《盐湖研究》杂志社
首页 > 期刊导读
 
/ / /
 

盐湖化工企业中设备及建构筑物的腐蚀和防护研

 
来源:盐湖研究 栏目:期刊导读 时间:2021-04-14
 
0 引言 盐湖是我国非常重要的资源种类,是青海地区的重要资源。盐湖资源主要是指有色金属,具体包括了钾、镁、锂、硼等。这些有色金属分别在新能源领域、农业领域、环境保护领域以及信息应用领域都得到了应用。 文章察尔汗盐湖地区属于盆地中的干涸类盐湖,是世界上面积最大的一种内陆盐湖。即便其处于盆地地区,但其仍然有着较高的海拔,且全年降水量非常少,光照强度较大,在盐湖的表面有着一层盐壳,其中包含着沙子、泥土和盐等,其中包含着浓度很高的矿化卤水,通过对其进行分析可知该盐湖属于氯盐湖,因为其所处的环境气候条件,使得该盐湖成为了非常宝贵的资源,在对该盐湖进行开发的过程中,因为离子交换和侵蚀等因素的影响,使得该地区的化工企业设备以及建构筑物非常容易受到腐蚀,从而对设备的稳定运行和建构筑物的安全造成了不利影响。 1 盐湖化工企业设备的腐蚀及防护措施分析 从金属的角度上来看,所谓腐蚀就是指金属因为养护剂的影响而产生氧化物的整个过程,这与冶金的过程是相反的,如果从热力学的角度上来看,这实际上是一个稳定的和反应发生的过程,有着一定的不可抗拒性和自发性特征。盐湖化工企业所应用的设备是由碳钢制作而成,碳钢腐蚀的过程中一个化学反应的耦合过程,由此可知对碳钢从开始到使用结束时腐蚀的过程进行有效控制,从而获得防护腐蚀的效果。在化工企业中有着大量的碳钢型设备,同时也包含着处于腐蚀情况下的不锈钢设备,设备材质的不同,那么其所产生的腐蚀机理也各不相同,以此所采用的腐蚀防护措施也各不相同。在潮湿的环境当中,碳钢腐蚀的方式主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀,这两种腐蚀情况分别在材料表面吸附水膜酸性较强或者较弱时发生,通常情况下,在大气环境中所形成的腐蚀主要是吸氧腐蚀,如果在含氯的环境中则材料会因为遇水发生潮解的情况,从而出现了反复循环的现象,进而增加了腐蚀的程度。一般来说最为常用的腐蚀防护措施是对设备应用防腐蚀涂料,该涂料的主要作用在于对材料和腐蚀介质进行隔绝,通过应用防腐蚀涂料所形成的膜物质,在介质中有着很强的稳定性,不管是从防电化学腐蚀的角度上来看,还是从隔离的角度上来看,防腐蚀涂料的效果都是非常明显的,主要被应用在处于低温环境中的碳钢材料设备当中,有着十分广泛的应用范围。 较为常用的防腐蚀涂料包括聚四氟乙烯,其有着非常好的稳定性,能够对氧化剂、强酸、强碱进行有效的防护,且不会和有机溶剂发生作用。聚四氟乙烯的应用范围较为广泛,能够适合多种温度环境,人们将其成为腐蚀抑制剂,且所需的用量非常小,但却能够获得非常好的效果。该涂料主要被用在中型、酸性和气体介质当中,有着非常好的缓蚀效率和防腐蚀效果,能够有效的降低设备腐蚀速度。 2 盐湖化工企业建构筑物的腐蚀及防护措施分析 在盐湖化工企业当中,建构筑物主要包括了厂房、办公楼以及车间等,具体分为两种类型,分别包括了钢结构式的建构筑物和钢筋混凝土式的建构筑物,本文主要探讨的是关于钢筋混凝土式建构筑物的腐蚀性质和防护措施,钢筋混凝土式的建构筑物受到腐蚀的途径主要包括了土壤中的卤水和空气中的硫酸根离子和氯离子,另外也包括了管道排放和泄露等因素。在盐湖地区通常会有着非常高含盐量的卤水,甚至达到了海水中含盐量的10倍左右,卤水中的成分主要包括了光卤石、水氯镁石、晶间卤石等等。通过调查可以发现,在卤水当中含有很高含量的氯化镁,这是一种侵蚀性非常强的侵蚀性介质,能够对钢筋混凝土式的建构筑物和钢结构式的建构筑物造成非常严重的腐蚀效果,侵蚀的整个过程分别包括了点侵蚀、起皮、脱落,从而造成非常严重的破坏效果,进而降低了整个建构筑物的整体,导致钢筋混凝土和钢结构的建构筑物中出现了巨大的安全隐患问题。一般来说一旦出现了这种问题,就需要对该建构筑物修理,过了数年后只能对其进行报废处理。 2.1 混凝土的腐蚀分析 钢筋混凝土中的成分包含了消石灰、水化铝酸钙和水泥化合物以及其他的粘结剂等等,另外也要搭配相应等级的碎石、骨料等等,与钢筋共同组成为一种复合物质,在盐湖化工企业中的建构筑物,主要受到的腐蚀影响主要包括了镁盐和氯盐这两种腐蚀效果。镁盐的存在形式主要包括了氯化镁和硫酸镁,当这两种物质存在于混凝土中时,会和水泥中的氢氧化钙进行反应,反应后生成的物质为氢氧化镁,这种物质呈现固体形态,主要存在于混凝土的缝隙当中,能够对周围环境中所存在的腐蚀介质进行阻挡,但在这个反应的过程中去消耗了氢氧化钙,导致混凝土中的酸碱值降低,那么水泥中硅酸钙和氯酸钙就与镁盐之间出现了反应,同时氢氧化镁也能够与硅胶和铝胶之间发生反应,从而大幅度的降低水泥粘结性,进而降低整个钢筋混凝土的强度等级。 除了镁盐腐蚀之外,氯盐也会对钢筋混凝土造成严重的腐蚀效果,这里所说的氯盐具体是指氯离子,一般来说已经固化的氯化物并不会对混凝土造成破坏,因为钢筋混凝土建构筑物所出去的环境有着一定的差别,所以氯离子侵入混凝土的方式也各有不同,具体包括了扩散和渗透等多种方式,能够和混凝土中的氢氧化钙等物质进行反应,从而得到比价容易溶解的氯化钙以及结晶水,还包括大于反应物总体体积的固化物。根据这个过程能够得知,在这个过程中消耗了大量的氢氧化钙,对于凝胶和氢氧化钙之间的平衡造成了影响,从而使得凝胶被逐一的分解开来,那么混凝土就会出现表面溃散的情况。另外,混凝土中所存在的干湿交替位置,氯化钙还会产生结晶式的腐蚀效果。 2.2 钢筋的腐蚀分析 在钢筋混凝土式建构筑物中,钢筋之所以会出现腐蚀的情况,是因为其中存在着电化学腐蚀的情况,造成钢筋电化学腐蚀的情况需要以下几方面条件,首先需要有阴阳极的电位差。其次要包含离子的通路。第三要有电子通路。大部分情况下,钢筋混凝土都能够基本上达到电化学腐蚀的这几方面条件,一般来说在钢筋中的非钝化区一直会处于活化的状态当中,从而组成了电池阳极,从而形成电子并释放出去,最终形成了电子的通路。在钝化区域会形成电池阴极腐蚀,在钢筋中有着水和氧气,因为钢筋表面呈现着非均匀状态,所以表面会形成一定的电位差,所以如果处于潮湿的环境中,尤其是在含有氯离子的情况下,就会出现电化学反应,如果氧气足够,那么还会通过氧化的过程中产生红铁锈,导致钢筋的体积出现了膨胀的情况,这会对混凝土形成一定的膨胀应力,导致钢筋中出现裂缝情况。通常来看,钢筋混凝土中的钢筋受到的腐蚀情况达到了1%左右时,那么混凝土就会出现钢筋裂缝的情况。另外,在受到腐蚀后,钢筋中的有效面积会逐渐减小,在被腐蚀影响后,钢筋的有效面积会逐渐的减小,其表面的腐蚀物会呈现蓬松的状态,几乎失去了钢筋所具备的承载能力,同时使得钢筋所具备的载荷面积减小,那么其承载能力也会相应的降低。 2.3 腐蚀防护措施研究 通过调查分析可知,当钢筋混凝土中的酸碱值小于9.88时,钝化膜将很难顺利生成,即便已经生成了的钝化膜也会逐渐的分解。如果酸碱值高于9.88且低于11.5时,那么其表面的钝化膜就不再完整,无法对钢筋进行有效的保护,从而使得钢筋受到腐蚀的影响。当酸碱值大于11.5时,才能够确保钢筋处于钝化状态当中,随着碱含量的提升,那么会有更高的几率发生碱骨料反应,这对于混凝土本身的耐久能力会产生不利的影响。在混凝土中,水泥使其中的重要组成部分,可以说水泥的性质会直接影响混凝土的结构耐久性。因此,要结合所处的环境情况来合理的选择水泥品种,确保水泥中的碱性物质能够帮助钢筋钝化的实现,避免钢筋受到腐蚀。除此之外,矿物掺和料也会对混凝土的耐久性造成重要影响,通过使用矿物掺和料能够有效改善混凝土的结构,并提升其抗冻和密实的性能,特别是在冻融和硫酸盐的环境当中,能够避免混凝土受到腐蚀的影响。 相比于普通钢筋而言,特种钢筋有着更强的耐腐蚀性能,尤其是在盐湖地区对于建构筑物抗腐蚀性有着更高的要求,应采用特种钢筋来替代普通钢筋,例如环氧涂层钢筋能够提升钢筋的抗腐蚀性能,虽然其成本较高,但却能够保持长期的抗腐蚀作用,从而弥补初期的高成本投入。 除了上述的几种腐蚀防护措施之外,基础隔离墙也是防范腐蚀的重要手段,能够有效的提升建构筑物的抗腐蚀能力,隔离墙的建造可选择水泥土,虽然其在腐蚀介质的影响下会降低强度,但并不会对其防护作用造成影响,且这种防护的方法成本较低,十分适合应用在盐湖地区作为基础防护使用,尤其是在我国的西部地区,有着较为严重的盐污染,这种防护措施能够起到很好的效果。 3 结语 随着我国社会经济的发展和科学技术的进步,近些年来对于青海地区的盐湖资源进行了进一步的开发,建设了有色金属、氯碱、煤气、盐湖等化工产业,但与此同时所产生的腐蚀也在不断的增加,因此对于腐蚀的相关防护技术进行研究就显得十分重要。对于设备和建构筑物的腐蚀防护不仅仅是化工企业对建构筑物和设备进行日常维护工作中的重要内容,同时也与企业的节能减排和生态环保等工作有着重要的关联,所以需要不断的研究和探索,以建立一个更加适合盐湖化工企业生产运营的腐蚀防护措施。 [1]高明.盐湖化工企业中生产设备及建构筑物的腐蚀状况和防护措施分析[J].中国化工贸易,2020, 12(1): 215, 217. [2]刘艳霞.浅谈化工机械设备的腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (14): 4351. [3]闫鹏飞.石油化工静设备的应力腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (10): 4396. [4]牛晓军.氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 367. [5]靳成.现代设备的腐蚀问题及其防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 3499. [6]魏者聪,高阳,王长红,等.化工机械设备电化学腐蚀与防护方法研究[J].粘接,2019, 40(10): 107-110. [7]王为明.现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 3663. 0 引言盐湖是我国非常重要的资源种类,是青海地区的重要资源。盐湖资源主要是指有色金属,具体包括了钾、镁、锂、硼等。这些有色金属分别在新能源领域、农业领域、环境保护领域以及信息应用领域都得到了应用。文章察尔汗盐湖地区属于盆地中的干涸类盐湖,是世界上面积最大的一种内陆盐湖。即便其处于盆地地区,但其仍然有着较高的海拔,且全年降水量非常少,光照强度较大,在盐湖的表面有着一层盐壳,其中包含着沙子、泥土和盐等,其中包含着浓度很高的矿化卤水,通过对其进行分析可知该盐湖属于氯盐湖,因为其所处的环境气候条件,使得该盐湖成为了非常宝贵的资源,在对该盐湖进行开发的过程中,因为离子交换和侵蚀等因素的影响,使得该地区的化工企业设备以及建构筑物非常容易受到腐蚀,从而对设备的稳定运行和建构筑物的安全造成了不利影响。1 盐湖化工企业设备的腐蚀及防护措施分析从金属的角度上来看,所谓腐蚀就是指金属因为养护剂的影响而产生氧化物的整个过程,这与冶金的过程是相反的,如果从热力学的角度上来看,这实际上是一个稳定的和反应发生的过程,有着一定的不可抗拒性和自发性特征。盐湖化工企业所应用的设备是由碳钢制作而成,碳钢腐蚀的过程中一个化学反应的耦合过程,由此可知对碳钢从开始到使用结束时腐蚀的过程进行有效控制,从而获得防护腐蚀的效果。在化工企业中有着大量的碳钢型设备,同时也包含着处于腐蚀情况下的不锈钢设备,设备材质的不同,那么其所产生的腐蚀机理也各不相同,以此所采用的腐蚀防护措施也各不相同。在潮湿的环境当中,碳钢腐蚀的方式主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀,这两种腐蚀情况分别在材料表面吸附水膜酸性较强或者较弱时发生,通常情况下,在大气环境中所形成的腐蚀主要是吸氧腐蚀,如果在含氯的环境中则材料会因为遇水发生潮解的情况,从而出现了反复循环的现象,进而增加了腐蚀的程度。一般来说最为常用的腐蚀防护措施是对设备应用防腐蚀涂料,该涂料的主要作用在于对材料和腐蚀介质进行隔绝,通过应用防腐蚀涂料所形成的膜物质,在介质中有着很强的稳定性,不管是从防电化学腐蚀的角度上来看,还是从隔离的角度上来看,防腐蚀涂料的效果都是非常明显的,主要被应用在处于低温环境中的碳钢材料设备当中,有着十分广泛的应用范围。较为常用的防腐蚀涂料包括聚四氟乙烯,其有着非常好的稳定性,能够对氧化剂、强酸、强碱进行有效的防护,且不会和有机溶剂发生作用。聚四氟乙烯的应用范围较为广泛,能够适合多种温度环境,人们将其成为腐蚀抑制剂,且所需的用量非常小,但却能够获得非常好的效果。该涂料主要被用在中型、酸性和气体介质当中,有着非常好的缓蚀效率和防腐蚀效果,能够有效的降低设备腐蚀速度。2 盐湖化工企业建构筑物的腐蚀及防护措施分析在盐湖化工企业当中,建构筑物主要包括了厂房、办公楼以及车间等,具体分为两种类型,分别包括了钢结构式的建构筑物和钢筋混凝土式的建构筑物,本文主要探讨的是关于钢筋混凝土式建构筑物的腐蚀性质和防护措施,钢筋混凝土式的建构筑物受到腐蚀的途径主要包括了土壤中的卤水和空气中的硫酸根离子和氯离子,另外也包括了管道排放和泄露等因素。在盐湖地区通常会有着非常高含盐量的卤水,甚至达到了海水中含盐量的10倍左右,卤水中的成分主要包括了光卤石、水氯镁石、晶间卤石等等。通过调查可以发现,在卤水当中含有很高含量的氯化镁,这是一种侵蚀性非常强的侵蚀性介质,能够对钢筋混凝土式的建构筑物和钢结构式的建构筑物造成非常严重的腐蚀效果,侵蚀的整个过程分别包括了点侵蚀、起皮、脱落,从而造成非常严重的破坏效果,进而降低了整个建构筑物的整体,导致钢筋混凝土和钢结构的建构筑物中出现了巨大的安全隐患问题。一般来说一旦出现了这种问题,就需要对该建构筑物修理,过了数年后只能对其进行报废处理。2.1 混凝土的腐蚀分析钢筋混凝土中的成分包含了消石灰、水化铝酸钙和水泥化合物以及其他的粘结剂等等,另外也要搭配相应等级的碎石、骨料等等,与钢筋共同组成为一种复合物质,在盐湖化工企业中的建构筑物,主要受到的腐蚀影响主要包括了镁盐和氯盐这两种腐蚀效果。镁盐的存在形式主要包括了氯化镁和硫酸镁,当这两种物质存在于混凝土中时,会和水泥中的氢氧化钙进行反应,反应后生成的物质为氢氧化镁,这种物质呈现固体形态,主要存在于混凝土的缝隙当中,能够对周围环境中所存在的腐蚀介质进行阻挡,但在这个反应的过程中去消耗了氢氧化钙,导致混凝土中的酸碱值降低,那么水泥中硅酸钙和氯酸钙就与镁盐之间出现了反应,同时氢氧化镁也能够与硅胶和铝胶之间发生反应,从而大幅度的降低水泥粘结性,进而降低整个钢筋混凝土的强度等级。除了镁盐腐蚀之外,氯盐也会对钢筋混凝土造成严重的腐蚀效果,这里所说的氯盐具体是指氯离子,一般来说已经固化的氯化物并不会对混凝土造成破坏,因为钢筋混凝土建构筑物所出去的环境有着一定的差别,所以氯离子侵入混凝土的方式也各有不同,具体包括了扩散和渗透等多种方式,能够和混凝土中的氢氧化钙等物质进行反应,从而得到比价容易溶解的氯化钙以及结晶水,还包括大于反应物总体体积的固化物。根据这个过程能够得知,在这个过程中消耗了大量的氢氧化钙,对于凝胶和氢氧化钙之间的平衡造成了影响,从而使得凝胶被逐一的分解开来,那么混凝土就会出现表面溃散的情况。另外,混凝土中所存在的干湿交替位置,氯化钙还会产生结晶式的腐蚀效果。2.2 钢筋的腐蚀分析在钢筋混凝土式建构筑物中,钢筋之所以会出现腐蚀的情况,是因为其中存在着电化学腐蚀的情况,造成钢筋电化学腐蚀的情况需要以下几方面条件,首先需要有阴阳极的电位差。其次要包含离子的通路。第三要有电子通路。大部分情况下,钢筋混凝土都能够基本上达到电化学腐蚀的这几方面条件,一般来说在钢筋中的非钝化区一直会处于活化的状态当中,从而组成了电池阳极,从而形成电子并释放出去,最终形成了电子的通路。在钝化区域会形成电池阴极腐蚀,在钢筋中有着水和氧气,因为钢筋表面呈现着非均匀状态,所以表面会形成一定的电位差,所以如果处于潮湿的环境中,尤其是在含有氯离子的情况下,就会出现电化学反应,如果氧气足够,那么还会通过氧化的过程中产生红铁锈,导致钢筋的体积出现了膨胀的情况,这会对混凝土形成一定的膨胀应力,导致钢筋中出现裂缝情况。通常来看,钢筋混凝土中的钢筋受到的腐蚀情况达到了1%左右时,那么混凝土就会出现钢筋裂缝的情况。另外,在受到腐蚀后,钢筋中的有效面积会逐渐减小,在被腐蚀影响后,钢筋的有效面积会逐渐的减小,其表面的腐蚀物会呈现蓬松的状态,几乎失去了钢筋所具备的承载能力,同时使得钢筋所具备的载荷面积减小,那么其承载能力也会相应的降低。2.3 腐蚀防护措施研究通过调查分析可知,当钢筋混凝土中的酸碱值小于9.88时,钝化膜将很难顺利生成,即便已经生成了的钝化膜也会逐渐的分解。如果酸碱值高于9.88且低于11.5时,那么其表面的钝化膜就不再完整,无法对钢筋进行有效的保护,从而使得钢筋受到腐蚀的影响。当酸碱值大于11.5时,才能够确保钢筋处于钝化状态当中,随着碱含量的提升,那么会有更高的几率发生碱骨料反应,这对于混凝土本身的耐久能力会产生不利的影响。在混凝土中,水泥使其中的重要组成部分,可以说水泥的性质会直接影响混凝土的结构耐久性。因此,要结合所处的环境情况来合理的选择水泥品种,确保水泥中的碱性物质能够帮助钢筋钝化的实现,避免钢筋受到腐蚀。除此之外,矿物掺和料也会对混凝土的耐久性造成重要影响,通过使用矿物掺和料能够有效改善混凝土的结构,并提升其抗冻和密实的性能,特别是在冻融和硫酸盐的环境当中,能够避免混凝土受到腐蚀的影响。相比于普通钢筋而言,特种钢筋有着更强的耐腐蚀性能,尤其是在盐湖地区对于建构筑物抗腐蚀性有着更高的要求,应采用特种钢筋来替代普通钢筋,例如环氧涂层钢筋能够提升钢筋的抗腐蚀性能,虽然其成本较高,但却能够保持长期的抗腐蚀作用,从而弥补初期的高成本投入。除了上述的几种腐蚀防护措施之外,基础隔离墙也是防范腐蚀的重要手段,能够有效的提升建构筑物的抗腐蚀能力,隔离墙的建造可选择水泥土,虽然其在腐蚀介质的影响下会降低强度,但并不会对其防护作用造成影响,且这种防护的方法成本较低,十分适合应用在盐湖地区作为基础防护使用,尤其是在我国的西部地区,有着较为严重的盐污染,这种防护措施能够起到很好的效果。3 结语随着我国社会经济的发展和科学技术的进步,近些年来对于青海地区的盐湖资源进行了进一步的开发,建设了有色金属、氯碱、煤气、盐湖等化工产业,但与此同时所产生的腐蚀也在不断的增加,因此对于腐蚀的相关防护技术进行研究就显得十分重要。对于设备和建构筑物的腐蚀防护不仅仅是化工企业对建构筑物和设备进行日常维护工作中的重要内容,同时也与企业的节能减排和生态环保等工作有着重要的关联,所以需要不断的研究和探索,以建立一个更加适合盐湖化工企业生产运营的腐蚀防护措施。参考文献:[1]高明.盐湖化工企业中生产设备及建构筑物的腐蚀状况和防护措施分析[J].中国化工贸易,2020, 12(1): 215, 217.[2]刘艳霞.浅谈化工机械设备的腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (14): 4351.[3]闫鹏飞.石油化工静设备的应力腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (10): 4396.[4]牛晓军.氯碱工业中的设备腐蚀与防护[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 367.[5]靳成.现代设备的腐蚀问题及其防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 3499.[6]魏者聪,高阳,王长红,等.化工机械设备电化学腐蚀与防护方法研究[J].粘接,2019, 40(10): 107-110.[7]王为明.现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术[J].建筑工程技术与设计,2020 (3): 3663.

文章来源:盐湖研究 网址: http://yhyj.400nongye.com/lunwen/itemid-28291.shtml


上一篇: 西北生态脆弱区节水评价研究分析 ——以察尔
下一篇: 生物学论文_潮间带盐沼植物种子及实生苗漂浮起动临界剪切应力研究



点击在线投稿

 
/ / /
 
 
 
 

Copyright 2001-2021 400农业期刊网版权所有 做最专业学术期刊论文发表网站
本站不是《盐湖研究杂志社》官网,如果需要联系官方杂志社,请联系客服索取网站或者电话。