VOCs治理設(shè)施的腐蝕，是我們最為常見的問題。特別是化工企業(yè)的VOCs治理系統(tǒng)的防腐蝕，在前期設(shè)計(jì)階段就要考慮廢氣的來氣工況來確定VOCs治理設(shè)施的材質(zhì)選型，如下是一些防腐蝕的知識(shí)，分享給大家：

一、概述

1.腐蝕分類

當(dāng)金屬與周圍的氣態(tài)介質(zhì)或液態(tài)介質(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用引起的金屬損壞現(xiàn)象統(tǒng)稱為腐蝕。按照腐蝕的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，可以分為:

①化學(xué)腐蝕。金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生氧化作用而引起的腐蝕。金屬在干燥的氣體和非電解液中發(fā)生的腐蝕以及金屬在高溫下發(fā)生的腐蝕均屬于化學(xué)腐蝕。

②電化學(xué)腐蝕。金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于微電池和大電池作用而發(fā)生的金屬腐蝕。電化學(xué)腐蝕最為普遍，金屬在大氣、土壤、海水以及在各種電解質(zhì)溶液中發(fā)生的腐蝕均屬于電化學(xué)腐蝕。

2 管道及設(shè)備防腐蝕基本原則

①對(duì)有腐蝕性氣體逸出的工藝設(shè)備，應(yīng)盡可能采取密閉措施，以減少空氣中有害氣體的含量，減少其腐蝕。

②當(dāng)排風(fēng)系統(tǒng)排出潮濕氣體或蒸汽且有凝結(jié)的可能時(shí)，風(fēng)道應(yīng)按一定坡度敷設(shè)，在最低點(diǎn)設(shè)排水裝置。

3為了減少風(fēng)道及構(gòu)件的局部腐蝕，特別是排出有浸蝕性的氣體、蒸汽和粉塵時(shí)，應(yīng)盡量減少法蘭連接.若采用法蘭連接時(shí)，則應(yīng)在法蘭處使用防腐墊片。為了清除沉積在風(fēng)道和設(shè)備內(nèi)的粉塵，應(yīng)設(shè)清掃孔或沖洗水管。

二、防腐蝕措施

管道及設(shè)備的防腐蝕措施主要包括在金屬表面覆蓋保護(hù)膜(層)和采用耐腐蝕材料兩大方面。在選用防腐蝕措施時(shí)，不僅要考慮在使用條件下材料的耐腐蝕性能，而且還應(yīng)考慮到材料的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性能、材料的來源和價(jià)格、現(xiàn)場(chǎng)加工條件及施工能力，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

1.在金屬表面覆蓋保護(hù)膜(層)

在金屬表面覆蓋保護(hù)膜(層)的防腐方法有防腐涂料、金屬噴鍍、聚乙烯噴鍍、金屬電鍍、橡膠襯里及鑄石襯里等。

(1)防腐涂料 防腐涂料按其用途可分為內(nèi)防腐和外防腐兩類。內(nèi)防腐為設(shè)備、管道內(nèi)辟用的涂料，用以隔離設(shè)備、管道內(nèi)腐蝕介質(zhì)的腐蝕;外防腐為設(shè)備、管道外壁用的涂料，以隔離擴(kuò)散至空氣中的腐蝕介質(zhì)或防止大氣腐蝕，既起到防腐作用又起到裝飾作用。使用目的不同，選用時(shí)對(duì)涂料的要求也不相同。對(duì)于內(nèi)防腐涂料，應(yīng)符合以下要求:a具有良好的耐腐蝕性能;b.涂層應(yīng)完整、密實(shí)、連續(xù)無孔，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和抗沖擊性能;c.涂層應(yīng)有良好的附著力;d.具有良好的耐熱性能，選用時(shí)應(yīng)注意使用溫度條件;e. 施工方法必須切實(shí)可行，如選用熱固性涂料，則應(yīng)具備相應(yīng)的熱處理設(shè)備。

設(shè)備和管道外壁的防腐涂料，除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)符合以下要求:a.涂層應(yīng)具有防水、防潮、防大氣腐蝕的性能，能耐紫外線日照等物理因素的作用;b.涂層應(yīng)有一定的色澤，具有裝飾、標(biāo)志等作用;c.涂層能在常溫下固化。

常用的防腐蝕涂料品種見表19-25。

(2)金屬噴鍍 金屬噴是用壓縮空氣將熔融狀的金屬霧化成微粉，噴射在防腐設(shè)備表面上，形成一層完整的金屬覆蓋層。這種方法的工藝和設(shè)備較為簡(jiǎn)單，能用來噴鍍絕大多數(shù)的金屬與合金，而且基本上不受設(shè)備形狀的限制，可根據(jù)需要獲得良好的金屬覆蓋層。但由于所噴鍍的金屬與基體金屬的結(jié)合不如電鍍牢固、鍍層孔隙率大、部分金屬制絲困難等原因，限制了該法的應(yīng)用。目前金屬噴鍍主要用于三個(gè)方面:在碳鋼設(shè)備上噴鍍金屬，以防止腐蝕性介質(zhì)腐蝕和高溫氧化;修復(fù)磨蝕的設(shè)備;以噴鍍金屬的非金屬材料來代替金屬材料加工設(shè)備。

(3)聚乙烯 噴鍍聚乙烯噴鍍是用噴槍在高溫下將聚乙烯絲不斷地熔化噴鍍?cè)谠O(shè)備表面上塑化成薄膜，用以保護(hù)設(shè)備表面不受酸堿氣體的侵蝕，其噴鍍工藝與金屬噴鍍基本相同。聚乙烯噴鍍層與鋼板的結(jié)合力很好，可耐溫100~110℃，耐酸、耐堿性能甚好。

(4)金屬電鍍 利用直流電作用從電解液中析出金屬，并沉積附著在物體表面上而獲得金屬覆蓋層的方法稱為金屬電鍍。電鍍層與物體的結(jié)合力比噴鍍層高，并具有較好的耐腐蝕和耐磨性能，外表美觀，可用于裝飾。它的缺點(diǎn)是成本較高，工藝較復(fù)雜，使用受到一定的限制。

可用于電鍍層的金屬較多，如鋅、鎘、銅、鎳、錫、鉻等。根據(jù)鍍層金屬與基體金屬之間的電位高低，電鍍層可分為陽極性鍍層和陰極性鍍層兩類。陽極性鍍層能使基體金屬不受電化學(xué)腐蝕，如鋼鐵的鍍鋅層;陰極性鍍層不能使基體金屬免受電化學(xué)腐蝕，如鋼鐵的鍍鎳、鍍銅、鍍鉻等鍍層。因此，選擇金屬電鍍層時(shí)應(yīng)注意:a.金屬電鍍層在介質(zhì)中的穩(wěn)定性;b.在被覆蓋的基體金屬上能獲得鍍層厚度均勻的可能性;c.鍍層與基體金屬之間應(yīng)具有良好的結(jié)合力。

(5)橡膠襯里 橡膠具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在-50~150℃溫度下有優(yōu)良的彈性、良好的扯斷強(qiáng)度和耐疲勞性、不透水性、耐酸堿性和電絕緣性等。這些良好的綜合物理機(jī)械性能使得橡膠在作為防腐蝕襯里方面得到廣泛應(yīng)用。用于防腐蝕的合成橡膠品種有丁基橡膠、氬丁橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠和氯醇橡膠等。

根據(jù)橡膠的含硫不同，一般可分為軟橡膠、半硬橡膠和硬橡膠。設(shè)備橡膠襯里的層數(shù)和厚度根據(jù)使用條件而異，一般按以下條件采用:a.貯槽、貯罐一層，2~4mm厚橡膠;b.泵、風(fēng)機(jī)二層，4~6mm厚橡膠;c.用于含有固體微粒的腐蝕介質(zhì)中，二層，先以1.5~2mm軟橡膠打底，再覆以3mm軟橡膠;d.若設(shè)備外表面會(huì)遭受沖擊時(shí)，先以15~2mm軟橡膠打底，再覆以3mm硬橡膠;e.設(shè)備在較嚴(yán)重腐蝕介質(zhì)下運(yùn)行，先以1.5~2mm軟橡膠打底，中間層為3mm硬橡膠，外覆1.5~2mm 軟橡膠。

襯里被損壞的地方可用膠膏修補(bǔ)，先將損壞處挖掉，除銹，用苯擦洗，再涂以軟膏，而后用熱烙鐵烙干即可。

(6)鑄石襯里 鑄石是以天然巖石或工業(yè)廢渣為原料，加入一定的附加劑(如角閃巖、白云石、螢石等)和結(jié)晶劑(如鉻鐵礦、鈦鐵礦等)，經(jīng)熔化、澆注、結(jié)晶、退火等工序而制成的一種非金屬耐腐蝕材料。我國(guó)目前生產(chǎn)鑄石的主要原料是輝綠巖、玄武巖，少部分采用頁巖、工業(yè)廢渣(冶金廢渣、化工廢渣和煤矸石等)。鑄石的成形工藝有熔鑄成形、燒結(jié)成形和熱態(tài)直接澆注成形三類。用鑄石澆注加工成的制品有各種規(guī)格和形狀的板、磚、管及各種異形構(gòu)件。鑄石制品具有良好的耐酸堿腐蝕性能、耐磨性能，抗壓強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)致密，吸水率小，此外，還具有不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電和防X光線(如重晶石)等特殊性能。鑄石制品的主要缺點(diǎn)是性脆，不能承受重物沖擊，熱穩(wěn)定性差，只宜在常溫下使用。如需高溫下使用，必須逐漸升溫，且不宜超過200℃。

加工成的鑄石粉可配制耐腐蝕膠泥混凝土，用于打制各種輸液槽、蓄酸堿池等，也可用作鑄石制品的黏結(jié)料，堵塞各種酸堿容器漏洞等。

2.腐材

(1)耐腐蝕有機(jī)材料

①塑料 塑料的耐腐蝕性能很好，已被廣泛應(yīng)用，聚氯乙烯塑料、各種氟塑料、酚醛塑料均具有很好的耐腐蝕性能。

硬聚氯乙烯塑料(硬PVC)的耐腐蝕性能見表19-27。硬聚氯乙烯塑料具有表面光滑、耐酸堿腐蝕性強(qiáng)、物理機(jī)械性能好、易于二次加工成形、施工修補(bǔ)方便等特點(diǎn)，但耐溫較低(60℃以下) 線脹系數(shù)較大。另外，本身雖屬絕緣材料，但常會(huì)產(chǎn)生帶靜電荷現(xiàn)象。

硬聚氳乙烯塑料可壓制加工成各種規(guī)格的板材、管材、閥門及配件，適宜輸送有腐蝕性的氣體或液體以及制作各種貯槽。板材的厚度一般為2~40mm，寬700mm，長(zhǎng)1600mm，密度為1350~1600kg/m，拉伸強(qiáng)度為49.05MPa，彎曲強(qiáng)度為8829MPa。

硬聚氯乙烯塑料板的拼接，一般采用空壓機(jī)供氣的電熱焊槍進(jìn)行焊接，還可采用冷黏接。可用的黏結(jié)劑有FN-303膠結(jié)劑、氯丁橡膠黏結(jié)劑、瀝青橡膠瑪蹄脂黏結(jié)劑、過氯乙烯黏結(jié)劑等。

②玻璃鋼 以玻璃纖維制品為增強(qiáng)材料，以樹脂為黏結(jié)劑，經(jīng)過一定的成形工藝制作而成的復(fù)合材料稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱玻璃鋼。用于防腐工程的玻璃鋼品種較多，常用的有環(huán)氧類、酚醛類、呋喃類、聚酯類等。玻璃鋼質(zhì)輕、強(qiáng)度高，耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良，電絕緣性好，便于加工成形。但價(jià)格較貴，施工時(shí)有氣味。

常用的幾種玻璃鋼種類、用料及特點(diǎn)見表19-28，其耐腐蝕性能見表19-29。

玻璃鋼的密度為1400~2200kg/m，抗強(qiáng)度為157~226MPa，使用溫度為90~190℃，導(dǎo)熱性為金屬的1/1000~1/100。表19-29中所列四種玻璃鋼均不耐氫氟酸的腐蝕，采用MFE-2、MEE-3耐腐蝕樹脂并以滌綸布為增強(qiáng)材料時(shí)，可耐氫氟酸的腐蝕，但價(jià)格較高。

③塑料復(fù)合鋼板 塑料復(fù)合鋼板是在普碳鋼鋼板上復(fù)合02~0.4mm的軟質(zhì)或半硬質(zhì)聚氯乙烯塑料膜。

它有單面復(fù)層和雙面復(fù)層兩種，其主要技術(shù)性能如下:a.可以耐酸、堿、油及醇類的侵蝕，但對(duì)有機(jī)溶劑的耐腐蝕性差，耐水性好;b絕緣、耐磨性能較好;c.塑料膜與鋼板間的剝離強(qiáng)度>196kPa，當(dāng)杯突式試驗(yàn)深度不小于65mm時(shí)，復(fù)合層不會(huì)發(fā)生剝離現(xiàn)象，當(dāng)冷彎180°時(shí)，復(fù)合層不分離開裂;d.具有一般碳鋼板所具有的切斷、彎曲、深沖、鉆孔、鉚合、咬合、卷邊等加工性能，加工溫度以20~40℃為最好;e.可在10~60℃溫度下長(zhǎng)期使用，短期可耐120℃。

塑料復(fù)合鋼板價(jià)格較貴，比普碳鋼板貴50%左右。

④玻璃鋼/聚氯乙烯(FRP/PVC)復(fù)合管和管件該復(fù)合管具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、耐腐蝕、防滲、防老化、抗靜電和阻燃等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于石油、化工、冶金等行業(yè)，作為各種腐蝕介質(zhì)的理想輸送管道。該產(chǎn)品以聚氯乙烯材料為內(nèi)襯，外纏繞玻璃鋼增強(qiáng)，可用于80℃以下的溫度環(huán)境，工作壓力為0.4~1.6MPa。

(2)耐腐蝕無機(jī)材料耐腐蝕無機(jī)材料種類很多，包括天然石材、鑄石、耐酸陶瓷、水玻璃類耐酸材料、硫黃類耐腐蝕材料、樹脂膠泥耐腐蝕材料等。這些材料一般皆耐酸、耐堿、耐磨，取材方便，價(jià)格便宜，廣泛用于防腐的建筑材料(地面、墻面)及設(shè)備基礎(chǔ)等。

(3)耐腐蝕金屬材料各種不同成分和結(jié)構(gòu)的金屬，如碳素鋼、鑄鐵、高硅鐵、不銹鋼以及鉛、鋁、銅等有色金屬材料，皆有不同程度的耐腐蝕性能。

①鋼和鑄鐵碳素鋼在無氧酸(如鹽酸、氫氟酸)中能被強(qiáng)烈腐蝕，腐蝕速度隨酸的濃度增加而加快，鑄鐵在無氧酸中比碳鋼腐蝕得更為劇烈。碳鋼在含氧酸(如硝酸、硫酸)中的腐蝕速率取決于酸的氧化能力。

硝酸濃度為30%時(shí)對(duì)碳鋼的腐蝕速率最快，濃度再增高腐蝕速率反而逐漸降低。碳鋼和鑄鐵在濃度大于70%的硫酸中是耐腐蝕的，一般情況下鑄鐵比碳鋼耐腐蝕。

碳鋼和鑄鐵在濃度小于30%的堿性溶液中具有良好的耐腐蝕性能，但濃度超過30%后則不再耐腐蝕。堿性溶液濃度越高，對(duì)碳鋼和鑄鐵的腐蝕速度越快，溫度增高時(shí)更為嚴(yán)重。

碳鋼和鑄鐵在腐蝕性氣體(如氯氣、硫化氫、二硫化碳)中的腐蝕速率，與氣體的濕度和溫度有密切的關(guān)系，在干燥、常溫環(huán)境下腐蝕較輕微，在潮濕、高溫環(huán)境下腐蝕較嚴(yán)重。

②硅鐵硅鐵合金對(duì)酸和濃度大于20%的硫酸都很穩(wěn)定，通常用作泵和冷凝成酸塔的材料。

③鉛鉛在稀硫酸中很穩(wěn)定，但任何濃硫酸設(shè)備都不宜用鉛制作。

④不銹鋼不銹鋼在有氧化劑的情況下也具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，但在還原性介質(zhì)中卻會(huì)被腐蝕。耐濃硫酸的性能不如碳鋼，耐稀硫酸的性能不如鉛。

來源：《大氣污染控制技術(shù)手冊(cè)》，長(zhǎng)三角VOCs治理產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)盟，VOCs減排工作站