淺析化工設備設計如何實現防腐蝕

摘 要：化工設備的性能關系到生產產品的質量，關系到企業的利潤，對化工設備的防腐蝕管理有利于降低設備的折舊速度，節約企業的重置成本。因而，對化工設備的防腐蝕性研究具有重要意義。本文分析了化工設備受腐蝕的基本原理，并闡述了化工設備防腐蝕的基本措施，在此基礎上，對企業防止化工設備受腐蝕提出相關的意見和建議。

關鍵詞：化工設備 防腐蝕 電化學反應

中圖分類號：TQ050.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（a）-0079-01

當前，企業的化工設備基本以金屬為主，在化工產品的生產過程中通常會對設備造成腐蝕，容易出現機器故障并造成安全隱患。對化工設備防腐蝕的研究和處理有利于降低生產中的風險，提高設備壽命，減少企業經營成本。

1 腐蝕的基本原理

從金屬發生腐蝕的機理上，我們將腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕。所為化學腐蝕是指金屬與其他物質直接接觸，發生氧化還原反應而被氧化生成金屬氧化物產生損耗的過程。這種腐蝕并不普遍，在現代化學工藝中，這一問題通過在設備表面進行涂漆、在金屬中摻雜稀有金屬等方式基本可以得到解決，因而對設備防腐蝕性的研究主要基于如何防止電化學反應發生的層面上。電化學腐蝕是指金屬原子和反應物形成兩個電極，組成腐蝕原電池，具有陰極區和陽極區，因為金屬的電極電位通常比反應物的電極電位低，所以電子由陰極區流向陽極區，金屬遭到腐蝕。以鐵為例，鐵在發生電化學腐蝕后，表面形成許多大小不一的鼓包，次層則是黑色粉末狀的腐蝕坑陷。電化學腐蝕在化工設備的生產過程中極為常見，因此本文將其作為主要研究對象。

2 防腐蝕的基本措施

目前，我國對化工設備的防腐蝕管理日益健全，本文認為對設備防腐蝕性的管理應該從材料的選擇、材料表面的防護、設備的運行環境以及后續的腐蝕調查四方面做起。

2.1 材料的選擇

在設備設計之初，需要對設備以后生產產品的原料的性質、生產的溫度、濕度、壓力、氧氣的密度等等進行了解，對可能發生的腐蝕反應進行估計，并通過實驗對設備的腐蝕效果進行預測，通過可靠的數據對材料的腐蝕性及經濟性等做出綜合的測量，盡量避免使用易腐蝕的金屬設備。隨著冶煉技術的發展，通過在鐵中摻入少量C、Si、Mn、P、S以及其他元素，能夠使鐵的組織結構和性能發生變化，產生的合金在硬度、耐磨性、韌性、抗腐蝕性上較純鐵相比都具有更好的特性。

2.2 材料表面的防護

所謂材料的表面防護是指通過電鍍、噴鍍等方法對金屬表面進行處理，在其表面形成一層保護膜，使其與外界原料、空氣相隔絕，防止其被氧化。根據生產產品的不同，表面防護層的性質有很大區別。一方面，出于對設備導電性能的考慮，將在金屬表面形成一層比該金屬更為活潑的保護層，這一保護層作為原電池的負極在生產過程中被腐蝕原金屬作為正極受到了保護。另外，還可以在設備外設置有機涂層，如塑料、橡膠等，玻璃、搪瓷等也能起到防腐蝕的作用。在設備的安裝過程中，往往需要對設備進行焊接，焊接的接頭部位是極易發生氧化的點，焊接工藝對設備壽命具有決定作用，必要時，需要對焊接部位進行特殊的保護。

2.3 設備運行環境的標準化

化工產品的生產一般是在弱酸性或中性環境中進行的，因而鐵的吸氧腐蝕是最經常發生的，在這一反應中：2Fe+O2+2H2O =2Fe（OH）2，負極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+，正極：O2+2H2O+4e-=4OH-。因而，在設備的工作中，應盡量將氧氣和水蒸氣的濃度控制在較低水平，同時盡可能使工作環境呈現弱堿性。常見的除氧方式有鐵屑除氧、真空除氧以及化學試劑除氧等。以化學試劑除氧為例：通過將亞硫酸鈉、聯氨、二甲基酮肟等化學藥劑直接加入設備中即可達到深度除氧的目的，不但操作簡單、投資省而且除氧效果穩定。在日常的設備儲存過程中，應該盡量防止碰撞、劃傷，盡量保持設備表面光潔完好。在設備的使用過程中，更應該嚴格控制化工生產的工藝條件，對流速、pH值、溫度、介質濃度等指標嚴格按規定執行，防止由于操作失誤帶來的腐蝕隱患。

2.4 腐蝕調查及防腐管理

盡管防腐蝕技術已經有了很大的發展，但是在實際操作過程中，化工設備的腐蝕是不可避免的，因而，在化工設備的生產過程中，腐蝕調查和防腐管理是極其必要和重要的。一方面，需要定期對設備的受腐蝕情況進行調查，對腐蝕的部位、腐蝕的厚度、腐蝕的類型進行嚴格的記錄，同時要標明該設備的工作環境，對設備工作環境的空氣濕度、氧氣濃度、pH值進行精確測量。另一方面，應該對設備的腐蝕情況進行橫向和縱向的對比，通過控制單一變量的方法，觀察實際應用與理論值之間的差別，對設備腐蝕程度以及環境控制難度進行綜合的估算得出合適的結論。

3 對降低設備腐蝕的意見和建議

3.1 加強防腐蝕材料的研制

防腐蝕材料的性能是化工設備防腐蝕的基礎，隨著現代工藝的發展，必然能夠生產出防腐蝕性更強的適用于化工生產的材料，關鍵在于如何降低其成本，使其能夠廣泛得到應用。

3.2 強化防腐蝕設備的施工質量

設備施工質量是設備防腐蝕性的關鍵，因而應該對其進行嚴格的過程控制，保證噴砂質量達標，材料用量標準。

3.3 培養化工防腐蝕方面的專業人員

專業化的人才是化工設備防腐蝕的后續保障，化工設備防腐蝕的保證更需要專業、謹慎、負責的人才。

4 結語

防腐蝕管理的好壞直接關系到設備能否正常運行以及企業是否安全，關系企業的經濟效益，是企業管理的重要部分。對化工防腐蝕的管理以及專業人員的專業技能、綜合分析能力提出了更高水平的要求，企業只有做好防腐蝕工作、積極促進反防腐蝕技術發展，才能更好的實現企業的發展。

參考文獻

[1]張引玲，郇新峰，黨引線.淺談化工設備防腐蝕管理和調查[J].管理科學，2012（2）.

[2]劉繼光.化工設備高溫防腐蝕應用[J].科技信息，2008（8）.

[3]王敏.化工設備的防腐方法淺析[J].化工設備與管道，2002（3）.