淺談化工機械設備的腐蝕原因及防護措施

高涵

摘要：化工行業機械設備多且處于高溫、高壓、酸堿、腐蝕性氣體等環境中，因而腐蝕成為化工機械設備損壞的一個重要原因，化工機械設備受到腐蝕后，其功用、機械強度、性能等方面都產生明顯的變化，腐蝕不僅造成化工機械設備的損毀，而且極容易因為設備的故障造成設備及人身安全事故。本文主要闡述了化工機械設備發生腐蝕的原因、機理，以及如何對化工設備的腐蝕進行防治和護理。

關鍵詞：化工機械;腐蝕;防腐措施

任何材料在一定的環境中都會產生氧化還原反應而發生變化，腐蝕是指物質和周圍介質接觸過程中，發生物理、化學或電化學反應等而使材料遭受破壞或性能變化的一個過程。相對于化工行業，機械設備種類多，數目龐大，而且化工生產中這些機械設備多處于高溫、高壓、酸堿、交流電場、低溫、粉塵、酸、堿、鹽、腐蝕性氣體等環境中，這就給化工機械設備的腐蝕提供了一個相當有利的環境，而正是因為腐蝕的存在，給化工機械設備帶來了許多嚴重的破壞，使設備的使用壽命大大縮短;另外化工機械設備的腐蝕造成了設備及連接管道的跑、冒、滴、漏，設備長時間的腐蝕沒有得到及時保養和維護，會造成嚴重的設備事故，小則引起系統生產的不穩、設備的損壞，大則引起設備的報廢、爆炸甚至引起人員的傷亡、環境的污染。不僅給化工企業造成較大的損失，也給環境、生態等造成不良影響。然而化工設備的腐蝕是不可避免的，只能采取有效的措施進行減緩，因此研究化工機械設備腐蝕的原因和機理，在一定程度上控制和減小化工機械設備的腐蝕，對于化工企業的生產是十分積極并有非常深遠的意義。

一、腐蝕的特性

1.腐蝕具有普遍性和廣泛性

腐蝕具有廣泛性和普遍性，任何物質如金屬、木材、皮毛等都會發生氧化還原反應。只不過在特定的環境中如潮濕、導電、酸堿等環境下腐蝕速率進行的快。因此腐蝕在于任何物質身上都是會發生的，其具有普遍性和廣泛性。

2.腐蝕具有持續性

腐蝕屬于一種材料的變形或損毀，或快或慢腐蝕無時無刻不在發生。腐蝕的過程的發生是一個持續、累積過程。有些物質相對穩定，腐蝕過程比較緩慢幾十年幾百年才能用肉眼觀察到，可有些物質的腐蝕發生的非常快，如活潑金屬的生銹數分鐘就能明顯觀察到變化。

3.腐蝕的非線性發生：

物質腐蝕的速度受到很多因素影響，在有利條件下腐蝕發生的快，在穩定的環境中腐蝕速率較慢，因而物質腐蝕的過程并非是一個線性過程，而是隨著外界環境的變化而發生變化。

4.腐蝕的自發性和必然性

物質腐蝕的發生完全是一個自發過程，發生是必然的，就像水向低處流一樣。我們控制腐蝕就像要阻止水向低處流。從化學的角度來說就是從不穩定態向穩定態轉化的過程。金屬的腐蝕是金屬提純的逆向過程，腐蝕的過程是自發性的具有必然性。

二、化工機械設備腐蝕的分類

1.電化學腐蝕

電化學腐蝕是所有金屬材料腐蝕的最主要的一種方式，當金屬材料與電解質溶液接觸，就會發生原電池反應，相對比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。化工機械設備的電化學腐蝕大多發生在比較潮濕或裝有電解質鹽溶液介質設備的環境之中;電化學腐蝕就是是氧化還原反應的一種，而大多數化工機械的金屬部件都會接觸到類似電解質溶液的環境，并因此而原電池反應而產生電化學腐蝕。化工企業發生電化學腐蝕的設備有罐體、管道、泵體、閥門、反應釜等只要能接近電解質溶液的設備。

2.化學腐蝕

金屬材料與接觸到的強氧化性物質直接發生氧化還原反應而被氧化損耗的過程就是化學腐蝕的最常見的一種。化工企業在生產過程中所涉及到的腐蝕性物質種類非常多如酸堿類物質，這些物質直接可以和化工機械設備發生化學反應生成金屬鹽和氫氣，而造成腐蝕的部位多為直接與酸堿接觸的管道、閥門、泵體等。

3.其他腐蝕

由于所處的環境非常復雜，因而化工機械腐蝕的形式非常多，根據腐蝕的形態可以將腐蝕分為整體腐蝕和局部腐蝕，局部腐蝕可以分為電耦腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、焊接應力腐蝕、磨損腐蝕、點狀腐蝕、疲勞腐蝕等。對化工行業來說，機械設備的腐蝕以電化學腐蝕、焊接應力腐蝕、縫隙腐蝕及疲勞腐蝕為主，特別是電化學腐蝕最為嚴重，多種腐蝕的結果最終均導致電化學腐蝕。

三、化工設備的防腐措施

1.選用新型抗腐蝕材料設備

目前大量化工機械設備都是用普通的碳素鋼材料制成，這種材料在干燥、無腐蝕介質的環境中抗腐蝕性能較強，因而化工企業選用化工設備必須用抗腐蝕性能較強的合金材料。目前耐蝕材料的開發有了很大的進步，如高耐抗的金屬材料、負荷高分子材料諸如耐蝕塑料、玻璃鋼、工程塑料、工程陶瓷等的研發都有了長足的發展，因此在選用化工機械設備的時候必須考慮清楚使用環境而選用合適材質的設備，抗腐蝕材料的設備可以大大提高化工機械設備的抗腐蝕性能。

1.1外表涂料

外表增加抗氧化性能的涂料可以增強化工機械設備和腐蝕環境介質的隔絕，從而起到抗腐蝕效果。如抗酸堿涂料、耐高溫涂料、氟樹脂涂料等等，都可以對化工機械設備表面漆刷一層涂料保護膜來隔絕酸堿、腐蝕性氣體、高溫、電場等環境，以此增強化工機械設備的抗腐蝕性能。

1.2襯膠墊層

作為化工容器、儲罐、反應釜、管道等設備都可以選用適當的防腐襯膠作為內里，保護這些設備材料直接與所承載的介質的接觸，減少這些設備的腐蝕，通常選用的襯膠材質必須是高強度的材料。選用耐蝕性能優異的襯膠材料可以有效的防止化工和減緩容器、管道等的腐蝕。

1.3增設電鍍層

對于一些處于高腐蝕環境中的零部件，通常采用電鍍層抗腐蝕，通常在這些零件表面電鍍一層高抗腐蝕的材質或可以鈍化的材質形成一層細致的保護膜，以此降低化工機械設備零部件與腐蝕介質或腐蝕環境直接接觸而造成的腐蝕，從而增強化工機械設備的抗腐蝕性能。

2.增設電化學保護裝置

增設電化學保護裝置就是利用電化學腐蝕的逆向原理對化工機械設備采取的一種保護方法，通常在被保護的化工設備上設立陰極保護裝置，該裝置主要是在被保護的機械設備上接入陰極電流，使被保護的機械設備的金屬材料的電位變負，從而減小金屬電子流失而產生的電化學腐蝕，這種保護往往用在形體比較簡單的化工機械設備上。

3.在化工設備介質中添加腐蝕緩沖劑

在機械設備承載介質中添加緩蝕劑是非常常見的一種防腐蝕措施，諸如循環水中添加腐蝕阻垢劑，一方面減小換熱設備上的結垢，另一方面增強管道設備及換熱設備的腐蝕，對于汽提塔等介質中可以添加腐蝕劑的工藝，均可以使用這種方法進行抗腐蝕，緩蝕劑的濃度通常都控制在很低的范圍，一方面不影響化工生產工藝要求，另一方面延長了設備因腐蝕而造成的頻繁停車維修。

四、結語

對于化工生產而言，大多數設備的損壞都是因為腐蝕而造成的，設備的損壞造成的事故及停車檢修對化工生產的安全性和經濟效益影響都非常大因而在化工生產中采用合理的防腐蝕手段，防止和控制化工機械設備的腐蝕，對于化工企業而言意義重大，目前如何增強化工設備的抗腐蝕能力仍然是一個長遠的課題。

參考文獻

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