提高化工机械设备防腐蚀能力探究

提高化工机械设备防腐蚀能力探究

刘汉章胡学卫

关键词：化工机械；设备防腐；能力探讨

一、化工机械设备腐蚀概述

腐蚀是由于化学作用使得物体受到破坏或消耗。腐蚀的定义具有广义和狭义之分：从广义的角度来讲，腐蚀是材料与环境之间发生了电化学或者化学作用，从而使得材料的功能受到一定的破坏或消耗；从狭义的角度来讲，腐蚀是金属物质同环境之间发生了物理的以及化学的作用，从而使得金属物质的性能发生了改变，造成了环境、金属以及其系统受到了损失的现象。在化工行业中，化工机械发生腐蚀是比较普遍的现象，该过程是自发的。当化工机械设备受到腐蚀后，其色泽、外形以及机械性能等方面都会发生相应的变化，不仅仅造成设备的损坏，同时也严重的浪费了资源和能源，对企业造成巨大的损失。化工机械设备的腐蚀一般是由于以下原因造成的：

1.化学腐蚀。

化学腐蚀是化工机械设备中常见的腐蚀类型之一。是金属的表面同周围的环境发生相应的化学反应，产生新的氧化物，对金属设备造成损坏。化学腐蚀主要是在高温干燥的环境中金属设备同腐蚀介质之间发生作用造成的。

2.电化学腐蚀。

电化学腐蚀也是化工机械设备腐蚀重要的种类之一，它主要是由于化工机械设备同电解质溶液发生接触，通过电极反应而对化工机械设备产生的腐蚀。该类腐蚀的原理主要是发生了氧化还原反应。不同于化学腐蚀，该类腐蚀主要发生在潮湿的环境中。

在化工机械腐蚀中，具体腐蚀包括：高温氧化腐蚀、剥层腐蚀、点状腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀、焊接应力腐蚀、工业大气腐蚀、海洋大气腐蚀、震动磨损腐蚀等一系列腐蚀种类。其中电化学腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀和焊接应力腐蚀是最主要的几种腐蚀方式。而电化学腐蚀的腐蚀导致机械损伤也是最严重的，另外几种其他腐蚀的综合结果最终也会导致电化学腐蚀。

二、化工机械的防腐设计

1.加强对设备材料的选择。

同样的设备，同样的环境，构成原材料的不同，对腐蚀的抵抗性也就不同。一般的机械设备都是采用普通的碳素结构钢，这种材料价格低廉，来源广阔，更容易进行加工。碳素钢的主要元素是碳、铁，基本不含有合金，在普通的环境中腐蚀性并不大，但是在化工行业的运行环境中，面对含有各种酸碱盐介质，腐蚀性能就相对较低，很容易受到腐蚀。以最为常用的Q235钢为例，这种材料在高浓度的化学介质中，被腐蚀的速度非常快，因此在进行选择设备的时候尽量不要选择这种结构材料的设备。应该选用耐腐蚀的钢材制成的设备，如用：16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金钢为制造基材的设备。这种设备虽然价格较高，但是它的使用寿命是采用普通碳素钢建成的设备的2-3倍，性价比还是很合算的。

2.结构与工艺的防腐设计。

当机械设备的形状设计过于复杂时，便很可能引起一些缺陷，如积尘、积液以及设备应力过大等等，这样便容易造成机械设备的局部位置出现腐蚀现象，为了尽可能避免这种情况的发生，应当在进行设备结构设计时，综合考虑抗腐蚀性，并满足以下要求：

（1）设备构件的形状越简单越好，所有构件应尽可能采用相同的金属材料，并减少构件当中的缝隙；

（2）必须选择优质的防锈漆，以确保腐蚀介质能够与设备构件完全隔离。需要特别注意的是在对设备焊缝进行涂漆时，结构的合理性将会直接影响涂漆质量，也就是说只有最为合理的结构形式，才能保证涂漆达到理想中的防腐效果；

（3）应当避免一些残余的水分滞留在机械设备上的情况发生，即设计过程中要尽可能避免向上的容器状凹处，若是必须采取这样的设计，应设置排水孔；

（4）应防止对机械设备焊接时出现应力集中的情况，焊接工艺要合理，尽可能做到连续不间断地焊接。同时还要避免焊接质量缺陷的发生，如焊瘤、咬边等等，一旦形成这样的焊接质量缺陷便有可能导致该位置成为新的腐蚀点，进而引起严重的腐蚀现象；

（5）为避免缝隙腐蚀的情况发生，应当对构件连接处的缝隙进行合理处理，如在对接和搭接时，应采用双面连续对接焊，并确保焊接质量，这样有利于防止缝隙腐蚀的现象发生。

3.腐蚀的控制。

在机械设备的防腐措施中表面涂层是最长用到也是最简单直观的方式。在进行涂漆的过程中要选择实际效果比较好的防锈漆，致使设备表面与环境中的腐蚀介质完全隔离开。涂漆一般不会对设备本身造成什么影响，不会对设备的构造以及性能造成什么影响。为了更好的起到防腐的作用，不但要在涂漆的能力上、防锈漆的作用上提高要求，还要对涂漆设备的构成材料、整体结构、表面状态以及周围环境有足够的了解。另外涂层还包括金属覆盖法，也叫牺牲阳极保护法，这种措施实质上是一种原电池反应。在设备的表面选择电极电势比设备低的金属或者是合金作为原电池的阳极，将其固定在被保护金属的表面，而被保护设备就成了阴极，从而得到保护。

根据电化学原理，电化学保护法是在金属设备上所采取的措施，让其成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻或者防止金属腐蚀的方法，它包括外加电流法和牺牲阳极保护法两种。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电池的两个极，使被保护的金属做为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护的方法。此法主要用于防止土壤、海水和河水中金属设备的腐蚀；牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护的金属更低的金属或者合金作为阳极，使其固定在被保护的金属上，形成腐蚀电池，被保护的金属因做为阴极而得到了保护。

4.外加电流阴极保护法。

外加电流阴极保护法也是化学保护法的一种，主要是利用外加直流电以及辅助阳极，使电流通过土壤进入到被保护机械设备中，是整个设备的结构电位低于周围环境。这种保护方法主要是由外加直流电源、辅助阳极以及参比电极三部分组成。外加直流电在整个保护措施中起到主导作用，保障整个方法的顺利实施并得到最大的发挥；辅助阳极的主要作用是将外加直流电源产生的直流电通过介质传输到被保护的机械设备上；参比电极的存在主要是为了在检测被保护设备电位、保护效果的同时把控制信号提供到自动控制的恒电位仪上。在整个保护措施的设施中，为了避免出现阳极被保护的现象，科技在阳极的周围涂抹阳极屏蔽层。

结束语

化工生产企业中普遍存在腐蚀性介质，化工机械设备会比一般行业设备腐蚀严重，从设计、施工、运行防护各个方面考虑，有效的提高了防腐能力，延长设备寿命。

参考文献

[1]刘春荣.浅谈化工机械设备的防腐设计及措施[J].装备制造技术，2011，（10）：217-218，225

[2]韩晗，王鑫，董亮等.浅议化工机械设备的防腐设计及措施[J].中国化工贸易，2013，（5）：59-59.

[3]宋欣，冯丽锋.提高化工机械设备防腐蚀能力探讨[J].石油和化工设备，2011，14（4）：71-73.