Korrosion und Schutz chemischer Geräte

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Mit der Entwicklung der Wirtschaft steigt die Nachfrage nach chemischen Produkten immer weiter und immer mehr Produktionsanlagen werden über die vorgesehene Kapazität hinaus betrieben. Daher ist die Vermeidung von Verlusten durch Korrosion und Ausfälle von Prozessanlagen für Chemieunternehmen auf der ganzen Welt zu einem dringenden Problem geworden. Nach Ansicht vieler Experten sind Materialschutz und Korrosionsschutzmaßnahmen wichtige Garanten, um die Wartungskosten zu senken und einen sicheren und stabilen Fabrikbetrieb zu ermöglichen. 　　 Korrosionsschäden sind überall zu sehen und es kommt häufig zu Korrosionsunfällen. Neben der spontanen Natur der Korrosion selbst ist dies größtenteils darauf zurückzuführen, dass die Menschen die Gefahren der Korrosion unterschätzen, dass ihnen ein tiefes Verständnis für die Bedeutung des Korrosionsschutzes fehlt, dass sie nicht über ausreichende Kenntnisse der Korrosions- und Schutzwissenschaft verfügen, dass sie keine Korrosionsschutzmaßnahmen ergriffen haben oder dass sie unsachgemäße Maßnahmen zum Korrosionsschutz ergriffen haben. 　　 Korrosive Medien sind in Chemieproduktionsunternehmen weit verbreitet, und chemische Maschinen und Geräte korrodieren stärker als Geräte in der allgemeinen Industrie. In Bezug auf die Industrie besteht im Vergleich zu anderen Branchen die Tendenz, dass die mechanische Ausrüstung von Chemieproduktionsunternehmen schneller korrodiert. Aktive und wirksame Korrosionsschutzmaßnahmen sollten ergriffen werden, um alle Aspekte des Designs, der Konstruktion und des Betriebsschutzes zu berücksichtigen, um die Korrosionsschutzfähigkeiten wirksam zu verbessern und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Die Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaften chemischer Maschinen und Anlagen ist für die heutigen Produktionsbereiche der Chemieindustrie von großer praktischer Bedeutung. 　　1. Über Korrosion 1. Definition von Korrosion Korrosionsstoffe gehen durch Chemie oder chemische Einwirkung verloren und werden zerstört. Oberflächlich betrachtet ist Korrosion auf die chemischen und elektrochemischen Wechselwirkungen zwischen dem Material und der Umgebung zurückzuführen, die dazu führen, dass die Funktion des Materials selbst bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt wird. Nach der Korrosion chemischer Maschinen und Geräte können sich Farbe, Aussehen und mechanische Eigenschaften in unterschiedlichem Maße ändern, was zu Schäden an chemischen Maschinen und Geräten und einer erheblichen Energie- und Ressourcenverschwendung führt. Die Produktionskosten der Chemieunternehmen wurden stark beeinträchtigt, und auch die Chemieunternehmen erlitten wirtschaftliche Verluste. Daher ist die Ergreifung aktiver und wirksamer Korrosionsschutzmaßnahmen zur Verbesserung der Korrosionsschutzeigenschaften chemischer Maschinen und Anlagen ein zentrales Thema für die heutigen chemiebezogenen Produktionsbereiche. 　　2 Klassifizierung der Korrosion Korrosion: Das Phänomen, bei dem Materialien aufgrund der Wechselwirkung mit der Umgebung zerstört werden. 　　 Korrosion wird je nach Materialart in Metallkorrosion und Nichtmetallkorrosion unterteilt. 　 Korrosion wird entsprechend der Oberflächenmorphologie in allgemeine Korrosion und lokale Korrosion unterteilt. ； Lokale Korrosion umfasst auch Lochfraßkorrosion, Spannungsrisskorrosion, Spaltkorrosion, galvanische Korrosion, Verschleißkorrosion usw. ； 　　 Metallkorrosion kann je nach Mechanismus in physikalische Korrosion, chemische Korrosion, elektrochemische Korrosion usw. unterteilt werden. 　　 physikalische Korrosion: Die Zerstörung von Materialien aufgrund rein physikalischer Effekte wird im Allgemeinen durch Auflösung und Eindringen verursacht, beispielsweise durch die Auflösung von Behältern aus geschmolzenem Metall sowie durch die Auflösung und das Eindringen von geschmolzenen Salzen und geschmolzenem Alkali bei hoher Temperatur in Behälter. 　　Chemische Korrosion: Zerstörung durch direkte chemische Wechselwirkung zwischen Metallen und Nichtelektrolyten. Der Korrosionsprozess ist eine reine Oxidations-Reduktions-Reaktion. Das Korrosionsmedium kollidiert direkt mit den Atomen auf der Metalloberfläche und bildet Korrosionsprodukte. Während der Reaktion wird kein Strom erzeugt, was den Gesetzen der chemischen Kinetik entspricht. 　　elektrochemische Korrosion: Zerstörung durch elektrochemische Wechselwirkung zwischen Metall und Elektrolytlösung. Während des Reaktionsprozesses verliert die Anode Elektronen und die Kathode gewinnt Elektronen sowie den Elektronenfluss (Strom). Der Prozess folgt den Gesetzen der elektrochemischen Kinetik. 　　3 Korrosionsgefahren In der chemischen Industrie ist Metall das Hauptmaterial für Produktionsanlagen. Korrosion entsteht durch häufigen Kontakt mit stark korrosiven Medien und verschiedenen Säuren, Laugen, Salzen, organischen Lösungsmitteln und korrosiven Gasen. Korrosion verursacht nicht nur enorme Verluste an Metall- und Legierungsmaterialien und beeinträchtigt die Lebensdauer der Ausrüstung, sondern verkürzt auch den Wartungszyklus der Ausrüstung und erhöht die Nichtproduktionszeit und Reparaturkosten. ； Durch Korrosion wird das Phänomen des Laufens, Knackens, Tropfens und Undichtwerdens von Geräten und Rohrleitungen noch schwerwiegender, was zu großen Verlusten an Rohstoffen und Fertigprodukten führt, die Produktqualität beeinträchtigt, die Umwelt verschmutzt und die Gesundheit der Menschen gefährdet. ； Durch Korrosion verursachte Unfälle wie Geräteexplosionen und Brände können Geräte beschädigen und die Produktion stoppen, was enorme wirtschaftliche Verluste verursacht und sogar Menschenleben gefährdet. 　　2. Korrosionsschutzmaßnahmen für chemische Geräte Zu den aktuellen Korrosionsschutztechnologien gehören hauptsächlich: Entwicklung korrosionsbeständiger Materialien, Oberflächenkorrosionsschutztechnologie, Korrosionshemmungstechnologie, elektrochemischer Schutz usw. 　　1. Korrosionsbeständige Materialien entwickeln. Die meisten Materialien, die zur Herstellung allgemeiner mechanischer Geräte verwendet werden, sind gewöhnlicher Kohlenstoffstahl, der sich durch niedrigen Preis, bequeme Lieferung und einfache Verarbeitung auszeichnet. Bei Verwendung unter normalen Bedingungen verursacht Korrosion keinen großen Schaden. Wenn es jedoch in einer Umgebung mit hochkonzentrierten korrosiven Medien wie der chemischen Industrie eingesetzt wird, kann es aufgrund seiner geringen Korrosionsbeständigkeit leicht zu Korrosionsschäden kommen. Beispielsweise weist der häufig verwendete Q235-Stahl in sauren Gas- und Salzsprühmedien eine Korrosionsrate von bis zu 0,5 bis 1,0 mm/Jahr auf. Verschiedene Unternehmen führen regelmäßig Korrosionsschutzlackierungen an Anlagenkomponenten durch. Solange der Lackfilm jedoch zerkratzt oder teilweise abgeblättert ist, kommt es sofort zu elektrochemischer Korrosion, die sich weiter ausdehnt und die Lebensdauer beeinträchtigt. * * Reduziert, daher sollten Chemieunternehmen diese Stahlsorte nicht als Rohstoff für Maschinen und Anlagen verwenden. Stattdessen sollten korrosionsbeständige Stähle wie 16MnCu, 09MnCuPTi und andere gewöhnliche niedriglegierte Stähle als Grundmaterial für die Fertigungsausrüstung verwendet werden. Obwohl diese Stahlsorte teurer ist als erstere, ist der wirtschaftliche Gesamtnutzen viel höher. Laut Statistik ist die Lebensdauer von Geräten aus niedriglegiertem Stahl zwei- bis dreimal so hoch wie die von Geräten aus gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, sodass die Kostenleistung immer noch viel höher ist. 　　Die Entwicklung und Erforschung korrosionsbeständiger Materialien stellt einen Durchbruch im Fortschritt der Korrosionsschutztechnologie dar und der technologische Fortschritt in verschiedenen Epochen der Menschheit ist eng damit verbunden. Korrosionsbeständige Materialien werden hauptsächlich in Metallmaterialien, Polymermaterialien und anorganische nichtmetallische Materialien unterteilt. 　　Metall- und Legierungsmaterialien sind die Hauptbestandteile von Strukturmaterialien, wobei Stahl eine wichtige Stellung einnimmt. Die Korrosionsbeständigkeit von Stahl unterliegt jedoch Einschränkungen. Die Entwicklung und Anwendung von Hochleistungslegierungen und Nichteisenmetallwerkstoffen schreitet rasant voran, wodurch die Probleme der lokalen Korrosion und Korrosion in besonderen Umgebungen bis zu einem gewissen Grad gelöst werden. Zum Beispiel korrosionsbeständige Legierungen mit hohem Molybdängehalt, Duplex-Edelstahl, hochreiner ferritischer Edelstahl, Nickelbasislegierungen, niedriglegierte Stähle, Titan und Titanlegierungen. Korrosionsbeständige nichtmetallische Werkstoffe werden derzeit häufig in der chemischen Produktion im In- und Ausland eingesetzt. Nichtmetallische Werkstoffe weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf und ihre mechanischen Eigenschaften können durch Verbesserung ausgeglichen werden. In einigen Bereichen gibt es einen Trend, Stahl zu ersetzen. Wird derzeit entwickelt als: Korrosionsbeständiger Kunststoff, Glasfaser, Graphit, emailliert, technische Keramik 2 Oberflächenbeschichtungen Unter den vorhandenen Korrosionsschutzmitteln machen die Kosten für oberflächenkorrosionsbeständige Beschichtungen und Metalloberflächentechnologie etwa 87 % aller Korrosionsschutzkosten aus. Der Einsatz der richtigen Oberflächenkorrosionsschutztechnologie ist eine wesentliche Möglichkeit, die Lebensdauer von Geräten zu verlängern, Wartungskosten zu senken und das Managementniveau der Geräte zu verbessern. Gleichzeitig wird Oberflächen-Korrosionsschutztechnologie eingesetzt * * Verbesserte Korrosionsbeständigkeit des Gesamtmaterials. Zu den in der chemischen und petrochemischen Industrie häufig verwendeten Oberflächen-Korrosionsschutztechnologien gehören Beschichtung, Auskleidung, Galvanisierung, Infiltration sowie verschiedene in den letzten Jahren entwickelte High-Tech-Technologien, von denen Beschichtung und Auskleidung am weitesten verbreitet sind. 　　2.1 Korrosionsbeständige Beschichtungen Die Entwicklung korrosionsbeständiger Beschichtungen war schon immer ein Forschungsschwerpunkt. In der chemischen Industrie werden korrosionsbeständige Beschichtungen hauptsächlich für Innen- und Außenwände von Gebäuden, Bauwerken, Geräten, Lagertanks sowie Wasser-, Öl- und Gasleitungen eingesetzt. Laut Statistik sind etwa 75 % der Schäden an Korrosionsschutzbeschichtungen auf eine unsachgemäße Oberflächenbehandlung des Untergrundes zurückzuführen. Daher ist unbedingt auf die Qualität der Oberflächenbehandlung zu achten. Mehrere vielversprechende Beschichtungen, wie zinkreiche Beschichtungen, Hochleistungs-Korrosionsschutzbeschichtungen, hochtemperaturbeständige Beschichtungen, Keramikbeschichtungen, Rostschutzbeschichtungen, Fluorharzbeschichtungen usw., sind derzeit die am häufigsten untersuchten Beschichtungen auf internationaler Ebene. 　　2.2 Die Auskleidungstechnologie und die Verbundrohrauskleidungstechnologie verwenden hochfeste Materialien (wie Kohlenstoffstahl, Glasfaser, Gusseisen usw.) als Strukturmaterialien und Materialien mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit als Auskleidungsschicht. Die Auskleidungstechnologie wird in feste Auskleidung, lose Auskleidung usw. unterteilt. Das Ausland konzentriert sich auf die Entwicklung der engen Auskleidungstechnologie. Die Auskleidungstechnologie wird häufig in chemischen Anlagen, Rohrleitungen usw. eingesetzt. 　　2.3 Andere Technologien der Oberflächentechnik: Galvanisieren und chemisches Plattieren Bei chemischen Korrosionsschutzanwendungen umfasst das Galvanisieren hauptsächlich das Verchromen, Verzinken und Vernickeln. Die Passivierung verzinkter Schichten ist ein sehr aktives Feld. Die in den letzten zehn Jahren eingeführte chromarme oder chromfreie Farbpassivierung, schwarze Passivierung, militärgrüne Passivierung und starke Passivierung (komposite Passivierungsschicht mit Silikonharz oder anderen Harzen) kann die Korrosionsbeständigkeit verzinkter Schichten in Meeresatmosphäre, Industrieatmosphäre und Brauchwasser-, Fluss- und Flusswasserumgebungen verbessern. * * verbessern. Bei der stromlosen Beschichtung handelt es sich um eine filmbildende Technologie, bei der Metallsalze und Reduktionsmittel zur Durchführung autokatalytischer Oxidations-Reduktions-Reaktionen in derselben Lösung verwendet werden, um eine Metallbeschichtung auf einer festen Oberfläche abzuscheiden. Chemisch hergestellte Produkte aus Nickel-Phosphor-Legierungen und ternären Nickellegierungen weisen eine bessere Korrosionsbeständigkeit und eine größere Auswahl als galvanisch beschichtete Produkte auf. Sie gehören derzeit zu den am schnellsten wachsenden Oberflächenbehandlungsverfahren im In- und Ausland. 　　Sprühbeschichtung ist eine Prozesstechnologie, die Flammen-, Plasma- und Lichtbogenspray verwendet, um metallische, legierte, anorganische und organische korrosionsbeständige und verschleißfeste Oberflächenschichten auf Materialien und Produkten zu erhalten. 　　Chemische Wärmebehandlung Chemische Wärmebehandlung, insbesondere Aluminieren und Chromieren, wurde in den letzten zehn Jahren häufig zum Korrosionsschutz chemischer Maschinen eingesetzt. 　　Phosphatieren Phosphatieren wird seit vielen Jahren als wichtiges Vorbehandlungsverfahren für die Lackierung eingesetzt. In den letzten zehn Jahren hat die Niedertemperatur- oder Raumtemperaturphosphatierung von Alkalimetall-Ternärsystemen qualitative Fortschritte in der Phosphatierungstechnologie gemacht. 　　3. Elektrochemischer Schutz Elektrochemischer Schutz bezieht sich auf die Korrosionsschutztechnologie, bei der externer Strom verwendet wird, um das Korrosionspotential von Metallen (einschließlich Legierungen) zu ändern und so deren Korrosionsrate zu verringern. Der elektrochemische Schutz kann in kathodischen Schutz und anodischen Schutz unterteilt werden. Die elektrochemische Schutztechnologie hat im Bereich des chemischen Korrosionsschutzes große Aufmerksamkeit und Anwendung gefunden. Es ist ein wirksames, wirtschaftliches und praktisches Mittel zum Korrosionsschutz. 　　Der kathodische Schutz besteht darin, ausreichend kathodischen Strom auf die Metalloberfläche zu leiten, um das Metallpotential negativ zu machen und die Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls zu verringern. Die Bauform des geschützten Betriebsmittels sollte grundsätzlich nicht zu komplex sein. Geräte mit komplexer Struktur haben eine hohe Stromdichte in der Nähe der Hilfsanode und eine geringe Stromdichte weit entfernt von der Hilfsanode, sodass sie keinen ausreichenden Schutzstrom erhalten können. Es hat sogar keine Schutzwirkung und erzeugt das sogenannte „Abschirmungsphänomen“. Der kathodische Schutz wird hauptsächlich bei Metallkonstruktionen im Wasser und im Boden eingesetzt, muss jedoch im Allgemeinen in Umgebungen eingesetzt werden, in denen die Gerätestruktur einfach ist und das Medium nicht zu korrosiv ist. Zusätzlich zur Verhinderung allgemeiner gleichmäßiger Korrosion kann der kathodische Schutz auch Lochfraßkorrosion, interkristalline Korrosion, Schlagkorrosion, selektive Korrosion usw. einiger Materialien verhindern. 　　Beim anodischen Schutz wird die geschützte Metallkomponente mit der positiven Elektrode einer externen Gleichstromversorgung verbunden. Die Metallkomponente wird in der Elektrolytlösung anodisch auf ein bestimmtes Potential polarisiert, wodurch sie einen stabilen Passivierungszustand herstellen und aufrechterhalten kann. Dadurch wird die Anodenauflösung gehemmt, die Korrosionsrate deutlich reduziert und die Anlage geschützt. Bei Metallen ohne Oxidationseigenschaften kann kein anodischer Schutz angewendet werden. Hauptsächlich verwendet in: 1. Strukturen in der Schwefelsäureproduktion, wie Lagertanks aus Kohlenstoffstahl, verschiedene Wärmetauscher, Schwefeltrioxidgeneratoren usw. 2. Bauwerke in Ammoniak- und Ammoniumsalzlösungen, Schweltürme, Ammoniaklagertanks usw. 　　Bei stark oxidierenden Medien sollte zunächst die Verwendung eines Anodenschutzes in Betracht gezogen werden ； Wenn sowohl anodischer Schutz als auch kathodischer Schutz verwendet werden können und die Schutzwirkungen beider ähnlich sind, sollte dem kathodischen Schutz Vorrang eingeräumt werden. ； Wenn eine Wasserstoffversprödung nicht vernachlässigt werden kann, sollte ein Anodenschutz verwendet werden. 　　4-Puffer-Korrosionsinhibitor ist eine Art Korrosionsinhibitor, der die Korrosionsrate von Metall in korrosiven Medien bei einer sehr geringen Konzentration erhöhen kann. * * Reduzierte Substanzen. Dieser Stoff kann eine Verbindung oder ein Verbundstoff aus mehreren Verbindungen sein. In der chemischen Industrie werden Korrosionsinhibitoren hauptsächlich zur Korrosionsverhinderung in industriellen Kühlwassersystemen und zur chemischen Reinigung (Beizen) von chemischen Anlagen, Rohrleitungen und Kesseln eingesetzt. Darüber hinaus wird im Produktionsprozess eine geringe Menge für den Korrosionsschutz eingesetzt. 　　In industriellen Kühlwassersystemen verwendete Korrosionsinhibitoren Im chemischen Produktionsprozess wird industrielles Kühlwasser in großen Mengen verwendet, und während der Belüftung wird eine große Menge gelöster Sauerstoff im Kühlwasser gelöst, was zu schwerer Korrosion führt. Da Korrosion auch die Wasserqualität verschlechtert und wertvolle Wasserressourcen verbraucht, zeigt sich, dass der Einsatz von Korrosionsinhibitoren zur Verhinderung von Korrosion erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile mit sich bringt. 　　Korrosionsinhibitoren für die chemische Reinigung: Aufgrund chemischer, physikalischer oder biologischer Effekte bildet sich Schmutz (z. B. Ablagerungen, Rost, Öl und biologische Ablagerungen usw.) auf der Oberfläche von chemischen Geräten, Rohrleitungen, Kesseln usw. Der Prozess, bei dem chemische Methoden eingesetzt werden, um diesen Schmutz zu entfernen und ihn wieder in seinen ursprünglichen Oberflächenzustand zu versetzen, wird als chemische Reinigung bezeichnet. 　　Alles in allem sind chemische Maschinen im Produktionsprozess von Chemieunternehmen die notwendige Produktionsausrüstung, um die normale Produktion von Chemieunternehmen sicherzustellen. Die Korrosionsschutzprobleme chemischer Maschinen und Anlagen haben in den Produktionsbereichen der chemischen Industrie nach und nach große Aufmerksamkeit erregt. Bemühungen, die Korrosionsschutzfähigkeiten von Chemiemaschinen und -geräten zu verbessern, die Produktionslebensdauer von Chemiemaschinen und -geräten weitestgehend zu verlängern und die Produktionskosten von Chemieunternehmen so weit wie möglich zu senken, sind zu zentralen Themen geworden, denen sich die heutigen chemiebezogenen Produktionsbereiche gegenübersehen.