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浅淡化工设备的腐蚀与防腐措施

文档作者：常亚娜，胡德昆王鑫文档来源： 1.山东省济宁市化工设计院 2.山东省济宁市化工设计院 3.山东省济宁中银电化有限公司		点击数：	更新时间： 2021年11月02日
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化 工 设 计 通 讯 工艺与设备
Chemical Engineering Design Communications Technology and Equipment
·97·
第42卷第5期
2016年5月
1 化工设备产生腐蚀的化学机理
1.1 电化学腐蚀机理
金属容易出现电化学腐蚀，关键是因为金属其表层和离子
型的导电介质形成一连串的电化学作用，从而破坏了金属的
表面。电化学腐蚀，最少包含一个阳极反应与阴极反应，同
时，也会经过金属内部的电子流与在介质中的离子流产生交
换。氧化的一个经过就是阳极反应，是从金属中转离出来的
金属离子，到介质中，同时发出相关的电子，出现化学价的
变化，然后电子和质子中的离子结合。还原反应则是阴极反应，
是介质中的氧化剂构成经过吸收阳极的电子而出现还原反应。
因为电化学腐蚀不会对外做功的电子流，都会在腐蚀的电池
内部消耗点，因此电化学腐蚀会使腐蚀速度渐渐的加快。
1.2 工业大气腐蚀机理
化工厂大部分位于重工业比较集中的位置，一般空气受
到很严重的工业废气污染，大气环境中含有浓度非常高的二
氧化硫、二氧化碳和硫化氢气体与各类酸性雾气在空气的相
对湿度达到必然程度的时候，空气中的水分会与这些腐蚀性
气体结合产生无机酸。长时间处于这种环境之中的化工机械
的钢铁部件，金属表面与空气中的酸雾接触会出现化学反应，
最后造成钢铁部件的损坏。
2 化工设备的防腐措施
2.1 选择科学的化工设备材质
化工设备的材质直接影响着化工设备的运行功能，选择
科学的化工设备材质，不但能够把化工设备的抗腐蚀功能提
高，还可以节省化工设备的维护成本，能够使化工设备的使
用寿命、可靠性与稳定性极大地延长，所以化工行业要留意
选择科学的化工设备材质。在化工设备制造的过程中，第一
要充分思考多种非金属与金属材质的抗腐蚀功能，联合化工
设备的运行环境，选择合理的材质，避开化工设备在应用过
程中发生的几种极限功能力学值，像化工设备的应变应力与
弯曲应力的极限值，使化工设备加工制造的经济功能与工艺
功能提高，把化工行业的安全稳定性提高。
2.2 有效隔离腐蚀介质
为了防止有外在腐蚀问题发生于化工设备中，化工设备
与腐蚀介质就需要有效隔离。通常状况下，常常用到的方法
是把油漆涂抹应用于化工设备的表面，便于充分施展防护功
能。环氧树脂、酚醛树脂等都是很先进的油漆涂料。在涂抹
防护层以前，需要充分了解化工的材质、应用状况等，还需
要把设备功能、老化和防护层的耐腐蚀能力等原因充分纳入
考虑区域。另外，为了有效隔离，也能够把金属覆盖层制作
于化工设备的表面，这种形式能够有效地应对化学物质的腐
蚀，在化工设备表面所涂抹的金属漆常常具有相对好的耐腐
蚀功能，或者是把其制成合理的形状，便于焊接在母材的表面。
母材由于材料属性的约束，要求比较低的电位，那么覆盖以后，
就需要把腐蚀保护设备作为阳极，在电流持续升高的过程中，
会使腐蚀电流持续降低，便于有效控制腐蚀率，提高防腐效果。
2.3 防腐涂料的准确应用
防腐涂料通常由惰性物质和化学惰性的粘接剂、固化剂等
构成，和化学介质不发生反应，当其在化工设备表面涂覆之
后就会在设备构造材料和化学反应介质之间产生有效的阻隔，
同时由防腐涂料固化后产生的漆膜具备较高的电极电位，对
金属物质产生了阴极保护，能避免腐蚀电流的形成，所以避
免或延缓了化学腐蚀与电化学腐蚀的出现。同时需要留意的
是，各个生产工艺条件有非常大的差异，在选取防腐涂料时
要依据工艺特征与不一样的介质性质实施合理的运算后优选
出最好的防腐涂料。涂覆时既要确保防腐涂层的平均与致密，
同时还要确保产生的涂层可以和构造产生牢固的粘接，如果
使用刷涂的工艺，则严禁前后两次互相垂直涂刷，而要确保
后次涂刷一定要覆盖前次涂刷的缝隙处，从而确保涂层对化
工设备的完全包裹。
2.4 工作人员的防腐工作意识要进一步加强与提高
机械设备的防腐想要全面提高，一定要进一步加强与提
升工作人员的防腐工作意识。在进一步加强石化单位的管理
人员、项目人员注重企业生产发展的同时，还需要高度注重
机械设备的防腐意识，主动构建相关的机制。在实施正常的
生产安排与生产指导的同时，企业要增强对机械设备防腐工
作的落实、安排和检验。一方面，从思想意识方面把全体职
工的防腐意义提高，特别是企业的领导者，更需要注重机械
防腐问题，使企业上下的防腐工作意识进一步加强；另一方
面真正贯彻落实防腐工作，把组织上的落实与执行做好，贯
彻到企业生产经营的整个过程，只有两方面一起努力，齐抓
共管，真正做到“预防为主、防治结合”，在源头上消灭设备
腐蚀。
3 结束语
现代经济的高速发展，也和化工生产息息相关，而化工
生产过程中的问题一定要受到高度关注，而且快速解决。化
工设备的防腐是一个非常现实的问题。所以要求化工设备一
定要具有相对强的防腐蚀功能，增强化工设备防腐的方法有
（下转第102 页）
摘　要：机械设备的腐蚀不但关系到设备的正常运行与设备的应用寿命，并且也存在着非常大的安全问题，导致严重的环
境污染。所以在制造化工设备时就一定要使用切实有效的防腐方法，以使腐蚀的发生延缓或者防止，从而使化工设备的应用寿
命延长，推动安全生产。
关键词：化工设备；腐蚀；防腐措施
中图分类号：TQ050.9　　文献标志码：B　　文章编号：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
浅淡化工设备的腐蚀与防腐措施
常亚娜，胡德昆，王　鑫
（1.山东省济宁市化工设计院，山东济宁 272007；2.山东省济宁市化工设计院，山东济宁 272007；
3.山东省济宁中银电化有限公司，山东济宁 272000）
收稿日期：2016–04–28
作者简介： 常亚娜（1979—），女，山东济宁人，工程师，主要从事
化工设计工作。
工艺与设备化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment Chemical Engineering Design Communications
·102·
第42卷第5期
2016年5月
装置的维护及检测展开了论述。随着近些年来我国电力事业
的快速发展，对于热能动力工程来说，在发电工程中热能动
力设计是其中的重要环节，也是具有挑战性的工作，对于动
力工程的质量提高具有重要作用。作为社会发展中的核心支
柱，对于国民经济的发展做出了推进作用，为使热力动力装
置在社会经济的发展中发挥重要作用，需要保证电力事业的
快速发展，对新方法进行探索。
参考文献
[1] 王少波. 对新形势下电厂热能动力装置的维护及检测分析[J]. 信息
化建设，2016，（2）：205-206 ；208.
[2] 李炜. 基于火力发电厂热能动力装置的检测与维护分析[J]. 科技创
新与应用，2015，（31）：122.
[3] 白韡. 火力发电厂热能动力装置的检测与维护探讨[J]. 科技与企业，
2015，（18）：207.
（上接第98页）
λI——导热系数，计算式为：
Tr
=（T
I+273）（/ 491.3×S3+430.2×S2+154.2×O2+123.9×N2）
（7）
式中，T
I——流体平均温度，℃
S3、S2、O2、N2——流体成分，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——换热管外径，m ；
当雷诺准数R eI<10 000 时，管内给热系数采用下式计算
（单位 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 ——系数，缩放管换热管 0.202 ；钢光管换热管
0.135 ；
L ——换热管长度，m。
3.2 管隙给热系数
管隙给热系数采用精确流路分析法进行计算，分筒体给
热系数和大管孔导流板处给热系数。
3.2.1 筒体给热系数
筒体给热系数，首先计算雷诺准数。当雷诺准数Re3>10 000
时，按下式计算（单位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——流体流经筒体的当量直径，m
计算式为：D 2=（D
s
^2 －D 0
^2*N 0）^0.5 （14）
式中，N 0——换热管数；
（L 1/5）^0.8 ——管隙流体进出口端校正系数；
式中，L 1——单台换热器的换热管在筒体内的长度，L 1 为
换热管长L 减去上下管板厚度、再减去0.01，m。
当雷诺准数R e2<10 000时，按下式计算（单位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 大管孔导流板处给热系数
大管孔导流板处给热系数，当雷诺准数R e3>10000 时，按
下式计算（单位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——流体流经大管孔导流板处的当量直径，m ；
计算式为：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——大孔直径，m ；
Ds
——外壳内径，m ；
B B——大管孔导流板块数
（1 －F Y/F B）^0.5——大管孔导流板圆周与壳内壁的漏流系
数；
式中，F Y——大管孔导流板圆周与壳内壁的漏流面积，
m2 ；
F B——大管孔导流板处总流道面积，m2
当雷诺准数R e3<10 000 时，按下式计算（单位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 管隙给热系数
管隙给热系数为：
α 0=α 2+α 3
3.3 传热系数
传热系数：
K =1/（1/α 1+1/α 0+Z ） （19）
式中，Z ——污垢系数，0.005~0.015
4 大管孔导流板换热器压力降的计算
在工艺计算得出换热器的管内外流体成分、流量、压力、
温度、换热量、平均分子量、平均重度，并进行大管孔导流
板换热器计算后，进行压力降的计算。
4.1 管内压力降
管内压力降的计算采用下式（单位 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——管内流体平均重度，kg/m3
4.2 管隙压力降
4.2.1 筒体压力降（单位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——管隙流体平均重度，kg/m3
4.2.2 大管孔导流板处压力降（单位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 进出管口处压力降（单位Pa）
pC=2×G 3
^2/（2×9.806 5*O 0））×9.806 5 （23）
4.2.4 管隙压力降
pO=pA+pB+pC
（24）
4.3 总压力降
总压力降为管内压力降和管隙压力降之和：
p=pI+p0 （25）
参考文献
[1] 南京化学工业（集团）公司设计院编写. 硫酸工艺设计手册[M].
物化数据篇. 化工部硫酸工业信息站出版，1990.
[2] 南京化学工业（集团）公司设计院编写. 硫酸工艺设计手册[M].
工艺计算篇. 化工部硫酸工业信息站出版，1994.
（上接第97页）
很多，现实工作中需要依据详细设备的工艺特征选择合理的
技术方法，并加强施工人员的管理，严格把关，以提高化工
设备的安全性。
参考文献
[1] 戚敏华. 浅谈化工设备的防腐防护工作[J]. 中国石油和化工标准与
质量，2013（8）：31.

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