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摘 要：简要阐述了金属腐蚀的原理及腐蚀的类型，着重分析了腐蚀对安全的危害，提出了腐蚀的防范措施，最后得出在在安全评价过程中，应重点分析因设备腐蚀导致泄漏后可能发生的火灾爆炸、中毒等灾难性二次事故的危险。
关键词：安全评价；腐蚀；危害
1概述
腐蚀在现代工业过程中无所不在，腐蚀给材料造成了巨大的损失。估计全世界每年仅因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的30%，假如其中的2/3可以回炉再生，仍有10%的钢铁因腐蚀消失。各种构件、设备的腐蚀不仅是资源浪费，而且对安全的影响也比较大，可能会威胁到装置的安全运行，严重的甚至会发生各种突发性、灾难性事故。如飞机构件腐蚀损坏，易造成坠机事件、船舶腐蚀穿孔在海上易发生沉船的海损事故、化工设备腐蚀穿孔易造成易燃易爆、有毒有害物料的泄漏会造成火灾爆炸事故或中毒窒息事故的发生，因此，安全评价应对腐蚀危害进行全面的分析，着重分析对设备安全运行的影响，腐蚀后果是否会导致各种突发性、灾难性事故。
2腐蚀机理分析
腐蚀是金属材料与介质共同作用的过程，一般包括三个基本过程：
（1）通过对流和扩散作用使腐蚀介质向界面迁移；
（2）在相界面上进行反应；
（3）腐蚀产物从相界迁移到介质中去或在材料表面形成覆盖膜。另外腐蚀还受到离解、水解、吸附和溶剂化作用等其他过程的影响。
由于金属腐蚀过程主要在金属与介质之间的界面上进行，故它们具有以下两个特点：
（1）因腐蚀造成的破坏一般先从金属表面开始，然后伴随着腐蚀过程的进一步发展，腐蚀破坏将扩展到金属材料内部，并使金属性质和组成发生改变。在这种情况下金属可全部或部分地溶解，或形成的腐蚀产物沉积于金属上形成局部腐蚀原电池，加快了金属的局部腐蚀。
（2）金属材料的表面状态对腐蚀过程的进行有显著的影响。一般在金属的表面上具有钝化膜或防氧化覆盖层，故金属的腐蚀过程与这一保护层的化学成分、组织结构状态以及孔径、孔率等因素密切相关。一旦表面保护层受到机械损伤或者化学侵蚀以后，金属的腐蚀过程将大大加快。
2.1全面腐蚀
腐蚀分布在整个金属表面上，它可以是均匀的，也可以是不均匀的。如碳钢在强酸强碱中发生的腐蚀属于均匀腐蚀，金属在大气中的氧化腐蚀，一般会受日晒、雨淋、风向等因素的影响，是不均匀的。均匀腐蚀的危险性相对而言比较小，只要估测出腐蚀速度和材料的使用寿命之后，便可估算出材料的腐蚀裕量，并在设计时将此因素考虑在内。
2.2局部腐蚀
腐蚀主要集中于金属表面某一区域，而表面的其他部分则几乎未被破坏。局部腐蚀有很多类型，危害较大。局部腐蚀一般有以下几种类型：
（1）应力腐蚀破裂 它在局部腐蚀中居于首位。化工设备因应力腐蚀破裂造成的损坏尤为突出。根据腐蚀介质性质和应力状态的不同，裂纹特征会有所不同，在金相显微镜下，显微裂纹呈穿晶、晶界或两者混合形式。裂纹既有主干，也有分支，形似树枝状。裂纹横断面多为线状。裂纹走向与所受拉应力的方向垂直。
（2）小孔腐蚀（也称点蚀） 这种破坏主要集中在某些活性点上，并向金属内部深处发展。通常其腐蚀深度大于其孔径，小孔腐蚀如图2所示。严重时可使设备穿孔。不锈钢和铝合金在含有氯离子的溶液中常呈现这种破坏形式。这种腐蚀在化工生产过程中危害较大，如盛装易燃易爆液体的容器、储罐发生小孔腐蚀易造成泄漏，如遇明火易发生火灾爆炸事故。
（3）晶间腐蚀 这种腐蚀首先在晶粒边界上发生，并沿着晶界向纵深处发展，如图1所示。这时，虽然从金属外观看不出有明显的变化，但其机械性能确已大为降低了。通常晶间腐蚀出现于奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和铝合金的构件。
（4）电偶腐蚀 凡具有不同电极电位的金属互相接触，并在一定的介质中所发生的电化学腐蚀即属电偶腐蚀，图2所示的是不锈钢在自来水和海水中发生电偶腐蚀的示意图。例如热交换器的不锈钢管和碳钢花板连接处，碳钢在水中作为阳极而被加速腐蚀。
图1 晶间腐蚀 图2 电偶腐蝕
（5）选择性腐蚀 合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组分富集于金属表面上。例如黄铜的脱锌现象即属这类腐蚀。
3腐蚀危害分析
腐蚀的危害主要体现在设备设施的机械性能下降，造成各种故障，从而导致生产受损。不仅如此，腐蚀对设备设施的安全运行有很大的影响，如控制不力，还会造成各种安全事故。因此我们在安全评价过程中应着重分析腐蚀对安全的影响。腐蚀对安全的影响主要体现在以下几个方面。
3.1 全面腐蚀对安全的影响
（1）设备的支架、登高作业平台等发生全面腐蚀如氧化腐蚀，易导致其机械性能下降，如高处作业平台的承载能力下降，易导致高处作业人员高处坠落伤害，设备的支架如果长期腐蚀，达到一定程度，易造成设备倒塌，从而对周边作业人员、设施造成意外伤害。
（2）压力容器壁变薄，耐压能力下降，发生压力容器因其中的压力超过其耐压极限而爆炸。如锅炉的汽包，因为使用时间长，汽包壁发生均匀腐蚀而变薄，使其耐压极限下降，如果其耐压极限低于其日常工作压力，则易发生超压爆炸。
（3）储存易燃易爆或有毒介质的储罐，如果罐壁腐蚀变薄，由于底部压力大，腐蚀到一定程度后，其耐压极限小于其实际压力，则储罐底部易发生破裂，造成泄漏，易燃易爆介质，如遇明火等点火源，易发生火灾爆炸事故，有毒物质易造成周边人员急慢性中毒的事故。
3.2局部腐蚀对安全的影响
（1）储罐、反应釜（塔）及其他容器因局部腐蚀，发生腐蚀穿孔，易导致跑冒、滴、漏现象的发生。如果跑、冒、滴、漏的是易燃易爆物品，泄漏的量达到一定的数量，其在空气中的浓度达到其爆炸极限，遇明火或其他点火能源，易引发火灾爆炸事故的发生。如果是易燃或可燃物品，遇明火或其他点火能源也易造成火灾事故。 （2）局部腐蚀易导致工艺装置内因腐蚀产物的局部堆积造成堵塞，物料流动不畅，从而导致易燃易爆物料局部浓度过高，如同时存在点火能源则会导致火灾爆炸事故的发生。同时也会导致局部压力过高，如果压力超过其耐压极限，则易造成装置局部的超壓爆炸事故，如果其物料具有易燃易爆性，超压爆炸后遇点火能源还易造成二次火灾爆炸事故的发生，其危险性更大。
（3）压力容器、钢瓶、压力管道等内部局部腐蚀如果达到一定的程度，其局部耐压极限小于其工作压力，易导致其局部击穿，导致内部，易燃易爆或有毒物料的泄漏。
4腐蚀危害的防范
1）选择合适的耐蚀材料。根据腐蚀环境的介质、温度、压力、湿度等情况选择合适的耐蚀材料，并登记到设备档案中。当设备维修，局部更换时，应选用同种材质的材料，以免产生腐蚀原电池导致局部腐蚀。
2）设计合理的结构，防止设备内部局部产生腐蚀介质积聚，局部腐蚀物浓度提高产生局部腐蚀。
3）加强对设备腐蚀的检测与监控。通过挂片试验或腐蚀速度检测仪对设备的腐蚀速度进行检测计算设备的强度。根据腐蚀速度及设备壁厚可以估算出设备有大致使用寿命，只有在合理的使用寿命内使用，才能保证设备的安全性。另外可以通过现场的监控可以发现设备内部局部腐蚀情况，及时发现设备可能出现的腐蚀穿孔现象，及时发现设备的安全隐患。
3）进行适当的防腐蚀处理。进行适当的防腐蚀处理可以大大地减慢腐蚀速度，如在设备生产好后进行了必要的热处理，可以确保整体金属结构相同，防止因焊接、应力等导致的金属局部晶体结构不一致，可消除因此而产生的腐蚀原电池的腐蚀和局部的应力腐蚀；如在金属设备内部衬上防腐蚀性能较好的玻璃钢、橡胶等可以很好的耐酸、碱的腐蚀；
4）强化对介质成份的分析与控制。设备中介质成分的变化也会导致设备腐蚀速度的加快，加强对介质中腐蚀成分的分析，及时发现其中腐蚀性介质浓度的变化，根据其浓度变化情况采取必要的控制措施可有效地防止意外腐蚀事故的发生。
5结论
1）腐蚀在现代工业过程中普遍存在，对设备安全运行的影响很大。化工设备如储罐、反应塔器等腐蚀泄漏易导致易燃易爆或有毒物质的泄漏易发生火灾爆炸、中毒等灾难性事故。
2）设备腐蚀的速度与设备内的介质、温度、压力及设备的材质、结构有关。在实际操作中，应根据设备的腐蚀环境选用合适的防腐措施，控制腐蚀速度；同时应加强对设备腐蚀情况的监控。
3）设备在设计时应考虑合理的使用寿命周期内使用，并确保在设备的寿命周期内使用。
4）在安全评价过程中，对腐蚀危害的分析不仅应考虑腐蚀性介质对接触人员造成的腐蚀性灼伤危险，还应考虑因设备腐蚀导致泄漏后可能发生的火灾爆炸、中毒等灾难性二次事故的危险。
参考文献
1、金属腐蚀理论及应用 魏宝明著 化学工业出版社出版 2004年9月出版
2、腐蚀事故破坏事故100例 张远声著 化学工业出版社出版 2000年1月第一版
3、化工安全技术手册 冯肇瑞著 化学工业出版社出版 2003年2月1日出版
4、C.P.Drllon.Materals Performance. 1995.34（7）： 55
5、E.Drake.Materals Performance. 1990.29（2）： 64
关键词：安全评价；腐蚀；危害
1概述
腐蚀在现代工业过程中无所不在，腐蚀给材料造成了巨大的损失。估计全世界每年仅因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的30%，假如其中的2/3可以回炉再生，仍有10%的钢铁因腐蚀消失。各种构件、设备的腐蚀不仅是资源浪费，而且对安全的影响也比较大，可能会威胁到装置的安全运行，严重的甚至会发生各种突发性、灾难性事故。如飞机构件腐蚀损坏，易造成坠机事件、船舶腐蚀穿孔在海上易发生沉船的海损事故、化工设备腐蚀穿孔易造成易燃易爆、有毒有害物料的泄漏会造成火灾爆炸事故或中毒窒息事故的发生，因此，安全评价应对腐蚀危害进行全面的分析，着重分析对设备安全运行的影响，腐蚀后果是否会导致各种突发性、灾难性事故。
2腐蚀机理分析
腐蚀是金属材料与介质共同作用的过程，一般包括三个基本过程：
（1）通过对流和扩散作用使腐蚀介质向界面迁移；
（2）在相界面上进行反应；
（3）腐蚀产物从相界迁移到介质中去或在材料表面形成覆盖膜。另外腐蚀还受到离解、水解、吸附和溶剂化作用等其他过程的影响。
由于金属腐蚀过程主要在金属与介质之间的界面上进行，故它们具有以下两个特点：
（1）因腐蚀造成的破坏一般先从金属表面开始，然后伴随着腐蚀过程的进一步发展，腐蚀破坏将扩展到金属材料内部，并使金属性质和组成发生改变。在这种情况下金属可全部或部分地溶解，或形成的腐蚀产物沉积于金属上形成局部腐蚀原电池，加快了金属的局部腐蚀。
（2）金属材料的表面状态对腐蚀过程的进行有显著的影响。一般在金属的表面上具有钝化膜或防氧化覆盖层，故金属的腐蚀过程与这一保护层的化学成分、组织结构状态以及孔径、孔率等因素密切相关。一旦表面保护层受到机械损伤或者化学侵蚀以后，金属的腐蚀过程将大大加快。
2.1全面腐蚀
腐蚀分布在整个金属表面上，它可以是均匀的，也可以是不均匀的。如碳钢在强酸强碱中发生的腐蚀属于均匀腐蚀，金属在大气中的氧化腐蚀，一般会受日晒、雨淋、风向等因素的影响，是不均匀的。均匀腐蚀的危险性相对而言比较小，只要估测出腐蚀速度和材料的使用寿命之后，便可估算出材料的腐蚀裕量，并在设计时将此因素考虑在内。
2.2局部腐蚀
腐蚀主要集中于金属表面某一区域，而表面的其他部分则几乎未被破坏。局部腐蚀有很多类型，危害较大。局部腐蚀一般有以下几种类型：
（1）应力腐蚀破裂 它在局部腐蚀中居于首位。化工设备因应力腐蚀破裂造成的损坏尤为突出。根据腐蚀介质性质和应力状态的不同，裂纹特征会有所不同，在金相显微镜下，显微裂纹呈穿晶、晶界或两者混合形式。裂纹既有主干，也有分支，形似树枝状。裂纹横断面多为线状。裂纹走向与所受拉应力的方向垂直。
（2）小孔腐蚀（也称点蚀） 这种破坏主要集中在某些活性点上，并向金属内部深处发展。通常其腐蚀深度大于其孔径，小孔腐蚀如图2所示。严重时可使设备穿孔。不锈钢和铝合金在含有氯离子的溶液中常呈现这种破坏形式。这种腐蚀在化工生产过程中危害较大，如盛装易燃易爆液体的容器、储罐发生小孔腐蚀易造成泄漏，如遇明火易发生火灾爆炸事故。
（3）晶间腐蚀 这种腐蚀首先在晶粒边界上发生，并沿着晶界向纵深处发展，如图1所示。这时，虽然从金属外观看不出有明显的变化，但其机械性能确已大为降低了。通常晶间腐蚀出现于奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和铝合金的构件。
（4）电偶腐蚀 凡具有不同电极电位的金属互相接触，并在一定的介质中所发生的电化学腐蚀即属电偶腐蚀，图2所示的是不锈钢在自来水和海水中发生电偶腐蚀的示意图。例如热交换器的不锈钢管和碳钢花板连接处，碳钢在水中作为阳极而被加速腐蚀。
图1 晶间腐蚀 图2 电偶腐蝕
（5）选择性腐蚀 合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组分富集于金属表面上。例如黄铜的脱锌现象即属这类腐蚀。
3腐蚀危害分析
腐蚀的危害主要体现在设备设施的机械性能下降，造成各种故障，从而导致生产受损。不仅如此，腐蚀对设备设施的安全运行有很大的影响，如控制不力，还会造成各种安全事故。因此我们在安全评价过程中应着重分析腐蚀对安全的影响。腐蚀对安全的影响主要体现在以下几个方面。
3.1 全面腐蚀对安全的影响
（1）设备的支架、登高作业平台等发生全面腐蚀如氧化腐蚀，易导致其机械性能下降，如高处作业平台的承载能力下降，易导致高处作业人员高处坠落伤害，设备的支架如果长期腐蚀，达到一定程度，易造成设备倒塌，从而对周边作业人员、设施造成意外伤害。
（2）压力容器壁变薄，耐压能力下降，发生压力容器因其中的压力超过其耐压极限而爆炸。如锅炉的汽包，因为使用时间长，汽包壁发生均匀腐蚀而变薄，使其耐压极限下降，如果其耐压极限低于其日常工作压力，则易发生超压爆炸。
（3）储存易燃易爆或有毒介质的储罐，如果罐壁腐蚀变薄，由于底部压力大，腐蚀到一定程度后，其耐压极限小于其实际压力，则储罐底部易发生破裂，造成泄漏，易燃易爆介质，如遇明火等点火源，易发生火灾爆炸事故，有毒物质易造成周边人员急慢性中毒的事故。
3.2局部腐蚀对安全的影响
（1）储罐、反应釜（塔）及其他容器因局部腐蚀，发生腐蚀穿孔，易导致跑冒、滴、漏现象的发生。如果跑、冒、滴、漏的是易燃易爆物品，泄漏的量达到一定的数量，其在空气中的浓度达到其爆炸极限，遇明火或其他点火能源，易引发火灾爆炸事故的发生。如果是易燃或可燃物品，遇明火或其他点火能源也易造成火灾事故。 （2）局部腐蚀易导致工艺装置内因腐蚀产物的局部堆积造成堵塞，物料流动不畅，从而导致易燃易爆物料局部浓度过高，如同时存在点火能源则会导致火灾爆炸事故的发生。同时也会导致局部压力过高，如果压力超过其耐压极限，则易造成装置局部的超壓爆炸事故，如果其物料具有易燃易爆性，超压爆炸后遇点火能源还易造成二次火灾爆炸事故的发生，其危险性更大。
（3）压力容器、钢瓶、压力管道等内部局部腐蚀如果达到一定的程度，其局部耐压极限小于其工作压力，易导致其局部击穿，导致内部，易燃易爆或有毒物料的泄漏。
4腐蚀危害的防范
1）选择合适的耐蚀材料。根据腐蚀环境的介质、温度、压力、湿度等情况选择合适的耐蚀材料，并登记到设备档案中。当设备维修，局部更换时，应选用同种材质的材料，以免产生腐蚀原电池导致局部腐蚀。
2）设计合理的结构，防止设备内部局部产生腐蚀介质积聚，局部腐蚀物浓度提高产生局部腐蚀。
3）加强对设备腐蚀的检测与监控。通过挂片试验或腐蚀速度检测仪对设备的腐蚀速度进行检测计算设备的强度。根据腐蚀速度及设备壁厚可以估算出设备有大致使用寿命，只有在合理的使用寿命内使用，才能保证设备的安全性。另外可以通过现场的监控可以发现设备内部局部腐蚀情况，及时发现设备可能出现的腐蚀穿孔现象，及时发现设备的安全隐患。
3）进行适当的防腐蚀处理。进行适当的防腐蚀处理可以大大地减慢腐蚀速度，如在设备生产好后进行了必要的热处理，可以确保整体金属结构相同，防止因焊接、应力等导致的金属局部晶体结构不一致，可消除因此而产生的腐蚀原电池的腐蚀和局部的应力腐蚀；如在金属设备内部衬上防腐蚀性能较好的玻璃钢、橡胶等可以很好的耐酸、碱的腐蚀；
4）强化对介质成份的分析与控制。设备中介质成分的变化也会导致设备腐蚀速度的加快，加强对介质中腐蚀成分的分析，及时发现其中腐蚀性介质浓度的变化，根据其浓度变化情况采取必要的控制措施可有效地防止意外腐蚀事故的发生。
5结论
1）腐蚀在现代工业过程中普遍存在，对设备安全运行的影响很大。化工设备如储罐、反应塔器等腐蚀泄漏易导致易燃易爆或有毒物质的泄漏易发生火灾爆炸、中毒等灾难性事故。
2）设备腐蚀的速度与设备内的介质、温度、压力及设备的材质、结构有关。在实际操作中，应根据设备的腐蚀环境选用合适的防腐措施，控制腐蚀速度；同时应加强对设备腐蚀情况的监控。
3）设备在设计时应考虑合理的使用寿命周期内使用，并确保在设备的寿命周期内使用。
4）在安全评价过程中，对腐蚀危害的分析不仅应考虑腐蚀性介质对接触人员造成的腐蚀性灼伤危险，还应考虑因设备腐蚀导致泄漏后可能发生的火灾爆炸、中毒等灾难性二次事故的危险。
参考文献
1、金属腐蚀理论及应用 魏宝明著 化学工业出版社出版 2004年9月出版
2、腐蚀事故破坏事故100例 张远声著 化学工业出版社出版 2000年1月第一版
3、化工安全技术手册 冯肇瑞著 化学工业出版社出版 2003年2月1日出版
4、C.P.Drllon.Materals Performance. 1995.34（7）： 55
5、E.Drake.Materals Performance. 1990.29（2）： 64