設備焊接工藝中的腐蝕因素及控制方法剖析

饒澤慶　劉棟軍

【摘? 要】現如今，我國的科學技術得到了迅速發展，這使得我國的化工企業中越來越多的應用到了先進的機械設備，但是在這些設備中還是存在著諸如腐蝕等問題。為了保障設備的正常運行，需要對設備出現的腐蝕問題進行解決。因此，本文首先介紹了化工設備所受腐蝕危害的分類以及化工機械設備焊接工藝中的腐蝕現狀，接著分析了化工機械設備焊接工藝中的腐蝕因素，最后提出了相關的解決措施，希望在化工設備的防腐上提供一些經驗。

【關鍵詞】設備;焊接工藝;腐蝕因素;控制方法

引言

出現腐蝕現象的最主要的因素就是化工機械設備一直處于高濕度和高溫度的環境中。如果化工機械設備出現腐蝕，設備的審美特點以及自身的使用性能都會受到很大程度上的降低，設備的使用壽命也大大的縮短，化工企業的生產成本也會得到一定程度上的增加。因此，為了最大限度的提升化工機械設備的審美特點和審美性能、增加化工機械設備的使用壽命、促進化工行業的迅速發展，一定要詳細的分析化工機械設備在焊接工藝中的腐蝕現象，在實踐中找出影響其腐蝕的機理，并且采取相關的措施解決。

1.化工設備所受腐蝕危害的分類

眾所周知，相對于其它的行業，化工行業的工作環境是很差的，許多外界的自然因素、人為因素以及其它因素等或多或少的會對生產產生一定的影響。也正是因為如此，化工機械設備的使用性能以及壽命就更加不可能得到保障了。化學腐蝕以及電化學腐蝕是化工設備生產過程中最主要的兩種腐蝕機理。其中，電化學腐蝕是一種較為復雜的腐蝕，它是因為電荷的流動，使得電解質溶液和金屬之間產生了變質，在這個過程中的陽極會產生一定的電子。陰極主要是對陽極產生的電子進行接收，在接收的過程中會產生電流，這就是電化學腐蝕。與電化學腐蝕不同，周邊戒指和簡述管壁之間產生的化學反應就是化學腐蝕，化學腐蝕會使得介質的物理和化學性能遭到很大的改變。但是金屬介質和金屬的內部之間并不會產生電流。化工設備的腐蝕機理主要是化學和電化學腐蝕，而腐蝕的種類則包括了全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕是一種較為麻煩的情況，也是一種很嚴重的腐蝕，指的是腐蝕性介質都與化工設備的全部金屬表面產生的化學或者是電化學腐蝕。如果發生了全面腐蝕的情況，化工設備管道的承壓能力會大大下降。嚴重的會導致管道破裂，造成生產中斷，還可能會出現爆炸等重大事故。局部腐蝕指的是腐蝕性介質和化工設備的部分的金屬表面產生化學或者電化學腐蝕，其危害程度也很大，需要引起足夠的重視。

2.化工機械設備焊接工藝的腐蝕現狀

雖然說我國在防腐工作中已經得到了不小的進步，但是還是存在著很多的問題。其中最常見的就是已經焊接成型的化工機械設備長期和有腐蝕性特點的設備相接觸，從而產生化學或電化學反應，使得化工機械設備的尺寸或者是外形發生變化。這使得化工機械設備的使用效率不能得到保障，設備的使用壽命也大大縮短，相關的技術人員也面臨著一些未知的危險。上文中提到了全面腐蝕和局部腐蝕兩種腐蝕類型，局部腐蝕是只出現在金屬設備上的，而全面腐蝕則要嚴重得多，不僅會出現在設備的金屬上，還會迅速的腐蝕其它的部位。

3.化工機械設備焊接工藝中的腐蝕因素

3.1化工機械設備材料

化工機械設備出現腐蝕的一個重要的因素就是在設備焊接工藝中所使用的制作以及焊接的材料都是金屬。金屬長期暴露與空氣中，就非常容易被氧化，或者被其他物質腐蝕。現如今，我國很多的化工企業在對化工機械設備進行焊接的過程中使用的材料都是不盡相同的。在這樣的情況下，就很可能會使用顆粒較粗的金屬原材料，質量不好的原材料使得化工機械設備的腐蝕速度更加迅速了。

3.2液體腐蝕

需要注意的是，在對化工設備進行焊接的時候需要和不同種類的溶液以及其它的取值進行直接的接觸。而如果溶液與物質具有一定的腐蝕性，如果化工機械設備上的金屬材質表面，尤其是焊縫表面沒有防腐蝕的涂層或者金屬的防腐蝕性能不理想，這些情況的出現會對化工機械設備產生很大的影響。

3.3機械零件外表情況

通常情況下，化工機械設備的外表出現肉眼可以觀察得到的腐蝕的話，是不會對化工生產造成危害的。但是如果化工機械設備的零件焊接處內部出現腐蝕現象，那么就有可能影響化工機械設備的正常使用性能以及施工安全。對于化工機械設備的零部件焊縫腐蝕現象來說，會先表現在零部件焊縫的表面氧化層被腐蝕，導致內部金屬暴露在空氣中。金屬的特殊性質決定了其很容易出現腐蝕現象。如果化工機械設備運行時間較長，焊接處應力集中，腐蝕速度就會更快。

3.4客觀環境腐蝕

在化工機械設備的運行過程中，會一直在復、惡劣的環境中工作，這種環境中一般都有許多具有腐蝕性的物質。例如，化工生產環境中最常見的就是酸性物質或者堿性物質。如果化工機械設備焊接處與這些物質進行接觸，那么設備的焊接處就會出現腐蝕現象，當焊接處外表被腐蝕后，內部的金屬的腐蝕速度也就會越來越快。

4.設備焊接工藝中化工機械設備的防腐控制方法

4.1科學選擇化工機械設備的焊接材料

上文中已經提到，如果使用了不合適的金屬原料來對化工機械設備進行焊接的話，就會加快化工機械設備的腐蝕速度，所以說，為了避免這個問題，一定要堅持選擇合適的焊接原材料。在進行選擇的過程中，首先要對每一種金屬材料的特性進行了解，比如說其防腐性能、使用壽命等。在化工機械設備防腐的過程中，科學選擇機械設備至關重要，因此，一定要選擇最為正確的方法來進行化工機械設備的制作。需要注意以下幾個方面：首先，通過選擇金屬的焊接加工位置來提升化工機械設備的防腐性能。其次，單一的某種金屬的抗氧化能力都相對較差，如果在焊材中加入金、銀、鎳、鈦等金屬材料，但又會增加化工機械設備的生產升本。所以，針對成本較高的化工機械設備零部件，就要按照原材料的使用年限進行分類，選用不同的焊接方式和焊材，為了保障設備的使用性能始終處于最佳的狀態，一定不能讓化工機械設備長期的暴露在腐蝕的環境中。最后，為了最大限度的延緩化工機械設備的腐蝕速度，要充分了解化工設備的工作環境，然后再選擇合適的金屬材料來對其進焊接。比如說，在濃硫酸環境中的化工機械設備的制作，可以選擇碳鋼性焊接材料;在氧化性較強的環境中的化工機械設備的制作，可以選擇加鈦金屬焊接材料;在氫氟酸環境中的化工機械設備的制作，可以選擇蒙乃爾焊接材料。

4.2在焊接金屬表面增加防腐層

在焊接金屬表面增加防腐層能夠有效地控制焊接工藝中化工機械設備的腐蝕現象。例如，可以使用噴漆或者外包等方法將金屬與腐蝕性的液體或者物質進行隔離，既能保證設備的正常使用，又可以達到理想的防腐蝕效果。在焊接金屬表面增加的防腐層可以使金屬的外觀發生改變，而防腐層的材料主要是一些不腐蝕的材料或者低腐蝕性的材料，可以把腐蝕性的物質與金屬進行隔離。但是部分防腐層的材料密度沒有達到一定的標準，或者存在較大的孔隙，那么其防腐性能就要重點關注，通過綜合涂層法，將多種防腐材料搭配使用，確保防腐作用的長期有效。

4.3設計防腐蝕措施

在設計防腐措施的時候，需要注意以下幾個方面：首先優化化工機械設備的結構設計。例如，在進行板面焊接的時候，要盡量使焊縫遠離斷面;在進行金屬焊接的時候，要根據容器壁的厚度科學選擇合金墊;針對化工機械設備中的金屬構件，要進行螺母的密封或者噴漆。其次，盡最大的可能簡化化工機械設備的外觀結構，減少焊接量;盡量避免凹陷結構，防止設備焊接處應力過大，也可避免腐蝕性物質的堆積，減少化工機械設備被腐蝕的概率。最后，如果是特殊功能的設備，要設計排水孔，避免液體在設備內長期積存，同時采取一系列措施保持化工機械設備處于干燥狀態，避免積液對焊縫熱影響區造成電化學腐蝕。

4.4 增強防腐蝕結構設計

從表面開始腐蝕是金屬腐蝕的最大特性，為使得金屬的表面處于最佳的狀態，需要對結構設計進行優化，這樣也能夠方便腐蝕控制。最合理的結構設計主要包括了兩種：（1）為了使防腐蝕的效果發揮到最大，在進行設計之初就要對方面的考慮防護措施。（2）盡可能對環境中的不均勻性進行減少或者是消除，滿足設備的使用性能。在防腐蝕設計中需要注意以下幾個原則：（1）在對設備進行設計的時候，設計的設備外結構最好比較簡單，表面較為光滑。（2）為了防止沉積物和腐蝕介質的腐蝕，一定要在設計之初就考慮好措施。（3）為了避免電偶腐蝕的情況，在相同的結構中，最好使用一樣的材料。（4）一定要防止對結構設計進行沖刷。

4.5強化工作人員的防腐意識

現如今，許多的化工企業并沒有很重視防腐工作，防腐意識不強。所以說，為了更好的做好這項工作，領導一定要從自身做起，從思想上提高工作人員的防腐意識。其次就是從制度上貫徹執行防腐蝕工作，完善防腐蝕的制度，從兩方面入手，保障防腐的效率。

4.6合理應用防腐蝕新技術

隨著我國科學技術的迅速發展，有許多的腐蝕監測技術已經在防腐工作中得到了應用，所以說，相關的化工企業一定要注意這方面的問題，積極引進先進技術，努力做好防腐工作。

5.結束語

總的來說，只有做好防腐的工作才能夠保證化工企業的生產效率以及安全系數。所以，非常有必要通過各種防腐蝕控制方法來延緩腐蝕現象的出現時間和減慢腐蝕速度，從而保證化工機械設備的使用年限，提升化工生產效率和生產質量。還需要注意的是，在對焊接材料進行選擇、對化工機械設備進行設計的時候都要充分的結合實際情況，將防腐工作貫穿全程。

參考文獻：

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（作者單位：上海振華重工（集團）股份有限公司）