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1、正確選材和設計
了解不同材料的耐蝕性能,正確地、合理地選擇防腐蝕材料是行之方法。眾所周知,材料的品種很多,不同材料在不同環境中的腐蝕速度也不同,選材人員應當針對某一特定環境選擇腐蝕率低、價格較便宜、物理力學性能等滿足設計要求的材料,以便設備獲得經濟、合理的使用壽命。
2、調整環境
如果能環境中引起腐蝕的各種因素,腐蝕就會終止或減緩,但是多數環境是無法控制的,如大氣和土壤中的水分,海水中的氧等都不可能除去,且化工生產流程也不可能隨意更改。但是有些局部環境是可以被調整的,如鍋爐進水先氧(加入脫氧劑亞硫酸鈉和肼等),可保護鍋爐免遭腐蝕;又如空氣進入密閉的倉庫前先出去水分,也可避免貯存的金屬部件生銹;為了防止冷卻水對換熱器和其他設備造成結垢和穿孔,可在水中加入堿或酸以調節PH值至合適范圍(接近中性);煉油工藝中常加堿或氨使生產流體保持中性或堿性。溫度過高時,可在器壁冷卻降溫,或在設備內壁砌襯耐火磚隔熱,等。這些都是改變環境且不影響產品和工藝的前提下采用的方法,在允許的前提下,建議工藝中選用緩和的介質代替強腐蝕介質。
3、加入緩蝕劑
通常,在腐蝕環境中加入少量緩蝕劑就可以大大減緩金屬的腐蝕,我們一般將它分為無機、有機和氣相緩蝕劑三類,其緩蝕機理也各不相同。
01)無機緩蝕劑
有些緩蝕劑會使陽極過程變慢,稱之為陽極型緩蝕劑,它包括陽極鈍化的氧化劑(鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鐵離子等)或陽極成膜劑(堿、磷酸鹽、硅酸鹽、苯甲酸鹽等),它們主要在陽極區域反應,陽極極化。一般陽極緩蝕劑會在陽極表面生成保護膜,這種情況下的緩蝕效果較好,但也存在風險,因為如果劑量不充足,會造成保護膜不完整,膜缺陷處暴露的裸金屬面積小,陽極電流密度大,更容易發生穿孔。另一類緩蝕劑是在陰極反應,如鈣離子、鋅離子、鎂離子、銅離子、錳離子等與陰極產生氫氧根離子,形成不溶性的氫氧化物,以厚膜形態覆蓋在陰極表面,因而阻滯氧擴散到陰極,增大濃差極化。除此之外,也有同時阻滯陽極和陰極的混合型緩蝕劑,但加入量一般都需要先通過試驗才可確定。
02)有機緩蝕劑
有機緩蝕劑是吸附型的,吸附在金屬表面,形成幾個分子厚的不可視膜,可同時阻滯陽極和陰極反應,但對二者的影響力稍有不同。常用無機緩蝕劑有含氮、含硫、含氧及含磷的有機化合物,其吸附類型隨有機物分子構型的不同可分為靜電吸附、化學吸附及π鍵(不定位電子)吸附。有機緩蝕劑的發展很快,用途十分廣泛,但是使用它同時也會產生一些缺點,如污染產品,特別是食品類,緩蝕劑可能對生產流程的這一部分有利,但進入另一部分則變為有害物質,也有可能會阻抑需要的反應,如酸洗時使去膜速度過緩,等。
03)氣相緩蝕劑
這類緩蝕劑是揮發性很高的物質,含有緩蝕基團,一般用來保護貯藏和運輸中的金屬零部件,以固體形態應用居多。它的蒸汽被大氣中的水分解出緩蝕基團,吸附在金屬表面,達到減緩腐蝕的目的。另外,它也是一種吸附性緩蝕劑,被保護的金屬表面不需要除銹處理。