泵的腐蝕與防護

泵的腐蝕與防護

我們常見(jiàn)的水泵知識大家或許清楚，可能您還不了解泵的腐蝕與防護，接下來(lái)由小編給大家介紹一下泵的腐蝕與防護的技術(shù)知識吧！

在石油化工生產(chǎn)中，泵輸送的液體種類(lèi)很多，液體的性質(zhì)和泵的操作條件也是千差萬(wàn)別的，如液體的溫度可高達幾百度，壓力可達幾十兆帕，有的介質(zhì)呈酸性，有的介質(zhì)呈堿性?有的介質(zhì)腐蝕性強，有的介質(zhì)腐蝕性弱等。為了滿(mǎn)足以上要求，除了采用不同類(lèi)型的泵以外，還要了解不同的液體在各種條件下對金屬材料的腐蝕情況，從而針對不同的液體來(lái)選擇合適的耐腐蝕泵用于各類(lèi)化工生產(chǎn)工藝流程中去，并且采取相應的防腐措施以延長(cháng)泵的使用壽命，這也是石油化工用泵的一個(gè)非常重要的問(wèn)題。

多數泵是由金屬材料制造的，金屬材料腐蝕的規律比較復雜，不同的材料在同一種介質(zhì)中的腐蝕情況各不相同，同一種材料在不同介質(zhì)中的腐蝕情況也大相徑庭，比如碳鋼在稀硫酸中腐蝕速度很快，但在濃硫酸中卻相當穩定；普通的18-8型奧氏體不銹鋼能耐硝酸、冷磷酸、許多鹽類(lèi)及堿溶液、水和蒸汽、石油產(chǎn)品等化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，但是對硫酸、鹽酸、氫氟酸、鹵素、草酸等的化學(xué)穩定性比較差；鋁在稀硫酸和發(fā)煙硫酸中穩定，在中等和高濃度的硫酸中卻不穩定。

因此，必須首先了解金屬腐蝕的原因和種類(lèi)，才能針對特定的化工物料，正確選用合適的耐腐蝕泵并采取合理的防腐措施。

(一）腐蝕的基本概念

材料（通常是指金屬材料）或材料的性質(zhì)由于與它所處的環(huán)境發(fā)生反應而惡化變質(zhì)，稱(chēng)為腐蝕。它包括三個(gè)方面的研究?jì)热?，即材料、環(huán)境及反應的種類(lèi)。

1. 材料

材料包括金屬材料、非金屬材料及材料的性質(zhì)，是腐蝕發(fā)生的內因。

2. 環(huán)境

環(huán)境是腐蝕發(fā)生的外部條件，任何材料在使用過(guò)程中總是處于特定的環(huán)境中，對腐蝕起作用的環(huán)境因素主要有介質(zhì)的成分、濃度、溫度、流速和壓力等。

3. 反應的種類(lèi)

腐蝕是材料與環(huán)境發(fā)生反應的結果。金屬材料與環(huán)境通常發(fā)生化學(xué)反應或電化學(xué)反應，非金屬材料與環(huán)境則會(huì )發(fā)生溶脹、溶解、老化等反應。

(二）腐蝕的類(lèi)型及機理

1.按腐蝕的機理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類(lèi)

化學(xué)腐蝕是指金屬與干燥的氣體或非電解質(zhì)溶液產(chǎn)生化學(xué)作用而引起的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕通常為干腐蝕，腐蝕速度相對較小。如碳鋼在鑄造、鍛造、熱處理過(guò)程中發(fā)生的高溫氧化以及鋁在無(wú)水乙醇中的腐蝕等均屬于此類(lèi)腐蝕。實(shí)際上單純的化學(xué)腐蝕是相當少的，一些干燥介質(zhì)中如混人水分常會(huì )由化學(xué)腐蝕轉化為電化學(xué)腐蝕。

電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應而產(chǎn)生的破壞，反應過(guò)程均包括陽(yáng)極反應和陰極反應兩個(gè)過(guò)程，腐蝕過(guò)程中伴有電流的流動(dòng)，即電子和離子的運動(dòng)。金屬在酸、堿、鹽等化學(xué)溶液和土壤、海水、潮濕的大氣中的腐蝕均屬于此類(lèi)腐蝕。通常情況下，電化學(xué)腐蝕要比化學(xué)腐蝕強烈得多，金屬的腐蝕破壞大多數也是由電化學(xué)腐蝕引起的。

不同金屬在電解質(zhì)溶液中的電位不同，它們之間會(huì )產(chǎn)生電位差；同一金屬由于本身組織不均勻在電解質(zhì)溶液中也有可能產(chǎn)生電位差；同一金屬在電解質(zhì)溶液中所處的環(huán)境條件有差別（如濃度、溫度和應力差別等）也會(huì )產(chǎn)生電位差。而在酸、堿、鹽等電解質(zhì)

溶液中都存在著(zhù)帶正電荷的陽(yáng)離子和帶負電荷的陰離子，電位差成了電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)的推動(dòng)力，離子移動(dòng)到電極上得失電子的同時(shí)便會(huì )產(chǎn)生金屬的腐蝕，并同時(shí)產(chǎn)生電流。因此，電化學(xué)腐蝕是由于金屬發(fā)生腐蝕電池作用引起的。如果將兩種電位不同的金屬（如銅和鋅）用導線(xiàn)連接起來(lái)，放在電解質(zhì)溶液（如?。?SO4溶液）中,這樣就構成了導電回路，回路中的電子將從低電位的鋅流向高電位的銅，電子的移動(dòng)產(chǎn)生電流，形成腐蝕電池。鋅不斷失去電子，變?yōu)殇\離子進(jìn)人溶液，鋅電極成為腐蝕電池的極，出現腐蝕；銅電極成為腐蝕電池的陰極而被保護，溶液中的H＋不斷移動(dòng)到銅電極上得到電子而析出H2。

在某些腐蝕性介質(zhì)特別是強氧化劑如硝酸、氯酸、重鉻酸鉀、高錳酸鉀等中，隨著(zhù)電化學(xué)腐蝕的進(jìn)行，在陽(yáng)極金屬的表面會(huì )逐漸形成一層保護膜，從而使陽(yáng)極的溶解受到阻滯而終止腐蝕，這種現象稱(chēng)為鈍化，這層保護膜稱(chēng)為鈍化膜。在生產(chǎn)實(shí)踐中，鈍化現象可以用來(lái)保護金屬。

2.按腐蝕的破壞特征，可分為全面腐蝕和局部腐蝕

全面腐蝕也稱(chēng)為均勻腐蝕，它的特點(diǎn)是腐蝕均勻地發(fā)生在整個(gè)金屬的表面，腐蝕的結果是設備壁厚的均勻減薄。全面腐蝕容易被發(fā)現和測量，因此這種臠蝕的危險性較小，只要在泵的設計時(shí)考慮足夠的腐蝕裕量就可以保證泵的機械強度和*吏用壽命。

局部腐蝕又稱(chēng)為非均勻腐蝕，它的特點(diǎn)是腐蝕集中在金屬表面的一定區域，而其他區域不腐蝕或腐蝕很輕微。這類(lèi)腐蝕又包括區域腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞和空泡腐蝕等。

點(diǎn)腐蝕是由局部電作用引起的，腐蝕從金屬表面開(kāi)始，最后產(chǎn)生凹坑，凹坑可能會(huì )被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，結成瘤狀形的硬疤，疤的下面就是一個(gè)點(diǎn)蝕坑。點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在金屬表面上有停滯或緩慢流動(dòng)介質(zhì)的區域。

晶間腐蝕先從金屬表面晶粒之間的邊緣開(kāi)始，腐蝕介質(zhì)逐步滲人到金屬的深處，破壞了金屬晶粒之間的結合力，在金屬表面不會(huì )留下宏觀(guān)的跡象，從表面不易發(fā)現，但金屬材料的強度和塑性幾乎完全喪失，只要在很小的外力作用下就可能破壞。比如，不銹鋼經(jīng)過(guò)嚴重晶間腐蝕后，表面看起來(lái)仍十分光滑，但只要用錘輕輕敲擊，它就會(huì )碎成粉末。由于設備在工作過(guò)程中晶間腐蝕不容易被發(fā)現，所以它是一種危險性比較大的腐蝕破壞形式。

應力腐蝕是指拉應力和腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用而引起的金屬腐蝕破裂，應力和腐蝕是相互促進(jìn)的。一方面腐蝕使金屬有效截面積減小和表面形成缺口產(chǎn)生應力集中，另一方面應力的增大使材料產(chǎn)生大的變形又加速了腐蝕的進(jìn)展，使表面缺口向深處擴展，往往在沒(méi)有任何預兆的情況下導致設備的破壞，因此應力腐蝕破裂也是一種很危險的腐蝕損壞。

腐蝕疲勞又稱(chēng)疲勞腐蝕，是指金屬材料或結構在交變載荷和腐蝕介質(zhì)共同作用下引起的疲勞強度或疲勞壽命降低的現象。材料在長(cháng)時(shí)間的交變載荷作用下，應力值達到或超過(guò)材私的疲勞極限時(shí)就會(huì )使金屬表面產(chǎn)生微小裂紋，腐蝕介質(zhì)進(jìn)人微裂紋加速了裂紋向深處擴展:最后可能造成金屬構件突然斷裂，從宏觀(guān)上看，斷口有兩個(gè)明顯不同的區域：一是腐蝕疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展區，二是截面嶄新的最后斷裂區。在石油化工生產(chǎn)行業(yè)的設備當中，泵轱等均有可能發(fā)生腐蝕疲勞。