泵的腐蝕與防護

泵的腐蝕與防護

我們常見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，泵輸送的液體種類很多，液體的性質(zhì)和泵的操作條件也是千差萬別的，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。為了滿足以上要求，除了采用不同類型的泵以外，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選擇合適的耐腐蝕泵用于各類化工生產(chǎn)工藝流程中去，并且采取相應(yīng)的防腐措施以延長泵的使用壽命，這也是石油化工用泵的一個非常重要的問題。

多數(shù)泵是由金屬材料制造的，金屬材料腐蝕的規(guī)律比較復(fù)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(dāng)穩(wěn)定；普通的18-8型奧氏體不銹鋼能耐硝酸、冷磷酸、許多鹽類及堿溶液、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(wěn)定性比較差；鋁在稀硫酸和發(fā)煙硫酸中穩(wěn)定，在中等和高濃度的硫酸中卻不穩(wěn)定。

因此，必須首先了解金屬腐蝕的原因和種類，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(yīng)而惡化變質(zhì)，稱為腐蝕。它包括三個方面的研究內(nèi)容，即材料、環(huán)境及反應(yīng)的種類。

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(nèi)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(yīng)的種類

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

(二）腐蝕的類型及機理

1.按腐蝕的機理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類

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、熱處理過程中發(fā)生的高溫氧化以及鋁在無水乙醇中的腐蝕等均屬于此類腐蝕。實際上單純的化學(xué)腐蝕是相當(dāng)少的，一些干燥介質(zhì)中如混人水分常會由化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)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(yīng)而產(chǎn)生的破壞，反應(yīng)過程均包括陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)兩個過程，腐蝕過程中伴有電流的流動，即電子和離子的運動。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(shù)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(yīng)力差別等）也會產(chǎn)生電位差。而在酸、堿、鹽等電解質(zhì)

溶液中都存在著帶正電荷的陽離子和帶負電荷的陰離子，電位差成了電解質(zhì)溶液中離子移動的推動力，離子移動到電極上得失電子的同時便會產(chǎn)生金屬的腐蝕，并同時產(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(dǎo)線連接起來，放在電解質(zhì)溶液（如?。?SO4溶液）中,這樣就構(gòu)成了導(dǎo)電回路，回路中的電子將從低電位的鋅流向高電位的銅，電子的移動產(chǎn)生電流，形成腐蝕電池。鋅不斷失去電子，變?yōu)殇\離子進人溶液，鋅電極成為腐蝕電池的極，出現(xiàn)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，隨著電化學(xué)腐蝕的進行，在陽極金屬的表面會逐漸形成一層保護膜，從而使陽極的溶解受到阻滯而終止腐蝕，這種現(xiàn)象稱為鈍化，這層保護膜稱為鈍化膜。在生產(chǎn)實踐中，鈍化現(xiàn)象可以用來保護金屬。

2.按腐蝕的破壞特征，可分為全面腐蝕和局部腐蝕

全面腐蝕也稱為均勻腐蝕，它的特點是腐蝕均勻地發(fā)生在整個金屬的表面，腐蝕的結(jié)果是設(shè)備壁厚的均勻減薄。全面腐蝕容易被發(fā)現(xiàn)和測量，因此這種臠蝕的危險性較小，只要在泵的設(shè)計時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。

局部腐蝕又稱為非均勻腐蝕，它的特點是腐蝕集中在金屬表面的一定區(qū)域，而其他區(qū)域不腐蝕或腐蝕很輕微。這類腐蝕又包括區(qū)域腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞和空泡腐蝕等。

點腐蝕是由局部電作用引起的，腐蝕從金屬表面開始，最后產(chǎn)生凹坑，凹坑可能會被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，結(jié)成瘤狀形的硬疤，疤的下面就是一個點蝕坑。點蝕經(jīng)常發(fā)生在金屬表面上有停滯或緩慢流動介質(zhì)的區(qū)域。

晶間腐蝕先從金屬表面晶粒之間的邊緣開始，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(jié)合力，在金屬表面不會留下宏觀的跡象，從表面不易發(fā)現(xiàn)，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)過嚴重晶間腐蝕后，表面看起來仍十分光滑，但只要用錘輕輕敲擊，它就會碎成粉末。由于設(shè)備在工作過程中晶間腐蝕不容易被發(fā)現(xiàn)，所以它是一種危險性比較大的腐蝕破壞形式。

應(yīng)力腐蝕是指拉應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用而引起的金屬腐蝕破裂，應(yīng)力和腐蝕是相互促進的。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(yīng)力集中，另一方面應(yīng)力的增大使材料產(chǎn)生大的變形又加速了腐蝕的進展，使表面缺口向深處擴展，往往在沒有任何預(yù)兆的情況下導(dǎo)致設(shè)備的破壞，因此應(yīng)力腐蝕破裂也是一種很危險的腐蝕損壞。

腐蝕疲勞又稱疲勞腐蝕，是指金屬材料或結(jié)構(gòu)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(xiàn)象。材料在長時間的交變載荷作用下，應(yīng)力值達到或超過材私的疲勞極限時就會使金屬表面產(chǎn)生微小裂紋，腐蝕介質(zhì)進人微裂紋加速了裂紋向深處擴展:最后可能造成金屬構(gòu)件突然斷裂，從宏觀上看，斷口有兩個明顯不同的區(qū)域：一是腐蝕疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展區(qū)，二是截面嶄新的最后斷裂區(qū)。在石油化工生產(chǎn)行業(yè)的設(shè)備當(dāng)中，泵轱等均有可能發(fā)生腐蝕疲勞。