備的腐蝕情況

金屬在大氣自然環(huán)境條件下的腐蝕稱為大氣腐蝕。暴露在大氣中的金屬表面數(shù)量很大，所引起的金屬損失也很大的。如石油化工廠約有70%的金屬構(gòu)件是在大氣條件下工作的。大氣腐蝕使許多金屬結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。常見的鋼制平臺及電器、儀表等材料均遭到嚴(yán)重的腐蝕。由此可見，石油、石油化工生產(chǎn)中大氣腐蝕既普遍又嚴(yán)重。

大氣中含有水蒸汽，當(dāng)水蒸汽含量較大或溫度降低時，就會在金屬表面冷凝而形成一層水膜，特別是在金屬表面的低凹處或有固體顆粒積存處更容易形成水膜。這種水膜由于溶解了空氣中的氣體及其它雜質(zhì)，故可起到電解液的作用，使金屬容易發(fā)生化學(xué)腐蝕。

因工業(yè)大氣成分比較復(fù)雜，環(huán)境溫度、濕度有差異，設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)腐蝕不一樣的。如生產(chǎn)裝置中的濕式空氣冷卻器周圍空氣濕度大，在有害雜質(zhì)的復(fù)合作用，使設(shè)備表面腐蝕很厲害。涂刷在設(shè)備、金屬框架等表面的涂料，如：酚醛漆、醇酸漆等由于風(fēng)吹日曬，使用一年左右，涂層表面發(fā)生粉化、龜裂、脫落，失去作用。

第二節(jié). 金屬（鋼與鐵）在化工大氣中的腐蝕

由于鐵有自然形成鐵的氧化物的傾向，它在很多環(huán)境中是高度活性的，正因?yàn)槿绱怂簿哂幸欢ǖ哪臀g性。有時候會與空氣中氧化反應(yīng)，在表面形成保護(hù)性的氧化物薄膜，這層膜在99%相對濕度的空氣中能夠防止銹蝕。但是要存在0.01%SO₂就會破壞膜的效應(yīng)，使腐蝕得以繼續(xù)進(jìn)行。一般在化工大氣層情況下，黑色金屬的腐蝕率隨時間增加而增加。這是因?yàn)槲廴镜母g劑的累聚而使腐蝕環(huán)境變?yōu)楦訃?yán)重的緣故。

第三節(jié). 腐蝕原因分析

? 1. 涂層表面的損壞

工業(yè)大氣中的SO₂、SO₃和CO₂溶于雨水或潮濕的空氣中生成硫酸和碳酸，附著在設(shè)備、金屬框架表面。由于酸液的作用，使涂層腐蝕遭到破壞。

低分子量聚合物氣孔率較大，水分子比較容易通過涂層表面到達(dá)涂層與基體之間的界面，使涂層的結(jié)合強(qiáng)度下降，進(jìn)而使涂層剝離或鼓包。

2. 涂層下金屬的腐蝕

涂層下的金屬腐蝕是由電化學(xué)作用引起的。在陰極氧有去極化的作用，反應(yīng)如下：

O₂ + H₂ + 2e = 2OH^–

因此，涂層下泡內(nèi)溶液呈堿性，也叫堿性泡，這時陰極部位的PH值可高達(dá)13以上。界面一旦形成高堿性狀態(tài)，就進(jìn)一步發(fā)生基體氧化膜的堿性溶解和涂層的堿性分解。在陽極發(fā)生如下反應(yīng)：

Fe = Fe²⁺ + 2e

Fe²⁺與氧、水及OH^–反應(yīng)生成Fe（OH）₂、Fe（OH）₃、Fe₂O₃·XH₂O等腐蝕產(chǎn)物，其體積要增大好幾倍，漆膜鼓起，最后破裂而成“透鏡”。這時泡內(nèi)溶液呈酸性，故稱酸性泡，泡內(nèi)PH值僅為2-4。

所以說，從漆膜脫落部位產(chǎn)生的陰極、陽極反應(yīng)來看，由于陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OH^–離子使得界面PH值上升，造成Fe²⁺離子水解：

Fe²⁺ + 2H₂O = Fe（OH）₂ + 2H⁺

這時又使界面PH值降低，從而加速了陽極反應(yīng)（金屬的腐蝕），使腐蝕面積擴(kuò)大，漆膜剝落的范圍也擴(kuò)大，有的設(shè)備表面涂刷的漆不到半年就出現(xiàn)開裂、脫落、使設(shè)備遭到腐蝕。

以前采用的涂料不僅從分子結(jié)構(gòu)上看，透氣、透水強(qiáng)，而且施工時在常溫下干燥，溶劑揮發(fā)緩慢。此時，環(huán)境中灰塵等雜質(zhì)容易混入，使漆層出現(xiàn)較多的針孔。另外，常規(guī)油性材料耐老化不好，不耐酸堿及溶劑的侵蝕。在低溫下幾乎不干，光澤、硬度都不如樹脂漆。所以，提高漆膜的抗老化性、抗?jié)B性、耐酸堿、溶劑的能力，是延長機(jī)泵表面涂層使用壽命較好的方法。

通過對目前我國涂料的篩選，采用了中油化黑龍江綠島涂料制造有限公司制造的EPH高耐候外防腐專用漆（以下簡稱EPH）。對我廠的機(jī)泵表面進(jìn)行了防腐，該材料有如下特點(diǎn)：