加強化工機械設備防腐能力的途徑

張華鵬 王君琦

摘要：在化學工業行業中，化工機械是必不可少的生產設備，企業生產順利進行離不開化工機械設備的正常運行。化工機械設備的質量決定著化工企業生產的質量，其對企業內部工作的有效性和順利性有著重要的作用。目前影響化工機械設備的正常運行化的一個主要問題是化工機械的防腐能力，改善這個問題不僅可以提高化工機械的使用壽命，而且可以減少企業的經濟投入，而放任化工設備的腐蝕問題不管會給企業帶來負面的經濟問題。本文主要針對化工企業中的化工機械設備防腐問題進行分析討論。

關鍵詞：化工機械設備;防腐能力;加強措施

化工設備是化工企業的重要設備，使用頻率高，因此企業對化工機械設備的要求很高，這樣可以避免腐蝕對化工企業經濟效益的影響。腐蝕是指在化學作用后，造成材料消耗和一定的損傷，腐蝕后，化工機械設備的形狀、顏色和力學性能都會受到不同程度的破壞，在引發安全問題的同時，還會使化工企業遭受嚴重的經濟損失。因此，如何提高化工機械的防腐能力已成為化工企業面臨的關鍵問題。為了提高化學機械的防腐能力，整個行業都在努力尋找合適的方法并不斷進行技術革新。通過多年的實踐，化工企業已經嘗試在防腐設計、綠色設計、拆卸設計等方面對化工機械設備進行了設計，并從多個方面對設備的腐蝕進行了控制，并取得了良好的效果。

1.化工機械設備被腐蝕的原因

1.1化工企業中的高溫腐蝕

化工企業中經常需要高溫高壓環境，這會導致高溫腐蝕。高溫腐蝕是加熱導致材料的化學劣化，主要是金屬。當金屬在含有氧，硫或其他能夠氧化或協助氧化有關材料的化合物的熱氣氛中時，會發生這種非電腐蝕形式。例如，用于航空航天，發電甚至汽車發動機的材料必須在高溫下承受持續的時間，在高溫下，材料可能會暴露于含有潛在高度腐蝕性燃燒產物的環境中。高溫腐蝕產物有時候會被用來保護一些設備。例如，在不銹鋼上形成氧化物可以作為防止進一步的大氣侵蝕的保護層，從而允許在惡劣條件下在室溫和高溫下持續使用某種材料。這種致密的氧化物層釉形式的高溫腐蝕產物可防止或減少金屬或陶瓷表面的高溫滑動接觸期間的磨損。

1.2化工企業中的電偶腐蝕

電偶腐蝕在化工企業中非常常見。當兩種不同的金屬彼此物理或電氣接觸并浸入共同的電解質中時，或者當同一金屬暴露于不同濃度的電解質中時，就會發生電化腐蝕。在電偶中，活性更高的金屬（陽極）以加速的速率腐蝕，而更多的貴金屬（陰極）以較慢的速率腐蝕。單獨浸泡時，每種金屬都會以自己的速率腐蝕。通過遵循電流系列，可以輕松確定使用哪種金屬。例如，鋅通常用作鋼結構的犧牲陽極。電偶腐蝕對于化工企業中的海洋工業以及與海水接觸的管道或金屬結構的任何地方都非常重要，諸如陽極的相對大小，金屬類型和操作條件，包括溫度，濕度，鹽度等等因素都會影響電腐蝕。陽極和陰極的表面積比直接影響材料的腐蝕速率。通常通過使用犧牲陽極來防止電偶腐蝕。

1.3化工企業中的金屬粉塵

金屬粉塵是化工企業生產中不可避免的產物，是腐蝕的災難性形式，當易受影響的材料暴露于具有高碳活度的環境中時，會發生腐蝕。腐蝕表現為散裝金屬向金屬粉末的分解。其機理首先是通常在空氣中由一氧化碳在金屬表面上沉積石墨層，然后該石墨層形成亞穩態的金屬物種，它們從金屬表面遷移導致金屬腐蝕。

2.加強防止腐蝕的途徑

2.1阻隔涂層

防止腐蝕的最簡單和最便宜的方法之一是使用阻隔涂層，如使用油漆、塑料或粉末。將包括環氧樹脂、尼龍和聚氨酯在內的粉末加熱到化工機械設備的金屬表面以形成薄膜，塑料和蠟通常也被噴在機械設備的表面金屬上。涂料起到保護設備表面免受來自腐蝕性化合物的電化學電荷的作用。如今，涂料系統實際上是服務于不同功能的不同漆層的組合統稱。噴在機械設備的底漆起到的是緩蝕劑的作用，中間漆層增加了涂料的總厚度，而面漆提供了對環境等外界因素的抵抗力。另外，新的涂料方式也已經被開發出來，即生物膜涂料。此方法通過在高腐蝕性環境中將某些種類的細菌膜涂在機械設備表面的金屬層上，該過程大大提高了設備的耐腐蝕性;同理，產生抗生素的生物膜可以用于抑制輕度鋼被硫酸鹽還原細菌腐蝕。涂料最大的缺點是經常需要剝離并重新涂抹，使用不當的涂層可能會迅速失效，導致腐蝕程度增加。涂料也可能含有揮發性有機化合物，這會導致化工機械設備容易受到腐蝕。

2.2熱浸鍍鋅

這種防腐方法主要是將鋼浸入熔融的鋅中。鋼中的鐵與鋅發生反應，形成緊密結合的合金涂層可以用來保護化工機械設備不被腐蝕。該工藝已有250多年的歷史，已經被用于很多設備例如藝術雕塑和游樂場設備等物品的防腐，更少不了在化工企業中對化工機械設備的防腐保護。與其他防腐方法相比，鍍鋅因初始成本較低、可持續性和通用性而使用廣泛。然而由于一定的原因，鍍鋅不能在現場進行，這意味著企業必須將機械設備從工作中拉出來進行處理。有些設備對于這個過程來說過大而非常不適用，迫使企業不得不放棄這個想法。此外，如果鍍鋅這個過程沒有做好，鋅可能會碎裂或剝離。而高暴露于環境元素會加速鋅磨損的過程，從而導致更多的機械設備需要進行維護檢查，并且從鍍鋅過程中釋放的鋅煙是有毒的。

2.3合金鋼

合金鋼，即不銹鋼，是最有效的防腐方法之一，它結合了各種金屬的特性，為所保護的化工機械設備提供了額外的強度和抗力。例如，耐腐蝕的鎳與抗氧化的鉻結合在一起，得到一種可以在氧化和還原的化學環境中使用的合金，進一步減少了化學作用對機械設備的腐蝕能力。不同的合金在不同的條件提供抵抗力，給化工企業更大的靈活性。盡管合金鋼很有效，但它是非常昂貴的，財力有限的企業可能不得不轉向其他方法。不定時的監測設備表面的合金狀況至關重要，因為裂紋或劃痕可能導致腐蝕增加。之外，企業還需要確保維護中使用的藥劑不會有腐蝕特性。

2.4陰極保護

陰極保護可以防止化工機械設備的電偶腐蝕，當兩種不同的金屬放在一起并暴露在腐蝕性電解液中時，會發生電偶腐蝕。為了防止這種情況，需要通過提供來自另一個源頭的電子來將金屬表面上的活性位點轉換為被動位點，通常包括具有附著在表面上或其附近的電偶陽極。用于陽極的金屬包括鋁、鎂或鋅。雖然陰極保護是非常有效的，但需要經常檢查陽極，這會增加機械設備的維護成本。陰極保護還增加了設備附加結構的重量，并且在高電阻率環境中此方法并不總是有效的。另一方面，陽極會導致化工企業中的相關水下機械設備上的水流增加。

3.總結

化工企業中對機械設備的防腐能力極為重視，為機械設備選擇正確的防腐方法對企業的順利運行以及經濟效益至關重要。對于各種各樣的的機械設備腐蝕，有與之相對應的防腐措施。目前的防腐方法各有利弊，因此還應努力尋找出使用范圍更為廣泛的防腐措施，使之在之前的基礎上具有成本較低、日常維護較少、使用較為方便且不會產生毒化學物質等特點。隨著社會的不斷進步和快速發展，化工企業在加強化工機械設備的防腐能力方面也在不斷做出改變和進步。因此，化工企業中的機械設備的腐蝕問題將會得到更加完美的解決措施。

參考文獻：

[1] 王穎.加強化工機械設備防腐能力的途徑[J].化工管理（23）：7+9.

[2] 劉翠珊.化工：加強化工機械設備防腐能力的途徑[J].化工管理（8）.

（作者單位：陜西陜化煤化工集團有限公司）