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化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施
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化工设备的腐蚀与预防腐蚀措施
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【摘要】随着经济的发展，对化工产品的需求不断增
加，越来越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对
化工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成
损失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和
防腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保
证。
【关键词】化工设备；腐蚀；防腐蚀
随着经济的发展，对化工产品的需求不断增加，越来
越多生产设备的运行超出设计能力，因而目前对全球的化
工企业而言，防止工艺设备因受到腐蚀发生故障而造成损
失已成为迫在眉睫的问题。许多专家认为，材料保护和防
腐措施是降低维护费用和使工厂安全稳定运行的重要保
证。
腐蚀破坏到处可见，腐蚀事故频频发生，这除了因腐
蚀本身所具有的自发性质外，很大程度上是因为人们对腐
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蚀的危害性估计不足，对腐蚀防护的重要意义认识不深，
对腐蚀与防护科学缺乏应有的知识，没有采取防腐蚀措
施、或采取的防腐蚀措施不当所致。
腐蚀的分类
腐蚀：材料与周围环境发生作用而被破坏的现象。
腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。
腐蚀按表面形貌分为全面腐蚀和局部腐蚀；局部腐蚀
又有小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、磨
损腐蚀等等；
金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学
腐蚀等。
物理腐蚀：材料单纯物理作用的破坏，一般是由溶
解、渗透引起的，如熔融金属容器的溶解，高温熔盐、熔
碱对容器的溶解渗透。
化学腐蚀：金属与非电解质直接发生化学作用引起的
破坏。腐蚀过程是纯氧化-还原反应，腐蚀介质与金属表面
的原子直接碰撞而形成腐蚀产物，反应中无电流产生，符
合化学动力学规律。
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电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生电化学作用而引
起的破坏。反应过程中有阳极失去电子和阴极获得电子以
及电子的流动（电流），历程符合电化学动力学规律。
腐蚀的危害与控制腐蚀的意义
腐蚀遍及国名经济的各个领域，从日常生活到工农业
生产，从普通技术到尖端科学，都存在腐蚀问题。由于腐
蚀，大量材料变成废料（每年因腐蚀报废的钢铁约占年产
量的 30%，其中 2/3 可回收，其余完全变为废物），设备失
效，甚至造成灾难性事故。
20xx 年 1 月 26 日，世界钢铁协会 25 日公布了 09 年世
界粗钢总产量为 12 亿 1972 万吨，其中约 亿吨因锈蚀将
报废，且其中 亿吨将彻底变为不可回收的废物。按 09
年全年均价 4500 元/吨计算，损失 5400 亿元。我国 20xx 年
用 Hoar 法调查结果
部门 直接腐蚀损失（亿元）
化工 300
能源部门（电力、石油、煤）
建筑部门（公路、桥梁、铁路） 1000
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机械工业
交通部门（火车、汽车）
合计
如考虑间接损失，总计可达 5000 亿，占当时国民经济
生产总值的 5%。
腐蚀造成的损失是巨大的，它是材料设施的“癌症”，但
是通过采取科学的措施，腐蚀也是可以控制、减轻的，一
般可降低 25～30%。
2．化工设备的防腐蚀措施
目前的防腐技术主要有：开发耐蚀材料，表面防蚀技
术，缓蚀技术，电化学保护等。
开发耐蚀材料
耐蚀材料的开发研究是防腐蚀技术进步的突破口，人
类各个时期的技术进步无不与其息息相关。耐蚀材料主要
分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料。
金属及合金材料是结构材料中的主体，其中钢铁占据
主要地位，但是，钢铁的耐蚀性能具有局限性。具有高性
能的合金及有色金属材料的开发和应用发展迅速，在一定
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程度上解决了局部腐蚀及特殊环境下的腐蚀问题。如含钼
高的耐蚀合金，双相不锈钢，高纯铁素体不锈钢，镍基合
金，低合金钢，钛及钛合金。耐蚀非金属材料目前国内外
耐蚀非金属材料在化工生产中应用非常广泛。非金属材料
具有优良的耐蚀性能，而机械性能可以通过增强等途径来
弥补，在某些领域已有发展为取代钢材的趋势。现在正在
开发的如：耐蚀塑料，玻璃钢，石墨，搪玻璃，工程陶瓷
表面覆盖层
在现有的防腐蚀手段中，表面耐蚀涂层和金属表面技
术的费用占所有防腐蚀费用的 87％左右。采取正确的表面
防蚀技术是提高设备使用寿命、减少维修费用以及提高设
备管理水平必不可少的途径。同时，采用表面防蚀技术，
大大提高了整体材料的耐蚀性能。在化工和石油化工中常
用的表面防蚀技术包括涂、衬、镀、渗以及近年发展起来
的各种高技术，其中以涂层及衬里应用最广泛。
耐蚀涂料
耐蚀涂料的开发一直是人们关注的研究领域，在化学
工业中，耐蚀涂料主要用于建筑物、构筑物、装置及贮罐
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的内外壁及输水、输油、输气管线。据统计，防腐蚀涂层
的损坏，其基体表面处理不当约占 75％，因此，重视表面
处理质量是当务之急。几种有发展前途的涂料，如富锌涂
料，重防腐涂料，耐高温涂料，陶瓷类涂料，带锈涂装涂
料，氟树脂涂料等等，正是当前国际上研究最热门的涂
料。
衬里技术及复合管道
衬里技术利用强度高的材料(如碳钢、玻璃钢、铸铁等)
作结构材料，用耐蚀性能优异的材料作衬里层。衬里技术
分紧衬、松衬等，国外重点发展紧衬技术。衬里技术常用
于化工设备、管道等。
其他表面工程技术
电镀、化学镀在化工防腐蚀应用中，电镀主要有镀
铬、镀锌和镀镍。镀锌层的钝化是一个十分活跃的领域，
近十年推出的低铬或无铬彩色钝化、黑钝化、军绿钝化及
强钝化(含硅树脂或其他树脂的复合钝化层)，可使镀锌层在
海洋大气、工业大气环境及工业水、江水河水环境中的耐
蚀性大大提高。化学镀是采用金属盐和还原剂在同一溶液
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中进行自催化氧化还原反应，在固体表面沉积出金属镀层
的成膜技术。化学镀镍磷合金及三元镍系合金，产品比电
镀产品有更优异的耐蚀性和更大的选择，是目前国内外发
展速度最快的表面处理工艺之一。
喷涂 喷涂是利用火焰、等离子、电弧喷涂，在材料和
产品上获得金属、合金、无机、有机耐蚀耐磨表面层的一
种工艺技术。
化学热处理 化学热处理特别是渗铝、渗铬，近十多年
在化工机械防腐蚀上已有大量应用。
磷化 磷化作为涂装的一个重要前处理过程，已有多年
的应用。近十多年来，碱金属三元系低温或常温磷化使磷
化技术产生质的进步。
电化学保护
电化学保护是指利用外部电流使金属(包括合金)腐蚀电
位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。电化学保护
可分为阴极保护和阳极保护。电化学保护技术在化工防腐
蚀领域中已引起广泛的重视和应用，是一种有效的、既经
济又实用的防腐蚀手段。
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阴极保护是在金属表面上通入足够的阴极电流，使金
属电位变负，并使金属溶解速度减小。被保护设备的结构
形状一般不宜太复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部
位电流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得不到足
够的保护电流。甚至不起保护作用，产生所谓“遮蔽现象”。
阴极保护主要用在水和土壤中的金属结构上，但一般必须
用于设备结构简单、介质腐蚀性不太强的环境中。阴极保
护除可防止一般的均匀腐蚀外，还可以防止一些材料的点
蚀、晶间腐蚀、冲击腐蚀、选择性腐蚀等。
阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正
极相连，在电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定电
位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑
制，腐蚀速度显著降低，使设备得到保护。对于没有饨化
特征的金属，不能采用阳极保护。主要应用在：1.硫酸生产
中的结构物，如碳钢储槽、各种换热器、三氧化硫发生器
等。2.氨水及铵盐溶液中结构物，碳化塔、氨水储槽等。
在强氧化性介质中先考虑采用阳极保护；在既可采用
阳极保护，也可采用阴极保护，并且二者保护效果相差不
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多的情况下，则应优先考虑采用阴极保护；如果氢脆不能
忽略，则要采用阳极保护。
缓蚀剂
缓蚀剂是一种在很低浓度下，能使金属在腐蚀性介质
中的腐蚀速度大大降低的物质。这种物质可以是一种化合
物或几种化合物组成的复合物质。在化工行业中，缓蚀剂
主要用于防止工业冷却水系统的腐蚀和化工设备、管道及
锅炉等的化学清洗(酸洗)时的腐蚀。也有少量用于生产过程
中的工艺性防腐。
工业冷却水系统用的缓蚀剂:化工生产过程中，工业冷
却水用量很大，且于曝气而在冷却水中溶入了大量的溶解
氧，导备腐蚀较为严重。由于腐蚀也使水质变坏，耗费量
宝贵的水资源，可见采用缓蚀剂防腐蚀具有重的经济效益
和社会效益。
化学清洗用的缓蚀剂:化工设备、管线、锅炉等由于受
到化学、物理或生物的作用，其表面会出现污垢(如水垢、
锈垢、油垢和生物垢等)，用化学的方法去除这些污垢而使
之恢复到原来的表面状况的过程称为化学清洗。
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3.结语
总之，在设计、操作、管理等方面，都要考虑到腐蚀
的破坏。只有不断地总结经验，尤其是广泛采用防腐方面
的新经验、新方法，加强对腐蚀的认识，才能逐步找到有
效而又经济的防腐措施，保证化工生产的稳定、正常运
行。
