化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施探究

崔志強(qiáng)

（大連福佳·大化石油化工有限公司，遼寧 大連 116600）

引言

化工生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，在生產(chǎn)過程中存在一定的危險(xiǎn)因素。因此，在化工生產(chǎn)過程中安全生產(chǎn)為第一要素。近幾年來，我國(guó)發(fā)生的化工安全事故較多，大部分原因?yàn)榛C(jī)械設(shè)備故障，在檢查設(shè)備中未曾發(fā)現(xiàn)，最終導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故。在化工施工過程中，化工機(jī)械設(shè)備為主要設(shè)施，但化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕問題成為化工施工最大的安全隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，化工機(jī)械設(shè)備使用壽命與正常使用理論值相比縮短到40%。嚴(yán)重影響我國(guó)化工行業(yè)的正常發(fā)展。針對(duì)此種發(fā)展現(xiàn)狀，本文對(duì)化工機(jī)械設(shè)備腐蝕問題進(jìn)行分析，并提出防腐設(shè)計(jì)策略，以此保證化工機(jī)械設(shè)備使用安全，增長(zhǎng)其使用壽命，從而提升化工行業(yè)經(jīng)濟(jì)利益。

一、化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因分析

（一）內(nèi)部原因

（1）機(jī)械設(shè)備材料原因。金屬是絕大多數(shù)化工機(jī)械設(shè)備的構(gòu)成材料，金屬容易被腐蝕。金屬防腐性能的強(qiáng)弱與金屬中晶粒的粗細(xì)關(guān)系密切，晶粒越小、密度越大，金屬的防腐性能就強(qiáng)；反之，防腐性能就差。目前化工機(jī)械設(shè)備中很多都是低密度、粗顆粒的材料，因此其腐蝕的速率很快，尤其是鐵質(zhì)的部件，容易受到氧化。（2）液體腐蝕原因。在化工生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備要與介質(zhì)和溶液相接觸，由于化工介質(zhì)和溶液都具有很強(qiáng)的腐蝕性，這就造成化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕問題，而且如果是與硫化氫、氫氧化鈉等溶液接觸，其受腐蝕就更為嚴(yán)重，這就降低了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。（3）機(jī)械設(shè)備表面情況原因。化工機(jī)械設(shè)備的外殼表面的腐蝕不是最具有威脅的，最重要的是其內(nèi)部零件的腐蝕，因?yàn)橐坏﹥?nèi)部零件受到腐蝕就會(huì)直接影響到使用安全。一般情況下，機(jī)械設(shè)備首先是表面受到腐蝕，造成純金屬直接暴露，這樣就進(jìn)一步加快了腐蝕的速度。此外，機(jī)械設(shè)備的表面腐蝕后，其運(yùn)行的磨損度也提高了，導(dǎo)致腐蝕的速度更快。

（二）機(jī)械設(shè)備腐蝕的外在因素

影響化工設(shè)備腐蝕的外在因素比內(nèi)在因素更為常見，主要的原因就是化工設(shè)備所工作的環(huán)境是無法改變的，所以，想要對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行防腐，就需要從設(shè)備本身需求解決方法。對(duì)化工機(jī)械設(shè)備造成腐蝕的外界環(huán)境有金屬粒子、溶液的PH以及氧氣的含量等，也會(huì)存在一些物理因素影響設(shè)備的腐蝕，一些溶液一開始并不會(huì)與金屬發(fā)生反應(yīng)，但是當(dāng)溫度升高到一定的情況下，就會(huì)與金屬發(fā)生反應(yīng)，從而造成金屬的腐蝕。

（三）化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕機(jī)理

機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)期使用中，會(huì)受到周圍環(huán)境以及不同使用條件影響，最終發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。化學(xué)機(jī)理主要分為電化學(xué)腐蝕機(jī)理和工業(yè)氣體腐蝕機(jī)理。電化學(xué)腐蝕機(jī)理主要是由于化工機(jī)械設(shè)備表面與環(huán)境中的金屬導(dǎo)電離子產(chǎn)生的一種化學(xué)反應(yīng)。主要電化學(xué)腐蝕原因?yàn)殛?yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，從而對(duì)機(jī)械設(shè)備造成腐蝕。工業(yè)氣體腐蝕主要是指空氣中的二氧化碳等含量過大，并在空氣中存在一些揮發(fā)性氣體，對(duì)機(jī)械設(shè)備造成腐蝕，如果機(jī)械設(shè)備所在的環(huán)境過于潮濕，則會(huì)加快腐蝕速度。

二、化工機(jī)械設(shè)備防腐的具體措施分析

（一）控制機(jī)械設(shè)備的材料

化工機(jī)械設(shè)備的自身材料防腐能力非常關(guān)鍵，材料的防腐性能具有搭配的機(jī)理，即不同的化工生產(chǎn)環(huán)境需要選擇不同材料的機(jī)械設(shè)備，因此要合理地控制和選擇機(jī)械設(shè)備的材料。例如，在濃硫酸的環(huán)境中要應(yīng)用鋼設(shè)備，在強(qiáng)氧化的環(huán)境中要應(yīng)用鈦金屬設(shè)備，在氫氟酸的環(huán)境中要應(yīng)用蒙乃爾設(shè)備，這是利用非氧化介質(zhì)和還原性來減緩設(shè)備腐蝕的速率。提高機(jī)械設(shè)備防腐性能還可以通過金屬的合成和加工來實(shí)現(xiàn)，因此，對(duì)于造價(jià)高的部件要采取重點(diǎn)保護(hù)措施，同時(shí)要將使用壽命不同的金屬材料區(qū)分開，以免因?yàn)榫植扛g發(fā)展到影響整體的性能。需要傳導(dǎo)熱量的部件避免采用容易氧化的材料，以免影響其導(dǎo)熱的性能。

（二）選用合適機(jī)械材料

化工機(jī)械設(shè)備的最終防腐應(yīng)落實(shí)于金屬材料中，金屬材料的防腐性能具有搭配機(jī)理。在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境選擇合適的金屬材料。如鋼可以應(yīng)用于濃硫酸的環(huán)境中，鈦應(yīng)用到強(qiáng)氧化的環(huán)境中。此種方式主要是通過還原性減緩機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度。同時(shí)，金屬的合成與加工也能夠有效提升化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力。純金屬在一般情況下，抗氧化能力較差。因此，要有效提升化工機(jī)械設(shè)備的整體性，應(yīng)將不同金屬材料分開使用，避免出現(xiàn)局部腐蝕問題，影響整個(gè)機(jī)械設(shè)備。通過此種方式進(jìn)行化工機(jī)械設(shè)備防腐計(jì)劃，提升化工機(jī)械設(shè)備使用安全性。

（三）對(duì)結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)械設(shè)備而言，自身的結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)防腐能力產(chǎn)生一定的影響，如果機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)上存在不合理的情況，或者設(shè)計(jì)的過于復(fù)雜，那么就會(huì)導(dǎo)致積液、積塵情況的出現(xiàn)，所以在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要將設(shè)備的防腐能力考慮進(jìn)去。結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下原則：第一，在結(jié)構(gòu)上要減少裂縫的出現(xiàn)，這樣能夠有效的減少表面出現(xiàn)刮痕，也便于日后的維護(hù)和清洗；第二，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上避免設(shè)計(jì)形狀的復(fù)雜，盡可以的使用同一種材料，避免出現(xiàn)多種材料。

（四）提高操作人員的水平和安全意識(shí)

大部分化工機(jī)械設(shè)備在投入使用前都進(jìn)行了防腐處理，但是在實(shí)際的操作過程中，有的操作人員技術(shù)水平較低，錯(cuò)誤的操作導(dǎo)致設(shè)備振動(dòng)增加、間歇性停工等，使得焊接的角落位置產(chǎn)生裂痕，從而使得設(shè)備的局部位置發(fā)生腐蝕。因此，要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，提高操作人員的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)水平，進(jìn)一步減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的損害。機(jī)械設(shè)備操作人員要時(shí)刻樹立安全責(zé)任意識(shí)，嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，要定期檢查各種設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)腐蝕和損壞現(xiàn)象要及時(shí)上報(bào)并采用防護(hù)措施，提高生產(chǎn)中的安全性。同時(shí)，化工企業(yè)要處理好排放物，防止排放物污染水體和大氣，從而進(jìn)一步腐蝕到設(shè)備。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工企業(yè)在生產(chǎn)上得到了很大的提升，機(jī)械設(shè)備的使用變的越來越頻繁，使用的范圍也變的越來越廣泛。機(jī)械設(shè)備的腐蝕一直是一個(gè)重要的問題，為了能夠進(jìn)行有效的防腐，需要從材料上、設(shè)計(jì)上進(jìn)行不斷的改進(jìn)創(chuàng)新，從而提升機(jī)械設(shè)備的防腐能力，有利于化工企業(yè)減少成本的使用，從而推動(dòng)我國(guó)化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。