淺析冶金化工污水裝置設(shè)備防腐

李 虎

（重慶川儀自動化股份有限公司，重慶 401221）

冶金化工污水裝置應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜，設(shè)備防腐成為行業(yè)內(nèi)所關(guān)注的重要問題，目前設(shè)備腐蝕主要是由于設(shè)備長期與空氣和含有雜質(zhì)的水分相互接觸并發(fā)發(fā)生化學(xué)和物理反應(yīng)，從而導(dǎo)致污水裝置出現(xiàn)腐蝕，嚴(yán)重的影響到了設(shè)備的正常使用，為此需要探究設(shè)備腐蝕現(xiàn)狀并針對不同類型的腐蝕情況提出合理的解決對策，以此來提升污水裝置防腐效果。

1 冶金化工污水裝置腐蝕現(xiàn)狀

1.1 冶金化工污水裝置

金屬材料作為冶金化工的重要原材料之一，在實(shí)際生產(chǎn)中會由于金屬資源的匱乏，帶來一些列的冶金問題，其中最為重要的就是冶金化工污水裝置易腐蝕現(xiàn)象，其包括地下管道線路、污水池和閥門等，如表所示。

表1 污水裝置設(shè)備腐蝕情況

1.2 冶金化工污水裝置腐蝕原因

目前冶金化工污水裝置腐蝕類型有局部腐蝕和均衡腐蝕兩種，相對來說裝置出現(xiàn)局部腐蝕的現(xiàn)象非常普遍，其主要表現(xiàn)為設(shè)備的零部件會由于某種介質(zhì)的作用，在一定的溫度和壓力作用下出現(xiàn)局部腐蝕或者是電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，該現(xiàn)象會導(dǎo)冶金機(jī)械設(shè)備難以正常運(yùn)作，因而需要設(shè)備管理人員對該現(xiàn)象加以重視。其次就是均衡腐蝕，該現(xiàn)象最常出現(xiàn)在化學(xué)機(jī)械中，通?；瘜W(xué)技術(shù)人員會通過專業(yè)的函數(shù)公式用于計(jì)算出金屬腐蝕率，使得金屬長期浸泡在比較弱腐蝕性的溶液中，或者是接觸到腐蝕性的介質(zhì)，后出現(xiàn)均衡腐蝕的現(xiàn)象。

在分析冶金化工污水裝置設(shè)備防腐問題中需要討論其腐蝕的重要原因，在本文中將其歸納為外部和內(nèi)部兩個(gè)方面進(jìn)行討論。

1.2.1 外部原因

冶金化工污水裝置由于長期與發(fā)生局部腐蝕的介質(zhì)進(jìn)行接觸，這種狀態(tài)持續(xù)較長的時(shí)間也會導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，以換熱器為例，其中水是最常用的媒介，所使用的水pH數(shù)值開始下降，容易出現(xiàn)水汽滲透的現(xiàn)象，導(dǎo)致裝置管道中的空氣含量增大，以此來加速裝置換熱器腐蝕速度?；ひ苯鸹^(qū)域需要很多存儲罐，這些存儲罐用于裝不同類型的介質(zhì)，在運(yùn)輸和存儲器件腐蝕性的介質(zhì)在底板留有少許的水分，使其出現(xiàn)底水層，底水層中會有部分的硫酸鹽殘留物，滋養(yǎng)一些微生物，容易加劇裝置出現(xiàn)化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，最終存儲罐內(nèi)壁出現(xiàn)不同程度的腐蝕情況。

除了上述腐蝕性介質(zhì)造成裝置出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，還包括介質(zhì)的流速以及外界緩解等都可以對加速腐蝕，其中介質(zhì)的流動速度對于腐蝕影響相對較大，這是因?yàn)榻橘|(zhì)與冶金化工污水裝置相對流速較大，會加重裝置表面的腐蝕程度，同時(shí)振動也會導(dǎo)致裝置出現(xiàn)磨損以及腐蝕現(xiàn)象。環(huán)境溫度主要體現(xiàn)在溫度提升以后，電解溶液中的電阻數(shù)值會有所下降，這樣加快了擴(kuò)散速度，使得設(shè)備腐蝕程度有所提升。

1.2.2 內(nèi)部原因

冶金化工污水設(shè)備防腐自身的防腐性能不是很好，其原在于在污水處理中需要涉及到裝置用量比較大，同時(shí)冶金金屬材料的自身防腐性能并不是很強(qiáng)，換熱器材主要是常用材料，其中包括磷元素、硅元素以及錳元素等，這類會加速換熱設(shè)備的腐蝕概率。

工廠所使用到的設(shè)備材料未能滿足質(zhì)量合格要求，其表現(xiàn)為，設(shè)備質(zhì)量無法達(dá)到規(guī)定需求，這主要?dú)w為部分管線所使用的材料無法滿足規(guī)定要求，甚至有些材料還是廢棄材料，在飽受嚴(yán)重腐蝕以后，還會對其他正常的管線進(jìn)行腐蝕影響，為此需要關(guān)注到冶金化污水裝置管線腐蝕現(xiàn)象，若是將其忽略必然會引發(fā)更大規(guī)模管線老化現(xiàn)象，導(dǎo)致管線出現(xiàn)裂縫。

（1）管線滲漏原因分析：在冶金化工污水處理系統(tǒng)中裝置內(nèi)機(jī)泵主要材質(zhì)為PVC管線，對于化工企業(yè)來說這種材質(zhì)成本比較低廉，硫酸鹽腐蝕性比較好，同時(shí)材質(zhì)又屬于脆性材料，若是長期使用會因各類振動條件或者是老化問題導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫，同時(shí)pH接口處或者是連接處也會由于老化等原因?qū)е鹿艿谰€路出現(xiàn)裂紋，最終出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

通常污水處理裝置中地下管道采用水平放置的防腐，管道直徑固定但是其深度數(shù)值不同，容易造成氧濃度差，對于管道下埋比較深的地方，會因?yàn)檠踉睾侩y以達(dá)到需要程度，可以將其看作電池的陽極，通常陽極部分最容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

若是管道外幣所涂抹的防腐層被微生物所破壞，通常會選擇瀝青作為防腐材料，當(dāng)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象后，容易導(dǎo)致管道出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，同時(shí)在土壤中還有其他的介質(zhì)和細(xì)菌，這些物質(zhì)同樣會加速管道的腐蝕，這也是管道最常腐蝕的原因。并且很多廠區(qū)只是對管道進(jìn)行一層防腐材料的涂抹，雖會有一定的作用但是作用效果并不明顯，最終導(dǎo)致管道外壁出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，為污水處理增加了難度。其實(shí)若是細(xì)分管道線路出現(xiàn)滲透的原因可以概括為兩部分即外腐蝕和內(nèi)腐蝕。具體可以理解為管道外壁的防腐材料因?yàn)殚L年失修出現(xiàn)老化，甚至開始剝離，或者是初期所使用的材料本身就存在質(zhì)量問題；其次就是在整個(gè)管道內(nèi)部可以將其想象成為原電池，基于原電池原理，陽極部分的氫氧化亞鐵會在水和氧氣的作用下形成氫氧化鐵，這種物質(zhì)自身的溶解度比較小，加劇管道內(nèi)化學(xué)腐蝕的發(fā)生，通常地上管道主要出現(xiàn)內(nèi)腐蝕現(xiàn)象。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕：在污水裝置中腐蝕介質(zhì)主要為硫酸銨水溶液，水溶液呈現(xiàn)出酸性，pH數(shù)值一般為4～5，這種水溶液容易對混凝土材質(zhì)造成腐蝕，該現(xiàn)象是一個(gè)非常復(fù)雜的物化過程，既包含著化學(xué)腐蝕，又有結(jié)晶碰撞，導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕等。混凝土最主要的成分物質(zhì)為硅酸鹽水泥，該材質(zhì)中氧化鈣的含量可以超過61%～65%，混凝土材質(zhì)的屬性并非為酸性和堿性。但是硫酸銨則屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，可以與氧化鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最終生成可溶性復(fù)鹽，并以水溶液的形式流失。因?yàn)樵诨炷敛馁|(zhì)中有大量的非封閉空隙存在，影響到材質(zhì)的滲透性。

很多冶金化工廠為了方便廠區(qū)打掃，會使用到?jīng)_洗機(jī)泵、管線等，地面結(jié)晶的硫酸銨晶體會由于遇水后出現(xiàn)水解，以水溶液的形式直接滲透到混凝土中，當(dāng)濕度有所降低以后又會有新的結(jié)晶體析出，相應(yīng)的體積也會膨脹，干濕交替過程中結(jié)晶體會發(fā)生物理變化，并在水泥材料的孔隙中不斷的生長，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

（3）動設(shè)備腐蝕：在本文中所說的動設(shè)備包括機(jī)封、軸套以及泵殼等相關(guān)的設(shè)備，這些設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象其原理與上述靜設(shè)備原理相類似，同樣是由腐蝕性的介質(zhì)造成，或者是空氣中的某些氣體所影響，導(dǎo)致腐蝕程度加劇。對于冶金化工廠來說其空氣中不僅有SO2氣體還有CO2以及氯化物等，這些氣體會不同程度的影響到化工區(qū)域內(nèi)的腐蝕現(xiàn)象。

2 冶金化工污水裝置防腐措施

對于冶金化工污水裝置來說最容易使用的防腐措施為管線防腐、環(huán)氧樹脂以及不銹鋼管線等；水池內(nèi)部則是使用環(huán)氧玻璃鋼與各種防腐涂層等。其次就是化工污水處理裝置中初期在設(shè)計(jì)的時(shí)候未能充分考慮到防腐效果，在投入使用以后會發(fā)現(xiàn)水池內(nèi)水質(zhì)非常惡劣，具有較強(qiáng)的腐蝕性，這使得水池內(nèi)壁自然遭到各種腐蝕，其表面的混凝土材質(zhì)開始脫落，并呈現(xiàn)出凹凸不平的狀態(tài)，最終出現(xiàn)內(nèi)池滲漏現(xiàn)象，該問題不僅影響到了冶金化工區(qū)域的構(gòu)筑物的使用壽命，干擾正常設(shè)備運(yùn)行，并且嚴(yán)重的威脅到區(qū)域內(nèi)環(huán)境，最終造成不良后果。

2.1 選擇合適的防腐材料

對于冶金化工污水裝置處理池內(nèi)部和表面會有硫酸銨材質(zhì)，外部也有螺桿泵以及泵座等，這些部位最容易與硫酸銨相互接觸，針對這一現(xiàn)象可以可以選擇抗硫酸的混凝土對其進(jìn)行處理，選材的時(shí)候要考慮到水泥具體使用的標(biāo)號，達(dá)到對混凝土的比重以此來增強(qiáng)混凝土的密實(shí)程度，進(jìn)而有效的改善了廠區(qū)混凝土的抗所滲透特性以及耐腐蝕特。

在選材過程中要明確設(shè)備所處要的環(huán)境、介質(zhì)以及壓力等，經(jīng)過綜合對比，找到行將比較高的材料，對于污水處理裝置來說前期投入成本相對較高，但是耐腐蝕材料可以增強(qiáng)設(shè)備的使用壽命，在檢修和設(shè)備管理方面不需要消耗大量的成本和人力，為此管理者需要從長遠(yuǎn)角度考慮，嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，以此來更好的應(yīng)對管線腐蝕問題。

2.2 污水池防腐

通常區(qū)域內(nèi)所使用的污水池采用半地下封閉式防腐，池內(nèi)壁長期處于污水與地下水中，導(dǎo)致池子表面一直為潮濕狀態(tài)，其內(nèi)部水分含量超過了10%，我國對于混凝土或其他材質(zhì)進(jìn)行防腐規(guī)定，表面含水量應(yīng)當(dāng)?shù)陀?%，由此可見已經(jīng)完全超過國家規(guī)定要求，這就是的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)建物存易脫落的問題。對于這種水分含量比較高的混凝土，一般會使用玻璃鋼防腐方式，但是這種方法會導(dǎo)致面層與基體無法很好的結(jié)合在一起，甚至容易出現(xiàn)鼓包的現(xiàn)象，為了更好的解決這一問題，采用創(chuàng)新型防腐材料即Agru Smooth SheetHDPE 3.0 厚光面帶爪釘板，以此來有效的規(guī)避上述問題發(fā)生。

3 結(jié)語

對于冶金化工污水處理中所使用的裝置多數(shù)是由介質(zhì)造成腐蝕，長期使用無法對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)檢修加劇設(shè)備的腐蝕速度，這就要求管理人員需要根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行定期檢修，若發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)損壞需要及時(shí)對其進(jìn)行更換。同時(shí)也要對污水處理設(shè)備做好防腐保護(hù)，其包括動設(shè)備盡可能的采用到不銹鋼等耐腐材料，其次是常用的冷卻水中含有大量的雜質(zhì)，為了減少介質(zhì)對于設(shè)備內(nèi)壁的影響，可以更換為工業(yè)水，并且要做好動設(shè)備的外表面防腐，如涂抹各類防腐材料等，這樣也可也減緩空氣重有害氣體對動設(shè)備腐蝕程度。