金属腐蚀与防护

金属腐蚀与防护（精选11篇）

金属腐蚀与防护 第1篇

1.金属锈蚀:

金属与空气中的某些物质 (如O2或O2、H2O或O2、H2O、CO2) 共同作用发生的化学反应。锈蚀速率与金属活动性有关, 与产物性质 (如致密程度等) 有关。

常考查的金属有Al、Fe及其它不活泼金属如Cu。

2.铁制品锈蚀的原理:

a, 铁与氧气、水发生的化学反应。b, 反应条件:①氧气、水蒸气共同存在。②与铁制品相互接触。③生成物不阻碍进一步反应。 (三者缺一不可)

3.金属的防护:

(1) 达到破坏任一锈蚀条件即可, 破坏锈蚀条件越多防护效果越好。①把铁制品放在非酸性的干燥的环境中。②为其穿一层耐腐蚀的外衣。 (2) 金属防护措施的选择一般要考虑便于操作、经济、耐用、环保、美观。

二、考查知识类型

1.考查锈蚀条件

思路点拨: ①审清题干是金属锈蚀或是铁制品锈蚀;是整体或是某一点发生了变化;②注意个体或某点发生变化后引起其它物质或外界压强等是否也发生了变化。

(1) 【08长春】在潮湿的空气中铁容易锈蚀而金不能, 这是因为。

(2) 【08兰州】钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料之一, 生活中的铁制品却易生锈, 铁锈蚀的主要原因是, 铝制品不易生锈的原因是。

(3) 【06福州】根据下图回答有关问题:

⑴写出实验 (1) 中反应的化学方程式。

⑵实验 (2) 中可观察到铁片的表面, 说明铁的金属活动性比铜。 (填“强”或“弱”)

⑶实验 (3) 中可观察到试管中铁钉最先生锈的是处。 (填“a”或“b”或“c”)

⑷你认为防止铁架台生锈的方法有。(写一点)

(4) 【07兰州】小明把一根用砂纸打磨过的铁丝弯成螺旋状放入试管中, 如下图实验, 放置1～2周时间后, 装置中能出现的现象是 (忽略水的蒸发) :

现象1:; 现象2:。

分析产生上述现象的原因:。

我们在日常生活中随处可见以上现象的发生, 请你任举两例:、、。

谈一谈防止该现象发生的措施有哪些?、 (至少填写两种方法) 。

2.考查化学方程式书写

思路点拨: ①仔细分析题意, 找全反应的个数 (如盐酸与生锈铁钉反应, 究竟进行到怎样的程度) ;找准反应物、生成物的种类;②注意反应条件, 注重配平。

(1) 铜质眼镜框日久会出现铜锈, 俗称“铜绿” (Cu2 (OH) 2CO3) , 它是铜、氧气与其它两种氧化物共同作用产生的。写出化学方程式。

(2) 【07河南、08肇庆】用化学方程式解释下列原理:稀盐酸用于清洗铁锈。, 该反应的反应类型是 。

(3) 【08北京】将生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中, 观察到溶液变黄, 有无色气泡逸出, 写出发生反应的化学方程式。 。

3.考查防护方法

思路点拨: ①考虑生活生产中的实际情况, 如“菜刀”经常使用, 不可能用涂油等办法;②生活中还要注意环保、健康;③优先考虑最简便、最实用的方法。

(1) 【08河南】菜刀用过后防止生锈的方法是思路点拨: ①审清题干, 把握整体;②回忆教材, 迁移应用;③注意答题要求。

(1) 【07青岛】金属是一类重要的材料, 人类生产、生活都离不开金属。下面是小海同学对铁的部分知识 的学习、探究。①小海对铁制品生锈情况的调查:

由上可知铁制品生锈是铁与空气中的和共同作用的结果。

②为证明铁的金属活动性比铜强, 请与小海一起完成实验设计:

(2) 李明同学视力不好, 戴了一副眼镜 (铜制眼镜框) 。某日发现镜框上出现了绿色物质, 通过化学学习知识该物质是铜锈, 主要成分是 (Cu2 (OH) 2CO3) (俗称铜绿) 。

提出问题:铜在什么条件下生锈?

假设猜想:根据铜绿的化学式, 猜想铜生锈可能是铜与水、、共同作用的结果。

设计与实验:借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验, 李明设计了:“铜片锈蚀条件的探究”, 实验如图所示:

问题讨论:

(1) 实验较长时间后, 发现试管中光亮的铜片最先生锈 (填编号) 。

(2) 从优化实验的角度考虑实验是多余的, 它只考虑了水这个单一的条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外, 还有另外一种物质为。

(3) D试管中除光亮铜片外, 还有另外两种物质为、;从D试管的实验中获得的结论是。

评价与改进:你认为设计的该探究实验是否完善?若要得到正确结论, 应如何改进?

金属的电化学腐蚀与防护教案 第2篇

使通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起 的过程

电极名称

阳极

和电源相连的电极，发生反应

阴极

和电源相连的电极，发生

电极材料

惰性电极

Pt、Au、石墨

金属电极

除Pt、Au外的金属材料(如Fe、Cu、Zn、Ag等)

电子流向

电源活波→导线→电解池→电解池→导线→电源

离子移动方向

..电解质溶液中阳离子移向

电解质溶液中阴离子移向

离子放电顺序

阳极

金属活泼电极>>>>>含氧酸根

阴极

Ag＋>Fe3＋>>H＋>>>Zn2＋

应用

电解精炼、电镀、氯碱工业、电解制铝

2.电解原理的应用

（1）氯碱工业：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取、和，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。(2）电镀

电镀时，镀件接电源极，镀层金属接电源极。溶液中必须含有一定浓度的，当通电时，阳极。在阴极。(3）铜的电解精炼

电极材料：粗铜板与直流电源正极相连作，纯铜片与直流电源负极相连作。

电解质溶液：用作电解液。

反应原理：阳极粗铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被，阴极Cu2＋被；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成。二．金属的腐蚀与防护

1．金属腐蚀是指金属与周围接触到的空气或液体发生反应而引起损耗的现象。

2．金属腐蚀可以分为和。化学腐蚀是金属跟接触到的氧化性气体或氧化性液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀。而电化学腐蚀是指不纯的金属跟溶液接触时，因发生反应而发生的腐蚀。

3．金属发生电化学腐蚀时，可分为腐蚀和腐蚀。两者的本质相同，但正极反应不同，即析氢腐蚀的正极反应为，而吸氧腐蚀的正极反应为。

4.金属防护的措施有：(1)制成，(2)涂盖，(3)牺牲阳极的阴极保护法——，(4)外加电流的阴极保护法——原理。

金属腐蚀快慢顺序：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀 随堂练习

1.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2.(2010·原创)关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 3.(2009·北京理综，6)下列叙述不正确的是（）A．铁表面镀锌，铁作阳极

B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑

4.如下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关 的判断正确的是（）A．a为负极、b为正极

B．a为阴极、b为阳极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变

5.下列关于铜电极的叙述正确的是（）A．铜锌原电池中铜是负极

B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极

C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 6.(2010·试题调研，江苏南通3月)下列描述中，不符合生产实际的是（）A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

7.(2010·试题调研，广东广州3月)用两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是（）A．阳极上析出5.6 mL O2(标准状况)B．阴极上析出16 mg Cu C．阴极上析出11.2 mL H2(标准状况)

D．阳极和阴极质量都无变化

8、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：（2）若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：，正极：。

9.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如右图表示一个电解池，装有电解液c；A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

(1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断

①a是________极(填“正”或“负”)，B是________极(填“阴”或“阳”)； ②A电极上的电极反应式为______________________________________，B电极上的电极反应式为______________________________________；

③检验A电极产物的方法是_______________________________________。(2)如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则

①A电极的材料是________，电极反应式为________； ②B电极的材料是________，电极反应式为________。

浅议金属腐蚀防护对策 第3篇

关键词：金属腐蚀；防腐技术；防护

金属（主要指钢材）腐蚀是指金属和周围环境中（介质）之间发生化学或电化学反应，从而引发的破坏或变质。金属腐蚀现象普遍存在于国民经济和国防建设各个领域，危害相当严重。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，给排水管道破坏导致大面积的停水等等。无论在生活中，还是在工业生产中，金属的防腐工作都占据着举足轻重的作用，对环境、经济、安全都有着重大的影响。随着现代工业的飞速发展，金属防腐已经成为要解决的一个重要问题。

1 金属腐蚀的原因分析

金属在与空气和水进行接触的过程中容易出现被腐蚀的现象，这就导致金属失去了原有的强度和性能，不能正常使用。金属的腐蚀是一种常见的化学反应现象，它是金属在遇到氧和水后产生的氧化还原反应。这一化学反应完全导致了金属结构的变化，金属结构出现了变化，失去了原有的性能。由于金属的氧化还原反应是持续的，直到金属被完全腐蚀掉彻底的改变性能，从而会导致严重的事故。

2 金属腐蚀的分类

金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。按腐蚀过程分，主要有化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀、生物腐蚀；按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，主要有全面腐蚀、局部腐蚀、应力作用下的腐蚀（包含有应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳等）；还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀；干腐蚀和湿腐蚀；无水有机液体和气体中的腐蚀、熔盐和熔渣中的腐蚀、熔融金属中的腐蚀。据相关部门进行统计调查：腐蚀疲劳、全面腐蚀和应力腐蚀引起的破坏事故在所有腐蚀中占比例较高，分别为24%、23%和20%，其他十余种形式腐蚀合计33%。

3 金属腐蚀的危害及防护重要性分析

金属腐蚀给全球带来严重损失，全世界每年金属总产量的20-40%的被腐蚀损耗。世界各国因腐蚀而造成的经济损失远超过其它各种自然灾害引起的经济损失的总和。工业发达国家每年因为金属腐蚀造成的经济损失占国发生产总值的2-4%，如果再加上因腐蚀而造成的停工和事故等间接损失，数字将会更加惊人。我国上世纪80年代初对化工机械等行业调查表明，腐蚀造成的损失约占当年生产总值的4%，如各类机械设备及建筑构筑物的使用年限极大缩短，造成不必要的二次投资，使用安全存在严重的风险，造成使用及维护成本的极大浪费。化学工业、石油化工、机械、农药、原子能等工业中，由于材料腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏，不仅造成惊人的经济损失，还可能使许多有毒物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全。根据2003年发表的中国腐蚀调查报告，我国年腐蚀损失约占国民生产总值的5%，其中25%是能避免的，腐蚀所造成的经济损失约为每年5000亿元。随着我国经济的快速发展，2010年我国国民经济总值为397983亿元人民币，每年因腐蚀而引起的损失约10000亿元人民币。因此，加强金属的防腐保护具有重要意义。

4 金属腐蚀防护的对策

金属腐蚀给国民经济造成了巨大的损失，金属腐蚀是不可避免的，但又是可以控制的。在金属防腐工作中需要科学使用防腐方法，随着现代科学技术的快速发展，不断涌现出新的防腐蚀材料和方法，防腐蚀技术也在不断提高，腐蚀现象得到更有效的控制，给国家带来巨大的经济效益和社会效益。然而金属腐蚀的防护除了加强防护技术及方法外，还应从法律、制度、防护观念、专业技术人员自身技术水平、合理的防腐技术方法等方面全方位的重视金属腐蚀的危害。

（1）加强建设金属材料防腐防护的相关法律，纳入企业安全生产法规并严格执行，使企业保证每年年初将腐蚀损失资金纳入设备预算中，确保有足够的防腐蚀资金投入。

（2）建立金属材料腐蚀控制规范是有利于国家，有利于社会和有利于企业发展的举措。目前一些企业已经开始制定防腐设计标准规范，石油、化工、电力和铁路等一些重点企业已经能够从源头抓起，制订防护设计规范与标准。

（3）树立全面腐蚀控制的重要理念，具体可归纳为5个过程和4个环节。5个过程分别为设计过程中的腐蚀控制、设备加工制造过程中的腐蚀控制、设备储运安装过程中的腐蚀控制、设备生产过程中的腐蚀控制和设备维修过程中的腐蚀控制，4个环节分别是做好腐蚀控制中的科研、教育、管理及经济评价。

（4）针对防腐工作企业应当构建科学有效的制度，企业工程管理人员对生产安排指导的同时也需要对企业中生产设备的防腐蚀问题进行检查。只有在组织思想上贯彻落实，才可以从源头上真正做好防腐工作。

（5）普及防腐蚀与防护基础知识，加强职业培训，争取在较短的时间内明显提高企业的防护腐蚀科技水平。

5 结语

金属腐蚀与防护 第4篇

江苏科技大学是以船舶和海洋工程为特色的普通高等院校。“腐蚀与防护”作为江苏科技大学材料科学与工程学院金属材料工程专业的一个专业方向,自1998年开始招生以来,逐渐形成了自己的特色[3]。本学科主要通过学习金属材料学、金属工艺学、有机化学、物理化学、电化学、高分子化学和物理、金属腐蚀与防护原理等相关专业课程,培养学生掌握金属腐蚀原理,防护材料的设计、合成和涂装的能力,为今后从事船舶制造、海洋工程和金属材料工程等相关专业奠定基础。高分子材料作为金属材料防腐的重要材料之一,相关课程的学习对于本专业方向的学生有重要意义。在本校,高分子化学作为金属材料“腐蚀与防护”方向重要专业课,设有48学时,其中包括6学时实验,实验具体由相关实验教师安排。

高分子化学课程概念多、内容多、理论新、发展迅速, 讲授难度大。对于腐蚀与防护方向的学生,虽然学生对有机化学、物理化学及其它专业课有一定学习和了解,但是由于受到学生重视程度和学时的限制,相关基础知识掌握的一般不牢靠,因此掌握高分子化学这些枯燥复杂繁多的内容就更困难了,这在很大程度上就影响了学生的学习兴趣和学习效果。针对上述问题和笔者近几年的教学经验,笔者在《高分子化学》课程教学中做了一些尝试,结果大大提高了学生学习积极性和兴趣,取得良好的教学效果。

1 精选教材,整合教学内容

高分子化学作为高分子材料科学与工程专业的基础课,一般安排72学时,而作为金属材料专业腐蚀与防护方向,学校仅安排48学时。虽然学时减少了不少,但教学内容和教学要求都没有减少。教材选用上我们选用潘祖仁教授编辑的《高分子化学》第五版,该教材概念清晰、内容新颖、逻辑性强、深度适中、通用性好。结合笔者几年的教学经验,卢江教授等编辑的《高分子化学》可以作为不错的配套参考书,该书内容全面,机理分析详细,配合潘祖仁教授编辑的教材将是不错的选择。

教学上,由于高分子化学课程内容繁多,并不需要把所有的内容全部“填鸭式”灌输给学生,应该根据本专业相关要求,有针对,有重点,有条理的把知识传授给学生,培养学生看到问题,分析问题,寻找解决问题方法的能力。在教学过程中抓好逐步聚合和连锁聚合两大板块,以聚合反应机理及其动力学作为讲授主体,辅以具体实例,加强学生对知识的系统理解[4]。同时根据本学科方向把聚合方法和聚合物化学反应加以重点讲解,这样有利于学生掌握高分子化合物的制备过程和理解聚合物后改性的重要方法,对今后科研和工作从容而不陌生。

2 理论知识与专业内容教学相贯通

高分子化学课程主要面向高分子科学与工程专业的教学,要求学生系统,深入更全面的掌握高分子合成和制备等相关知识。而对于金属材料专业腐蚀防护方向的学生来说,除学习和掌握高分子化学重要理论和原理之外,更应把高分子化学与其专业研究方向交叉重点讲解,提市学生对所学专业的认识,同时培养学生兴趣点。例如在自由基共聚合讲解时,我们加入有机氟材料的制备和改性的讲解。我们知道像聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯等材料是优良的防腐材料,但是其加工性能和粘附能力都非常不好,通过举例共聚一些高分子,这样一方面保留了材料的防腐性质,别一方面通过共聚改性可以提高材料的可加工性和粘附性。

3 加强互动教学与培养学生主动性

虽然高分子化学与其专业方向关系密切,对于非高分子材料专业的学生,他们经过高中和大一和大二辛苦地学习,到大三的学生,有些放松自我。对于本来更加重要的专业学习,反而不加重视,这对于我们高校教师提出了很大的挑战。在课堂上,要合理安排课堂教学时间,采用提问和讨论等互助式教学,通过对某个学生提问,再让另一同学对上一同学所回答的问题给出自己的看法,这样全体同学注意力变得集中,大家都在想问题,通过思考寻找解决问题的办法。通过提问和讨论,学生变成了思考问题的主体,提高学生学习的兴趣。这里,还是举上面的例子,在关于有机氟材料共聚什么高分子提高加工性能和粘附能力这个问题时,有的同学讲与乙烯共聚,有的讲与甲基丙烯酸甲酯共聚,还有的讲聚丙烯酸共聚,笔者问为什么,共聚是否可行,采取何种共聚方法,可能的结构是什么,可以提高什么性能。通过这类互动式讨论,所有的学生都在想问题,查书查资料找办法,学生从被动性学习转变成主动性学习,学习效率和学习效果明显提高。

4 课后作业与考核灵活性

关于课后作业,有些教师不安排课后作业,有些安排课本后面的问答题全做。从笔者近几年教学过程中发现,不安排课后作业,许多学生下课后书是不会再看的,这样就失去了最佳掌握所学知识的时间;安排过多课本后习题,对于认真的学生一般能很好地完成和掌握相关知识,而对不认真的学生嫌题太多太难而放弃做作业,去抄一些学习认真同学的作业。根据以上情况,笔者一般精选少量每章后面的作业题,另外布置一两道思考题。课后思考题具有很高的灵活性,一些与腐蚀与防护相关专业方向相关,大多在课本上难以找到答案,这要学生去查找相关参考书或资料,才可能找到合理的答案。作业完成后,在课堂中安排合理的时间,对思考题讨论指导,提高学生主动解决问题的信心和能力[5]。

在学期末,根据学生一学期学习的情况,笔者采取灵活的考核方式。在高分子化学课程考核中,分为平时成绩、实验成绩和考试成绩三部分构成,考试成绩占主体。在高分子化学试卷命题上,笔者一般安排十五分左右的综合题,这些题目一般贯穿几章的内容,需要学生通过思考和总结才能得到答案,这样有利于区分不同学生对本门课的学习效果。

参考文献

[1]郝智,伍玉娇,罗筑,等.高分子化学课程教学改革与实践初探[J].高分子通报,2012(5):116-118.

[2]冉蓉,王跃川,刘正英,等.高分子化学课程考试改革的几点思考[J].教育教学论坛,2012(20):117-119.

[3]龚利华,吴海峰,郑传波.《耐腐蚀金属材料学》课程教学改革探讨[J].实验科学与技术,2012(10):116-118.

[4]高建纲,宋庆平,丁玉洁,等.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报,2009(5):63-66.

金属腐蚀与防护 第5篇

(建议用时：40分钟)

[基础达标练] 1．以下现象与电化学腐蚀无关的是()A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀 B．纯铁不容易生锈

C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛 D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀

D [A项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀，而镀锌铁器表面破损时形成原电池，Fe作正极，被保护。B项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀。C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D项中铁和Cl2直接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。] 2．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A．2H＋2e===H2↑ B．Fe＋2e===Fe C．2H2O＋O2＋4e===4OH D．Fe＋e===Fe

C [钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e===4OH。] 3．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是()

【导学号：73702071】

A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用

C．在海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

A [A项，Ag在空气中会被氧化而渐渐变暗；B项，铁制品镀锡，当镀层破损时，由于铁比锡活泼，故形成原电池时铁作负极，优先被腐蚀；C项，为牺牲阳极的阴极保护法；D项，输油钢管应与外加直流电源的负极相连。故正确答案为A。] 4．下列说法正确的是()A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀

C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的负极反应不同 D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化

D [有些合金耐腐蚀性较好，如不锈钢等，A项错误；牺牲阳极的阴极保护法就是利用原电池反应原理，B项错误；钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引

－

－3＋－2＋－

－2＋－＋－

起的正极反应不同，C项错误；金属腐蚀的实质就是金属被氧化，D项正确。] 5．下列关于钢铁吸氧腐蚀的说法中不正确的是()

【导学号：73702072】

A．铁为负极

B．在正极上O2被还原 C．溶液中氢氧根离子浓度不变 D．与析氢腐蚀相比都是铁被氧化

C [牺牲阳极的阴极保护法就是原电池的负极(阳极)的金属发生氧化反应被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀。] 6．关于牺牲阳极的阴极保护法的叙述正确的是()A．正极就是阳极

C．阳极上发生氧化反应

B．负极就是阴极 D．正极上发生氧化反应

C [在电化学中，阳极是失电子发生氧化反应的电极，牺牲阳极的阴极保护法中，阳极指的是负极，阴极指的是正极，故A、B错误，C正确；正极上发生得电子的还原反应，故D错误。] 7．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块

A [抓住题干中的关键字“使用外加电流”便可快速解答。A.水中的钢闸门连接电源的负极，即使用了外加电流，正确。B.金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。C.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。D.地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。] 8．下图表示的是钢铁在海水中的锈蚀过程，以下有关说法正确的是()

【导学号：73702073】

A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B．正极为C，发生的反应为氧化反应 C．在酸性条件下发生的是吸氧腐蚀 D．正极反应为：O2＋2H2O＋4e===4OH

－

－

D [钢铁中含有铁和碳，在潮湿的环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极。从图中可看出，空气中的氧气参加反应，产生了OH，所以发生了吸氧腐蚀，A错误；碳作正极，发生的反应为还原反应，B错误；在酸性环境下，原电池的正极发生氢离子得电子的还原反应，析出氢气，即在酸性条件下发生的是析氢腐蚀，C错误；吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应：O2＋2H2O＋4e===4OH，D正确。] 9．如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到贴近金属条位置的溶液出现粉红色，该金属条可能是()

－

－

－

A．Cu

C．Zn

B．Al D．Mg

－A [溶液出现粉红色是铁发生吸氧腐蚀生成OH导致的，金属条作正极，没有铁活泼，只能是Cu。] 10．如右图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：

【导学号：73702074】

(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀(填“化学”或“电化学”)。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：______________________；正极：______________________。

(3)若试管内液面下降，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，电极反应式：负极：______________________________________；

正极：________________________。

【解析】 根据原电池的构成条件：有两种不同的材料(Fe为负极，碳为正极)，有电解质溶液，形成闭合回路，可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件原理及结果可知：试管内液面上升，说明是试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应式；试管内液面下降，说明是试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应式。

【答案】(1)电化学

(2)弱酸性或中 吸氧 2Fe－4e===2Fe

－

2＋

O2＋4e＋2H2O===4OH

(3)较强的酸 析氢 Fe－2e===Fe 2H＋2e===H2↑

11．下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

－

2＋

＋

－－－

(1)该电化腐蚀称为________。

(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是______(填字母)。【解析】(1)在弱酸性或中性条件下，金属所发生的腐蚀是吸氧腐蚀。

(2)铁闸发生吸氧腐蚀时，正极反应必须有氧气、水参与，因此与空气、水接触较多的B处生成铁锈最多。

【答案】(1)吸氧腐蚀(2)B 12．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

【导学号：73702075】

甲

乙

(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：负极： ____________________________________________________________； 正极：______________________________________________________。

(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用()A．铜 C．锌

B．钠 D．石墨

(3)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。

【解析】(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属(但不可与水直接反应)如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)图乙属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。

【答案】(1)2Fe－4e===2Fe O2＋2H2O＋4e===4OH(2)C(3)负

[能力提升练] 13．铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()

【导学号：73702076】

－

2＋

－

－

A．正极的电极反应为：2H＋2e===H2↑

B．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中铜并不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe移向Cu A [题图表示吸氧腐蚀，其中铁铆钉为负极，电极反应为2Fe－4e===2Fe，铜板作正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e===4OH，当形成Fe(OH)2后，还发生反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故A项错误。] 14．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩内保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是()

【导学号：73702077】

－

－

－

2＋

＋

－

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升 B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低 C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

B [Ⅰ中铁钉发生吸氧腐蚀，左侧液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁钉反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左侧液面下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁钉在干燥空气中几乎不被腐蚀。] 15．用图示的方法可以保护钢闸门。下列说法正确的是()

A．当a、b间用导线连接时，则X应发生氧化反应 B．当a、b间用导线连接时，则X可以是锌或石墨 C．当a、b与外接电源相连时，a应连接电源的正极

D．当a、b与外接电源相连时，阴极的电极反应式：2Cl－2e===Cl2↑

A [牺牲阳极的阴极保护法中，被保护的金属作原电池正极，当a、b间用导线连接时，形成原电池，则X作负极发生氧化反应，其活泼性大于铁，故A正确，B错误；外加电流的阴极保护法中，被保护的金属作阴极应与电源负极相连，所以当a、b与外接电源相连时形成电解池，钢闸门应与电源负极相连作阴极，所以a应连接电源的负极，故C错误；外加电流的阴极保护法中，被保护的金属作阴极，在阴极上发生还原反应，所以当a、b与外接电源相连时，阴极上的电极反应式为2H＋2e===H2↑，故D错误。] 16．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：

【导学号：73702078】

＋

－

－

－

(1)打开K2，闭合K1，B为________极，A的电极反应式为________________。(2)打开K1，闭合K2，E为________极，此时铁________(填“被”或“未被”)腐蚀。(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，________极周围能变红(填A、B、E或F)。

【解析】(1)打开K2，闭合K1，此时构成原电池，铁是负极，发生吸氧腐蚀，正极反应是O2＋2H2O＋4e===4OH，若滴加酚酞，该极变红；若使铁被保护，可把A电极换为比铁活泼的金属锌。

(2)打开K1，闭合K2，此时构成电解池，E为阴极，电极反应式是2H＋

2e===H2↑，消耗氢离子生成OH，若滴加酚酞，该极变红；阳极是石墨，故铁被保护，未被腐蚀。

【答案】(1)负 O2＋2H2O＋4e===4OH(2)阴 未被(3)A、E

－

－－

－

＋－

浅谈油气管道的腐蚀与防护 第6篇

关键词：油气管道；腐蚀因素；防腐处理；

中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

一、油气管道腐蚀的六大因素

油气管道的材质是金属，可以这样说，油气管道的腐蚀，其实也就是金属材质的腐蚀。油气管道腐蚀的因素主要集中在以下六个方面。

（一）油气管道的化学腐蚀。化学腐蚀在油气管道的腐蚀中，是常发的因素之一。油气管道的金属表面与非电解质发生化学作用，就容易对油气管道造成危害，造成这种危害的原因就是化学腐蚀。在化学腐蚀当中，因为与金属材质发生关系的物体不一样，又可以分为气体腐蚀和溶液腐蚀。气体腐蚀主要是指油气管道在气体当中，与某类物质发生了化学反应，造成了腐蚀危害，比如常说的金属管道的氧化、生锈等。而溶液腐蚀，是指油气管道在非电解质溶液当中的腐蚀，比如油气管道与汽油发生的化学作用，也容易造成油气管道的腐蚀。

（二）油气管道的电化学腐蚀。不同于化学腐蚀，油气管道与电解质也容易产生电化学作用而造成腐蚀。引起这种腐蚀的原因在于油气管道在电解质中形成了腐蚀原电池，伴随着电流的流动，就容易产生电腐蚀。油气管道埋藏在地表下面，管道与附近的土壤、水、湿冷气体的接触，容易造成外表面腐蚀，而油气管道在运输过程中，因污水、油气的作用产生的内腐蚀都属于电化学腐蚀的范畴。

（三）油气管道的应力腐蚀。应力腐蚀是在电化学腐蚀之后滋生的一种衍生腐蚀，在电化学腐蚀产生后，它会与机械、微生物等产生作用，在这种作用下，就会产生应力腐蚀，应力腐蚀虽然是一种衍生腐蚀，但它的威力也是很大的，容易造成油气管道的开断裂的情况出现，可以说应力腐蚀对于油气管道的运输安全来说，是非常大的一个挑战与危威胁。

（四）油气管道的土壤腐蚀。油气管道长期埋藏在地表下面，长期与土壤接触，很容易产生土壤腐蚀。引起土壤腐蚀的原因也比较多样，其中比较明显的是水分、空气、液体，电流等。土壤中的水分、盐类物质、空气等，在长期接触油气管道时，会让后者产生电解质的离子导电特性，造成对油气管道的腐蚀。土壤中還存在某些比较杂散的电流，这些电流流过油气管道，也容易发生电解质作用。除此之外，土壤中还富含细菌等微生物，这些微生物的新陈代谢作用，作用于油气管道，也会造成油气管道的腐蚀。

（五）油气管道在水中的腐蚀。有些油气管道安置在河海中，在水中也会造成管道的腐蚀。因为水中的溶解氧的浓度、酸碱度、水的硬度、水流快慢、水流温度等都会对油气管道造成一定的腐蚀。

（六）油气管道的大气腐蚀。对于油气管道来说，大气腐蚀也是一种常见的腐蚀，大气中含有的水分、杂质等都会对油气管道造成一定的影响。

二、有效控制油气管道腐蚀的方法

有效控制油气管道腐蚀的方法，主要应对于油气管道外部腐蚀及内部腐蚀。

（一）油气管道外防腐的方法。对于油气管道的外防腐处理，需要进行两次防护处理措施，第一层次的防护是采用防腐绝缘层，第二层次的防护是阴极保护。

1、油气管道的防腐绝缘层。给埋藏在地下的油气管道进行防腐绝缘处理，是目前油气管道防腐措施的重要一环，这种防腐处理方式可以有效地将油气管道与外部的土壤进行分离，从而杜绝管道外壁接触土壤的机会，有效保护油气管道。

2、油气管道的阴极保护。油气管道的阴极保护主要是利用外加的牺牲阳极或者外加电流，消除管道在土壤中原电池的阳极区，将管道也改造成阴极区，从而受到保护。

A牺牲阳极的方法：在油气管道上连接一个电位更负的金属或者合金，这样一来，整个油气管道就通过这样的外加法实现了阳极向阴极的转换，需要保护的管道成了阴极，也就受到了保护，杜绝了电解质的腐蚀。

B强制电流法：在油气管道中，直接将直流电的负极与油气管道相连接，同时将直流电的正极与油气管道的阳极连接，这种方式也可以使需要保护的油气管道变成阴极，从而得到保护。

（二）油气管道的内壁保护。不同于油气管道外壁长期接触土壤，油气管道的内壁主要是与石油、天然气等物质相接处。这些物质中本身包含着非常繁多的腐蚀杂质，比如溶解氧、碳化氢、二氧化碳等物质，再加上物质的流速、温度、压力等综合作用，都会造成油气管道内壁的严重腐蚀。

1、油气管道内壁界面保护。对于油气管道内壁的防腐技术来说，首先要做好油气管道内壁界面的保护。这种保护方式包括可以涂抹防腐层或者进行适当的电化学保护。

2、运输物质的降解处理。除了对油气管道进行保护外，还可以对所运输的物质进行一定程度的降解处理，可以降低石油、天然气等物质中含有的杂质，或者降低这些物质的浓度，在考虑经济效率的前提下，还可以适当增加这些的流速，来减少它们与内壁层接触的机会。

3、选用耐腐材料。不管是内壁界面的保护还是降低石油、天然气浓度的方法，都可以应用到一般的，尤其是比较短途的油气管道运输过程当中。但对于比较长途的油气管道运输，因这些管道自身的分量比较轻，因此不会在它们的内壁面进行防腐处理，而是将防腐处理着眼于提升它们的材质上，选用耐腐蚀性强的材料来制造油气管道。

三、加强油气管道腐蚀监控与管理

在油气管道的运输过程中，要加强对管道腐蚀的监控与管理，对油气管道运输实现动态监测，对周边环境比较复杂的油气管道实行特殊监测，实时监测，并将这些监测数据汇总，形成一套比较常规的监测方法。同时要加强对油气管道的腐蚀技术的管理，成了专门部门，研究开发新的防腐技术，加强管道的防腐管理，将计算机技术运用到管道防腐的监控与管道当中。

四、总结

油气管道的安全是保障我国油气生产、运输的重要环节，因此需要对管道存在的腐蚀问题，加以研究，根据腐蚀的不同成因，进行分类处理，不断改进防腐技术，不断加强管理与监控，有效保障油气管道的运输安全。

参考文献：

[1]殷丽秋，吴明，修连强，曹彦青，油气管道的腐蚀行为与防护技术[J]；当代化工；2013年06期

浅谈潮湿环境下金属腐蚀防护技术 第7篇

1 潮湿环境中金属的腐蚀特点

水分及电解质广泛存在于大气和地面中, 且不同组分往往具有较大的差异, 因此, 潮湿环境就相当于不均匀的电解液。往往有杂质存在于金属构件中, 或者构成组分存在着较大差异, 因此, 在相同的潮湿环境下, 同一构件的各个部分出现的电极电位也会存在差异。因此, 会有不同类型的腐蚀电池形成于金属和潮湿环境之间。具体来讲, 潮湿环境中金属的腐蚀特点包括这些方面的内容:

因为地面环境属于多相多孔的胶体系统, 且具有离子传导性, 环境中的物理性质也不断变化, 如湿度、孔隙度等, 会在较大程度上影响到土壤腐蚀过程。环境性质的多样性和差异性, 可能会有微腐蚀电池形成于金属构件很小范围内, 也可能会有宏腐蚀电池形成于很远距离内。潮湿环境中会阻碍到电解质离子的移动, 因此, 电化学反应的进行速度会在较大程度上受到潮湿环境中各种物质的影响。

2 潮湿环境中金属的腐蚀机理

2.1 潮湿环境的表现和影响

大气、地面、溶液等都属于潮湿环境;如大气潮湿环境中, 阴雨天气出现后, 金属表面上水蒸气形成液层;地区、温度的不同, 水蒸气含量也存在着较大的差异。毛细血管等效应作用下, 大气水蒸气形成水滴, 在金属表面降落或者凝聚, 生成水膜。水膜会直接决定到大气中金属的腐蚀速度, 一般情况下, 湿度越大, 就有着越快的腐蚀速率;且大部分金属往往具有临界湿度, 超过了这个标准, 就会迅速增大腐蚀速率。

2.2 潮湿环境中金属腐蚀过程

具体来讲, 潮湿环境下的金属腐蚀主要内容是表面薄层电解液的腐蚀, 相较于浸没于电解液的腐蚀过程, 具有一定的差异。因为有含饱和氧的电解液膜存在于金属表面, 这样就降低了大气腐蚀的电化学过程中氧去极化过程。如果是工业大气, 液膜属于酸性, 会有氢去极化腐蚀产生。但是, 因为氧极容易达到阴极, 因此, 主要作用依然是氧的去极化作用。

3 潮湿环境下的金属腐蚀防护技术

3.1 电化学保护技术

本种技术是将金属腐蚀的电化学原理给运用过来, 向免蚀区或者钝化区移动被保护金属的电位, 促使腐蚀速度得到降低, 有效保护金属。本种保护方法不需要较高的经济成本, 比较高效, 一般会联合使用表面保护技术, 在国内外工业中得到广泛运用。通常情况下, 可以将其划分为阴极保护法和阳极保护法两种类型, 最为常用的保护法为阴极保护法。其主要工作原理是将大量电子补充给被保护金属, 促使其有阴极极化产生, 局部阳极溶解得到消除。而阳极保护法则是借助于外加阳极极化电流, 促使金属稳定钝态得到保证。

3.2 表面保护防护技术

在金属腐蚀保护中, 最为经常用到的一种方法为表面保护, 本种方法指的是借助于物理工艺、化学工艺以及电化学工艺等, 将防护层覆盖于金属表面, 发挥防护作用, 促使金属腐蚀得到减轻或者避免。现阶段, 表面保护层已经发展为较多的种类, 一般可以将其划分为金属保护层和非金属保护层两种类型, 划分依据是保护层材质的差异。也可以根据使用目的的差异, 将其划分为防腐蚀涂接、装饰性涂层等多种类型。

3.3 缓蚀剂

现阶段, 工业部门及农业部门在金属腐蚀防范中, 也会采用缓蚀剂。如果使用的缓蚀剂能够促使部门的具体要求得到满足, 那么就可以发挥出较好的效果。结合腐蚀情况的不同, 需要科学设计缓蚀剂处理方案:首先, 合理确定缓蚀剂的浓度、缓蚀率以及缓蚀系数, 从经济成本角度综合考虑。结合缓蚀剂成本及应用范围的差异, 可以适当调整缓蚀剂的最佳浓度与防护效应。要保证使用的缓蚀剂不会副作用于工艺过程或者被保护金属;如果不正当的使用缓蚀剂, 可能会造成氧化皮的溶解速度减缓、金属的渗氢作用增大、薄膜覆盖金属表面、局部腐蚀得到加剧等, 需要引起人们足够的重视。要充分重视缓蚀剂的操作可行性, 从缓蚀剂的配料、加料、含量等多个方面着手。如果将液态、粒状缓蚀剂运用过来, 需要借助于自动配料装置来实施, 适当降低缓蚀剂的固化温度应力。要严格依据国家卫生标准、安全技术法规来进行, 如果缓蚀剂没有经过毒理试验、没有生物稳定性指标等, 不能够运用到实践当中, 同时应用的缓蚀剂, 避免污染到环境。要将具有工业生产稳定性的缓蚀剂种类运用过来, 避免缓蚀剂性能稳定性受到生产时间、生产批数的影响。

4 结语

综上所述, 金属腐蚀会对国民经济发展造成直接的影响, 带来严重的资源浪费。针对这种情况, 就需要对潮湿环境下金属腐蚀机理深入研究, 采取针对性的腐蚀防护技术, 减轻甚至避免金属腐蚀问题的出现。

摘要：研究发现, 潮湿环境下, 金属有着较为隐蔽的腐蚀过程, 且腐蚀速度比较快, 如果不加以防范和防护, 将会带来十分严重的损失。针对这种情况, 就需要深入研究潮湿环境下的金属腐蚀防护技术, 希望能够提供一些有价值的参考意见。

关键词：潮湿环境,金属腐蚀,防护技术

参考文献

[1]耿长轩.浅析石油化工机械设备的腐蚀与防护[J].城市建设理论研究:电子版, 2015, 6 (10) :123-125.

[2]张杰.浅议金属腐蚀防护对策[J].职工法律天地, 2015, 6 (11) :66-68.

金属腐蚀与防护 第8篇

1 聚苯胺的防腐蚀机理简介

聚苯胺本身具有结构多样化的特点, 不同的化学结构的聚苯胺具有不同的物理性质, 在颜色和导电率上也有较大的区别, 聚苯胺的导电是以掺杂质子酸的方式实现的, 在进行掺杂时, 聚苯胺化学结构链上的固有电子数目并未发生变化, 使其表现出强大的防腐性能。聚苯胺对金属的防护作用极为显著, 但是对于防护的原理, 目前的研究尚未打成共识, 对聚苯胺的防腐机理有以下几种认识:

1.1 形成保护膜使金属钝化

金属被腐蚀的过程, 是金属分子与空气中的氧气发生化学反应的过程, 当聚苯胺存在于金属表面时, 会形成致密的氧化膜使金属发生钝化, 从而起到保护作用, 对于不锈钢材料而言, 其表面本身就有一层保护膜, 聚苯胺可以修复这层保护膜从而增强其保护作用。在整个钝化的过程中, 一般认为聚苯胺起到的是催化剂的作用, 即在保护过程中先被还原, 后又被迅速氧化, 形成的保护膜使被保护的金属处于钝化状态, 从而降低了金属被腐蚀的速度, 起到保护作用。

1.2 以涂层效果屏蔽腐蚀

以聚苯胺涂层保护金属的效果, 与聚苯胺涂层的厚度有一定关系, 实验室证明, 聚苯胺涂料只有在达到1μm以上时, 才会对工件所遭受到的腐蚀作用起到缓解, 这种实验结果证明聚苯胺的保护作用有一定的屏蔽效果, 体现在化学反应过程中的表现是, 使反应中的阴极和阳极实现空间的隔离, 从而使金属能够在较长时间内保持钝化状态, 提高了金属的防腐蚀能力。

1.3 较强的抗污秽能力

目前已经有聚苯胺应用于军事中的例子, 根据聚苯胺已经应用于战舰的外涂层的经验, 可以发现聚苯胺有比较强的抗污秽能力, 能够有效防止水中微生物在战舰金属外层上的附着, 从而对战舰起到保护作用。这种保护机制也一样适用于金属的防腐, 日常使用的金属一般暴露于空气中, 空气中存在复杂的生物环境, 对金属被锈蚀的过程起到一定的催化作用, 聚苯胺能够有效阻止这一过程的发生。

2 在金属防腐中应用聚苯胺的相关探索

根据聚苯胺的防腐蚀效果, 可以在金属防腐过程应用聚苯胺, 无论是在实验室的条件下, 还是在实地实验的条件下, 聚苯胺对金属的防护作用都远远优于锌的防护作用。因为聚苯胺本身并非重金属, 对人体的健康影响比较小, 对生物环境的破坏也比较小, 价格上也远远低于锌, 因此具有广泛的应用前景。

2.1 对钢铁的防腐蚀效果进行的探索

聚苯胺作为新型的防腐材料, 以其形成的特殊保护膜对钢铁起到有效的保护作用, 钢铁在保护区域内因钝化的效果, 从而不易发生腐蚀。在实验室条件下, 聚苯胺可以对钢材和铁件都有防护作用, 以防腐涂层的方式对工件进行覆膜, 是使用聚苯胺保护钢铁的有效手段。

2.2 对其他金属的防腐蚀效果进行的探索

在全球范围内对聚苯胺的研究中, 不少学者也根据聚苯胺的防腐蚀特性, 对其他金属利用聚苯胺进行防腐的效果有一定的研究, 根据诗眼发现, 经过聚苯胺涂饰的铜、银、铝, 在氯化钠溶液中都有钝化现象的发生, 在腐蚀点位的作用下也不容易发生腐蚀, 证明聚苯胺对这些金属也有一定的防护作用。

2.3 共混状态下的聚苯胺防腐性能探索

聚苯胺本身的性质极其稳定, 其不熔不溶的特性使其不能成为主流的防腐涂料, 聚苯胺本身难于粘附金属, 因此常用作防腐涂料的添加剂之用, 共混状态下的聚苯胺也具有良好的防腐效果。常用的聚苯胺共混体系包括环氧共混、聚酰亚胺共混、苯乙烯丙烯酸共聚物共混等体系, 实验证明这些共混体系的防腐效果, 都要优于单纯应用原材料的效果。

3 环境因素对聚苯胺涂料防腐效果的影响

聚苯胺的防腐效果远远优于传统的防腐涂料, 对金属的防腐效果也会受到环境因素的影响。实验室的研究结果证明, 在中性环境下, 聚苯胺涂层保护下的碳钢, 耐蚀性要比在还原状态下的聚苯胺涂层高出两倍左右;在酸性条件下, 聚苯胺对金属的保护性能则相对减弱。这种结果证明聚苯胺对金属的保护作用与p H值有关, 形成这种机制的原因可能与金属表面的钝化层形成有关, 因此在进行材料开发时, 需要研究能够导电的聚苯胺材料。

聚苯胺对金属的防腐作用依赖于防护膜的形成, 因此其防腐的性能也与膜的特性有关, 涂料在金属表面形成的膜与环境因素和原材料的质量关系密切, 如材料的溶剂和添加剂会影响膜的致密性, 环境中的含氧量和含水量也会影响到膜在金属表面的附着性, 根据保护机理中膜的特性可知, 保护膜的致密性和与工件的粘合程度会影响到聚苯胺的保护效果, 因此在开发聚苯胺涂料的过程中, 需要研究形成致密保护膜的方法, 也要增加膜与金属表面的结合度。

4 结语

目前全球范围内针对聚苯胺应用于金属防腐蚀的研究, 已经取得了一定程度的进展, 但是在防腐蚀的机理和使用方法上, 尚未打成明确的统一共识, 我国在这方面的研究要滞后于全球的总体步伐, 目前仍局限应用于军事和航天事业中。考虑到聚苯胺良好的防腐性能以及低廉的价格, 在民用用途中的开发也应该进一步推广, 以逐渐取代目前使用的有毒金属防腐剂, 加强对聚苯胺共混体系的研究, 以获得其在民用金属防腐蚀中的广泛应用。

参考资料

摘要：聚苯胺是一种新型的化学防护材料, 能够起到防治金属被腐蚀的作用, 因其良好的防护性能, 近年来被广大材料工作者广泛研究, 也取得了一定的成果。本文简单介绍聚苯胺对金属腐蚀的防护机理, 并据此谈一点关于其在金属防腐工作中的应用, 供广大同仁参考。

关键词：聚苯胺,防腐蚀原理,金属防腐

参考文献

[1]孙毅, 钟发春, 舒远杰, 郝晓飞, 刘勇.聚苯胺的腐蚀防护机理及其在金属防腐中的应用[J].材料导报, 2009, (13) [1]孙毅, 钟发春, 舒远杰, 郝晓飞, 刘勇.聚苯胺的腐蚀防护机理及其在金属防腐中的应用[J].材料导报, 2009, (13)

[2]邓宇强, 葛岭梅, 周安宁.聚苯胺防腐蚀涂料的研究进展[J].腐蚀与防护.2003, 08) [2]邓宇强, 葛岭梅, 周安宁.聚苯胺防腐蚀涂料的研究进展[J].腐蚀与防护.2003, 08)

[3]王金库, 孙秋霞, 林薇薇.导电高分子聚苯胺在金属防腐中的研究进展[J].材料导报.2001, (10) [3]王金库, 孙秋霞, 林薇薇.导电高分子聚苯胺在金属防腐中的研究进展[J].材料导报.2001, (10)

油罐内腐蚀与防护 第9篇

在实际生产过程中,油罐都是连续运行,油罐内腐蚀发现困难,检修难度大,但油罐腐蚀危害巨大,尤其是油罐的底部开裂和顶部塌陷,后果不堪设想。

1 油罐腐蚀情况和腐蚀分析

在油罐清罐、检修的过程中,通过对贮油罐的腐蚀调查,发现油罐的内腐蚀是影响油罐安全运行的主要原因。现以某炼油厂成品油库罐G202#为例,对其具体腐蚀情况分析如下:

G202罐 容积:500 m3;

结构形式:拱顶罐;

储存介质:柴油;

设计温度:常温;

设计压力-0.49～1.96 kPa。

该罐于1998年6月建成并投入使用,期间分别于2004年6月、2007年7月进行两次清罐、检修,其罐底、罐壁设计参数如下:

202罐底、罐壁、罐顶钢板设计厚度 4.5 mm。

07年7月清罐后对罐底、罐壁、罐顶实测厚度如表1。

从图1可见各部位腐蚀状况可以归结如下:

罐底:腐蚀情况严重,大多为溃疡状的坑点腐蚀,主要发生在焊接热影响区,凹陷及变形处,个别坑点形成穿孔。

罐壁:距罐底0.5 m以下为油水界面处,呈不均匀点蚀,腐蚀情况一般;距罐底8 m以上为油与空气接触处,呈均匀的全面腐蚀,腐蚀情况一般;期间为均匀点蚀,腐蚀情况很轻。

罐顶:腐蚀情况较重,由多个点蚀形成片状腐蚀,腐蚀严重程度位置分布大致呈中心对称,距罐顶边缘0.4 m处相对最严重。

由以上腐蚀情况及钢板测厚数据可以看出,罐底和罐顶的内腐蚀是油罐内腐蚀的重点。

罐底腐蚀主要是由滞留在罐底的沉积水引起。尽管油罐都设计有排水管,但排水管的中心线往往比罐底高,G202排水管的中心线比罐底高150 mm,而且油罐在多年连续运行后,罐底或多或少总有不均匀沉降,再则人工脱水有间歇性,所以,每次脱水不可能彻底排尽罐底的沉积水。正因为如此,罐底一般都沉积着10～350 mm深的水。这些水主要来源于油品冷凝水、压舱水、雨水等。

对这些水进行采样,化学分析,结果如表2。

(单位:mg/kg, pH值除外)

影响沉积水腐蚀性的因素很多,其中主要的因素有pH值、Cl- 、硫化物含量、沉积物的堆积程度、Mg2+、Ca2+等。pH值反映了沉积水中氢离子的浓度,沉积水呈碱性,其电化学腐蚀的阴极反应为氧的去极化过程,其中氧来自于油品生产、运输、储运过程中的溶解氧;Cl-极化度高,是强烈的腐蚀催化剂,它能促进腐蚀过程的发生;沉积水中Mg2+、Ca2+等离子浓度高时,一方面增强了沉积水的电导率,有利于电子迁移,有利于腐蚀反应的进行,另一方面又易于沉积结垢,抑制氧扩散,易形成氧浓差电池,产生垢下腐蚀;沉积水中的活性硫化物能直接与金属铁产生化学反应,加重腐蚀[1]。

根据沉积水的化学分析结果,可以推断罐底的腐蚀发生过程如下:

(1)硫化物、氯化物对罐底产生电化学腐蚀:

Fe → Fe2++2e (溶解)

Fe2++S2-+H2O → FeS

Fe2++Cl-+H2O → FeCl2

(2)氧对罐底产生电化学腐蚀:

Fe → Fe2++2e(溶解)

Fe2++Fe3++O2 → FeO、Fe3O4、Fe3O4等

罐壁中部因为直接与油品接触,属油相电化学腐蚀。主要原因是油品中含有水及各种酸、碱、盐的离子形成了电解质,从而产生电化学腐蚀。罐壁上部为气液交替或气为主的部位,腐蚀原因主要是由于油气与水气冷凝在罐壁形成液膜,在液膜中金属的腐蚀速度要比在充满液体中快几十倍,腐蚀形状为均匀的全面腐蚀。

罐顶的腐蚀主要是由于水蒸汽、空气中的氧及微量的硫化氢含量,在油品中挥发形成的电化学腐蚀。内浮顶油罐腐蚀情况轻,罐顶内壁一般很少有水蒸汽凝结。拱顶罐中,油品中的水蒸气挥发,长时间凝结在罐顶内壁,吸收二氧化硫,对罐顶防腐层脱落部分的钢板发生酸的再生循环反应。首先由二氧化硫(SO2)、氧气(O2)及铁(Fe)形成硫酸亚铁,然后硫酸亚铁水解形成氧化物和游离酸,游离酸又加速铁的腐蚀,形成新的硫酸亚铁,硫酸亚铁再水解……,如此反复循环,加速了罐顶板的腐蚀。

2009年2月,巡检发现拱顶罐205顶上出现一个穿孔小洞,孔很微小,用工具简单去掉漆皮和除锈后,发现孔有指粗,用超声波数字测厚仪测厚,发现腐蚀情况相当严重(见图1)。

根据罐顶钢板的腐蚀情况,采用超声波数字测厚仪检测了罐顶钢板的厚度。由罐中心向罐周边的范围进行测厚,图上钢板划块是根据罐顶制作的钢板实际焊接情况。每张钢板检测3个数据,检测点均匀分布。在腐蚀穿孔处,检测点布置在孔周边的4个方向上,并分别在50 mm和100 mm处加测4个点。

(单位:mm)

通过表3检测结果分析,得出以下结论:

(1)检测的24块顶板75个点,罐顶最厚处4.5 mm,最薄处0.7 mm(穿孔点除外), 图上序号为7、8、10、14、17、19、20的七块顶板厚度已达不到2 mm,腐蚀情况严重。

(2)罐顶板的腐蚀从内往外腐蚀,从罐顶上看,防腐层完好,看不出腐蚀状态。所以,罐顶的腐蚀具有隐蔽性。

(3)罐顶腐蚀速度快。查2006年5月G205罐顶板测厚数据,均在4.1 mm以上,腐蚀情况很轻,而不到三年,罐顶板大面积腐蚀,出现穿孔,腐蚀速率达到了1.5 mm/a。

(4)同是储存柴油的拱顶罐G205、G206腐蚀状况基本一致,相邻的汽油罐罐顶腐蚀很轻。究其原因,内浮顶罐铝制内浮盘的存在,很少有冷凝的水蒸汽挂在汽油罐内顶部。

2 油罐内防腐措施

考虑成本与效益以及耐用性,目前油罐内的防腐措施主要有以下几种:

(1)选耐腐蚀的钢板制作油罐

一般情况下,钢材含碳量越高耐腐蚀性越差,硫、磷含量越多腐蚀速度越快,添加锰可以降低腐蚀速度。因此,在油罐钢板选择时,要选择碳、硫、磷含量在国际规范内的碳钢,同时可选择含锰钢以降低油罐的腐蚀速度。另外,还要注意金相组织结构,材质匀称。

(2)增加钢板的厚度

对新拟建的油罐,设计时适当考虑在易腐蚀处增加钢板厚度(一般不允许超过原厚度的20%),以增强钢板抗腐蚀性。对正在使用的油罐,检修时,在原钢板减薄处贴补钢板。2004年6月曾在G202罐底五处腐蚀较重处堆焊,另外,在两处穿孔处(距罐壁1100 mm检尺落锤处和距罐壁400 mm靠近进油阀处)用4 mm 厚钢板进行贴补,使用效果良好。2010年4月对G204罐罐底渗漏也如法炮制。

(3)涂料种类和施工工艺的选择

采用耐腐蚀的涂料作油罐表面涂层保护是一种比较有效的油罐防腐措施,被广泛采用。选用良好耐腐蚀性的涂料,也可与阴极保护、金属喷涂等配合使用,以获取最佳的防腐效果。同时,油罐内壁必须使用导静电涂料,以避免油品静电火灾事故。根据GB 6950-2001《轻质油品安全静止电导率》要求,油品贮罐导静电涂料的表面电阻率应为105 Ω<ps<108 Ω[2]。

目前用于油罐内壁涂装的导静电涂料按导电介质来分类,可大致分为三类,其性能特点见表4。

202罐1998年建成,罐底内表面及内壁下部1500 mm高度范围内,涂H 99-1型耐油抗静电涂料,导电介质为石墨。目前,大多数导静电涂料导电介质仍然是石墨,虽然罐内壁经过仔细的表面喷砂处理,而且工艺上分先后四次涂刷,涂刷后漆膜厚度达200 μm,但是石墨导电介质的特性决定其防腐特性并不理想。202罐在2004年6月出现罐底穿孔。2006年10月,因为该油罐液位计更型改造,清罐后采用油罐抗静电专用漆聚氨酯导电漆(底漆)2道、聚氨酯导电漆(面漆)2道做罐底内防腐(导电介质为锌粉)。防腐效果目前看来较好。

近些年,由于涂料生产技术的更新与改进,市场上涂料的导电介质逐渐采用锌粉或云母粉,如无机富锌、环氧云母等,防腐蚀效果和导静电性能普遍提高。

另外,油罐底部采取阴极保护也是一种具有良好效果的防腐措施。

(4)加强检查和日常巡检

09年2月G205、G206拱顶罐罐顶腐蚀情况,为巡检发现。G205罐的穿孔部位处于罐顶边缘,且远离罐顶平台。日常检尺、维修等一般不会常到该处。2009年4月,也是巡检发现G204罐罐底基础渗水,仔细观察数日,水量不多,但持续渗水。清罐检查,罐底腐蚀穿孔。所以日常巡检一定要仔细、全面,碰到异常现象要深入思考研究。

(5)发现问题,及时有效处理

针对G205、G205拱顶罐的罐顶顶板腐蚀位置分散,大面积减薄、多处腐蚀严重的情况下,对其局部补焊、贴补已经没有意义。09年3月,对G205、G206拱顶罐进行了整个油罐拱顶更换处理。罐顶在场外预制,并经喷砂除锈、油漆防腐处理后,割除旧顶板,对新顶板进行校正、组装,再整体除锈防腐处理。

3 罐内防腐施工工艺

防腐质量的好坏,不仅取决于防腐措施的选择,关键还在于钢板的除锈工艺和涂料的施工工艺。

在喷涂前,对要做防腐的表面必须进行全方位喷砂除锈处理。其次,选择适宜的气候和时间对罐内防腐的刷涂很重要。再次,涂装环境最好选择温度在5～35 ℃,空气相对湿度不大于80%的时候刷涂,防腐效果会比较佳。最后,在时效上,表面处理后6小时内必须涂装底漆, 涂好后,要采取适当遮蔽措施,防止灰尘及雨水落在未干漆面上。

施工方式上,有刷涂法、辊涂法、空气喷涂法、无空气喷涂法等,但不管何种方法,每一道漆膜都要达到一定的厚度,每一道油漆都必须遵循规定的施工间隔,万一超出最长覆涂间隔,必须将表面进行打毛处理后再涂漆,这样才能保证应有的效果。涂最后一道油漆后要等涂料完全固化后,油罐才能投入使用。

刷好后,必须对涂层进行细致地检查。可采用,目测、涂层测厚仪测、涂料电阻率测定仪测。每一种检测,测点的选择都要注意分布的均匀性和代表性,发现有不符合要求的项目,立即按照要求进行整改,以达到技术要求。

4 结 论

性能良好的钢材和防腐材料,合理的钢板除锈工艺和涂料施工工艺,仔细巡检,精心操作,才是油罐安全运行的保证。

摘要：针对油罐储运时内壁的实际腐蚀情况,本文通过对油罐沉积水的化学分析结果为依据,推断罐底的内腐蚀发生过程和形成的电化学原因分析,总结了油罐内腐蚀的影响因素,提出了防止油罐内腐蚀的方法及有效施工工艺。

关键词：油罐,内腐蚀,罐底,罐顶,防腐措施

参考文献

[1]杨占品,赵庆华,范传宝,等.钢质储油罐底板腐蚀调查与分析[J].油气储运,2003(4):25.

[2]国家质监总局.GB6950-2001轻质油品安全静止电导率[S].北京:中国标准出版社,2001.

原油储罐的腐蚀与防护 第10篇

一、中集站原油储罐腐蚀现状

长庆油田第二采油厂中集站地处甘肃省庆城县马岭镇, 原油储罐为钢制拱顶罐, 这种储罐在油品贮藏中应用极为广泛。使用过程中, 储罐罐顶、罐壁、罐底经常受内、外环境介质的腐蚀, 尤其是罐底的腐蚀最为严重, 给储罐的安全运行带来严重威胁。

中集站共有原油储罐10座, 其中1#, 2#为沉降罐, 3#～8#为储油罐, 9#, 10#为单量罐, 容量最大的有10 000 m3, 最小的有2 000 m3, 储存介质全部为原油, 罐外设有保温层。除1#, 2#沉降罐建造于近几年外, 其他的储油罐大都建造于1998～1999年, 尤其是7#, 8#储罐已投用了16年, 使用时间较长。2003年, 7#, 8#储罐因罐顶腐蚀严重, 对罐顶进行了更换, 罐底进行了补焊, 罐体重新防腐、保温。2008年对5#储罐罐底进行了补焊。目前对6#储罐进行清罐, 补焊已经破损泄漏的加热蒸汽盘管。根据这些情况, 从长远的经济效益看, 采取有效的防护措施, 解决好储油罐的防腐蚀问题, 是延长储油罐使用寿命的一条重要途径。

二、原油储罐腐蚀原因分析和腐蚀机理

1. 腐蚀原因分析。

原油储罐腐蚀主要是原油中含有的环烷酸、无机盐、硫化物以及微生物等对钢铁造成的腐蚀。腐蚀严重的部位是罐底水相部分, 其次是加热盘管, 严重者3～4年就穿孔破坏。腐蚀特征是产生斑点、坑蚀甚至穿孔, 腐蚀率高达0.2～0.4 mm/a。不同部位的腐蚀速率见表1。

(1) 罐壁与罐顶内腐蚀, 是由于原油中挥发的酸性气体H2S、HCl, 外加通过呼吸气阀进入罐内的H2O, O2, CO2, SO2等腐蚀气体在储罐上凝结成酸性溶液, 导致化学腐蚀。

(2) 罐底内腐蚀, 其腐蚀形貌为点蚀, 主要原因是罐底积聚了酸性沉淀, 酸性水中因含有大量的富氧离子, 成为较强的电解质溶液, 产生化学腐蚀;加上原油中固体杂质和储罐腐蚀产物大量沉积于罐底, 它们与储罐罐底有不同的电极电位, 这就形成了腐蚀电池, 产生了电化学腐蚀。

(3) 罐壁与罐底外腐蚀, 是由于大部分原油罐的使用年限较长, 保温层剥落严重, 雨水顺着剥落部分进入储罐壁和保温层夹缝中, 罐地基也随着时间的推移出现不同程度的下沉和裂缝, 从而导致罐底板和地基之间渗入雨水或地下水。罐底的这部分水因长期外露, 在自然条件的作用下不断蒸发浓缩, 形成腐蚀性水溶液。这样, 储罐的罐底和罐壁将同时产生外腐蚀。

2. 腐蚀机理。

储罐的腐蚀表明, 腐蚀主要表现为电化学腐蚀。其中, 发生在罐壁和罐顶的腐蚀主要表现为均匀腐蚀, 发生在罐底的腐蚀局部电化学腐蚀。其腐蚀机理为:

而Cl-能穿过硫化物氧化皮表面, 使腐蚀处形成一个强酸区, 从而加速金属溶解, 形成坑蚀, 并不断加深。

油罐外壁由于雨水沉积, 在大气环境中构成电化学腐蚀环境, 发生溶解反应:

阳极反应:FeFe2++2e-。 (5)

阴极反应:O2+2H2O+4e4OH-。 (6)

总反应:2Fe+2H2O+O22Fe (OH) 2。 (7)

Fe (OH) 2在大气中转化为三氧化二铁或四氧化三铁, 形成疏松的氧化层。在锈层表面, 空气中的氧与水不断进行阴极反应;而在锈层与金属的结合面, 则不断进行阳极反应。这种氧浓差引起的大阴极、小阳极反应, 由于Cl-的存在, 反应进行得相当快, 从而形成局部腐蚀坑, 最终导致穿孔。

三、原油储罐的防护方法

1. 正确选择防护涂料。

目前, 在原油储罐中选用SY–93环氧导静电油罐防腐涂料为最佳选择。因为该涂料是以环氧改性树脂为成膜物质, 加入导静电的微粒、助剂、促进剂、固化剂组成的双组分涂料, 常温固化施工方便。同时, 它附着力强, 漆膜坚硬光滑, 抗冲击耐磨, 导电, 耐各种油、海水、污水以及耐酸碱盐溶液, 能够满足油罐防腐需要。该涂料配方详见表2。

2. 油罐内壁的防护方法。

油罐内壁防护可采用涂料、阴极保护或涂料–阴极保护相结合的办法。考虑到费用问题, 国内目前主要采用内壁涂料。

3. 油罐外壁的防护方法。

油罐外壁的防护以防腐和隔热为目的。因为油罐内部温度过高, 不但油品挥发损失大, 会对环境不利。同时, 罐内壁的腐蚀程度也会加重。

4. 罐底的防护方法。

罐底的防护可采用涂料防护、电化学防护或涂料防护与电化学防护相结合的办法。涂料防护与电化学防护并用是最为理想的防护措施。电化学防护可以采用区域性阴极保护法, 阴极保护一般采用压制带状阳极在罐底环状布置和罐壁下端均匀分布作牺牲阳极。

5. 定期清罐。

储罐投用时间长, 罐底泥沙、杂质沉降多, 加剧罐底腐蚀。应根据工艺管理规定和库区储运现状, 定期清理罐底沉降物, 减弱罐底腐蚀。

6. 加强检测和脱水。

催化装置设备腐蚀与防护 第11篇

关键词：腐蚀,材质,防护

随着加工高含硫原油的增多, 渣油加氢装置催化剂运行到末期, 活性降低, 催化装置的原料硫含量逐渐升高 (图1) , 加剧了装置设备的腐蚀。当年对装置的设备腐蚀情况进行调查, 与前几次调查结果相对比, 发现设备腐蚀速率明显加快。主要原因是这些系统中存在着H2S、SOx等腐蚀物, 在不同的环境因素作用下, 引起各种不同类型的腐蚀[1]。

1 反应再生系统设备的腐蚀与防护

1.1 腐蚀情况调查

反应再生系统由于流动的催化剂不断冲刷内构件的表面, 使内构件大面积减薄, 甚至局部穿孔、脱落。过厚的衬里层往往会导致器壁外表面温度低于烟气的露点腐蚀温度, 烟气中的酸性气体在器壁冷凝成酸性溶液, 造成器壁腐蚀和开裂。鉴于这种情况, 大修后在裂纹较多的二再和二再三旋器壁等部位覆盖了高温状况下自动脱落型保温涂层, 经过一年多使用情况来看, 本周期上述部位没有发现新增裂纹。本次大修发现问题主要有:一再主风管支管损坏, 主风分布管磨损严重, 沉降器下部龟甲网耐磨层部分与器壁脱离。

本装置设计一再为贫氧操作, 氧含量约为0.5%, 二再为富氧操作, 氧含量约为8%, 因此一再烟气露点腐蚀温度较低, 约为70℃, 二再烟气露点腐蚀温度较高, 约为145℃。反再系统各器壁外表面测点及温度见图2、表2。

由表2可以看出, 二再及后部烟气系统壁温大多处于露点腐蚀温度以下, 因此这部分系统露点腐蚀较为严重, 装置大修时对再生系统进行了全面的检查, MT检查未发现缺陷, UT检查结果如表3。由于一再及一再三旋系统贫氧操作, 烟气露点腐蚀温度低于外壁温度, 故一再及三旋未采取任何措施。二再及三旋系统富氧操作, 烟气露点腐蚀温度高于器壁温度, 采用可脱落式外壁保温措施, 将二再及三旋外壁温度提高至200℃左右, 高于烟气露点腐蚀温度, 次年装置大修MT检查未见缺陷, UT检查结果如表3。

从实践来看, 再生器外壁采取贴保温来提高器壁温度的措施, 对防止露点腐蚀是非常有效的。

1.2 腐蚀原因分析及防护

1.2.1 高温气体腐蚀及防护

发生高温气体腐蚀的部位, 主要是再生器至烟囱之间与烟气接触的设备和构件。催化剂再生过程中, 为了使焦碳尽可能完全燃烧, 往往使空气的供给量过剩和使用助燃剂, 提高了烟气中NOx和SO3的含量, 加剧了设备的高温气体腐蚀。在高温条件下, 空气中的氧和氧化铁在器壁表面形成结构疏松、极易脱落的Fe O, 使材质处在氧化状态。

对高温烟气的腐蚀主要的防护措施是采用非金属衬里和耐蚀金属材料, 在反应再生系统和烟道系统采用了既隔热又耐磨的非金属衬里材料, 分双层衬里和单层衬里两种结构[3], 衬里厚度在100~150mm。根据反应再生温度条件, 又采用了耐热耐磨金属材料, 考虑到经济合理性, 本装置沉降器、第一、第二再生器, 一二再三旋等均采用16Mn R材料。

1.2.2 催化剂引起的冲刷和磨蚀

随着反应油气和再生烟气流动, 催化剂不断冲刷与之接触的设备或内构件表面, 使设备或内构件大面积减薄, 而且随着耐高温催化剂的应用, 催化剂再生温度提高, 流速加快, 催化剂对设备构件的冲刷和磨蚀更加剧烈, 装置第一再生器内的主风分布管支管祼露在催化剂氛围中, 空气将催化剂鼓起呈“沸腾”状态, 不断冲刷和磨蚀设备表面造成损坏和脱落[3]。因此对于再生器内的主风分布管支管、翼阀、料腿等受冲刷严重的地方可考虑覆盖耐磨衬里材料。

2 分馏系统的腐蚀和防护

2.1 腐蚀情况调查

重油催化裂化分馏系统的腐蚀部位主要集中在分馏塔的下部和顶部这两端, 但是, 本次调查发现, 除了T3201和T1202内表面及内构件表面有轻微腐蚀和附锈外, 其余塔和容器没有发生明显腐蚀, 测厚结果显示也没有明显减薄, 塔壁及内构件完好。腐蚀较为严重的是冷换设备, 如产品油浆冷却器E1218, 见图4。

2.2 腐蚀原因分析及防护

2.2.1 高温硫引起的腐蚀及防护

高温硫化氢的腐蚀机理为化学腐蚀:

在温度为400℃左右, 发生如下反应:

高温硫的腐蚀在开始是时速度很快, 一段时间后由于Fe S保护膜的生成, 速度会恒定下来。

2.2.2 循环水的腐蚀及防护

装置水冷设备侧垢物较多, 垢下腐蚀主要发生在冷换设备循环水侧的管束、封头、管板, 特别是壳程走循环水的管束, 如产品油浆冷却器E1218A~D, 由于循环水在壳程流速较慢, 造成管隙积聚泥垢, 垢下腐蚀严重, 点蚀坑深1~1.5mm, 管束报废。针对垢下腐蚀严重问题, 可做好如下几方面的工作:

(1) 在装置总回水出口选择一处监测点, 定期监测装置循环水回水的油含量等指标;

(2) 加大循环水处理设备的维护, 提高旁滤水在循环水中的比例和旁滤水的质量。

(3) 根据循环水的监测情况, 合理投加水处理药剂。

3 吸收稳定、产品精制系统的腐蚀与防护

3.1 腐蚀情况调查

该系统的容器、管线、塔类等设备没有发现明显减薄部位, 除了少数容器底部堆积有少量油泥, 个别器壁内有一层锈垢外, 其余基本完好。腐蚀较为严重的还是冷换设备部分, 特别是H2S-HCH-H2O型的腐蚀较为严重。吸收塔E3205AB管束材质为10#钢, 水冷涂层基本完好, 管口有少量缺口, 封头和筒体有许多油泥, 封头内挡板有坑蚀, 管隙被油泥和腐蚀垢物堵塞, 管束严重腐蚀。

吸收稳定、产品精制系统的腐蚀, 主要是H2S-HCH-H2O型的腐蚀。针对H2S-HCH-H2O腐蚀较严重的管束, 应采取材质升级的防护措施, 如换成12Cr ALMo V, 配用317焊条, 焊后750℃热处理等。

为了做好设备防腐蚀工作, 必须弄清设备易腐蚀部位及腐蚀原因。通过对本装置腐蚀调查, 分析腐蚀机理, 采取工艺防腐蚀和材料防腐蚀相结合的方法, 对腐蚀严重的部位采取有效的预防措施和监测手段, 防止因腐蚀导致设备损坏, 发生事故, 为装置长周期安全生产提供了保证。

参考文献

[1]侯祥麟.中国炼油技术第二版[M].北京:中国石化出版社, 2001:116-122

[2]石油化工装置设备腐蚀与防护手册.中国石油化工设备管协会设备防腐专业组编著[J].中国石化出版社, 1996, (3)