化工機械材料腐蝕與防護

李皓(唐山三友硅業有限責任公司，河北 唐山 063305)

0 引言

當前導致化工材料出現腐蝕問題的誘因包括多種，其與材料本身的機制因素、人為因素及外在的環境等因素密切相關[1]。所以必須要高度重視化工材料的腐蝕問題，降低化工材料腐蝕出現的頻率，同時加強材料的使用壽命，進而有效地防護化工機械材料的腐蝕問題。

1 化工機械材料腐蝕的種類

1.1 物理腐蝕

該種現象的腐蝕主要是指，某一物體在物理作用下遭受到破壞，在溶解及滲透的場景中比較多發，例如：高溫熔巖等。

1.2 化學腐蝕

一般出現化學腐蝕的現象，都是在溫度較高且干燥的環境下進行的。其主要是指，某一物體在化學作用下遭到破壞，繼而出現了金屬及非電解質的化學作用，同時在腐蝕的時候還會有電流出現[2]。金屬接觸到了氧氣或者水，進而造成了金屬腐蝕的現象。

1.3 電化學腐蝕

在化工機械中，電化學腐蝕屬于常見的一種腐蝕形式，此種現象一般發生在比較潮濕的環境中，出現腐蝕反應的物品為，電解質溶液以及化工機械的金屬部件[3]。在進行化工生產時，電解質溶液會被相關的機械設備所接觸，進而經電極出現氧化還原反應，導致出現腐蝕的現象。其中鋼鐵腐蝕是比較常見的一種電化學腐蝕。

2 化工機械材料腐蝕的主要原因

2.1 設備自身原因

(1)因為在制造機械設備過程中，運用的材料及制作的結構不一樣，因此不一樣的機械設備，耐腐蝕的程度也各不相同，通常金屬結構相較于粗糙結構，前者更易被腐蝕。如果對比鐵與鋼的腐蝕程度，一般鋼所遭受到的腐蝕就比較小。

(2)在使用機械設備時，其極易被腐蝕[4]，同時其設備結構的連接也會被腐蝕，例如：某設備一端被腐蝕，其腐蝕范圍就會不斷變大，直到整個設備都被腐蝕。

(3)粗糙的設備表面相對來說也極易被腐蝕，主要是由于其表面缺乏氧化膜的保護，因此導致其更易被腐蝕。

(4)此外，設備結構越復雜，其設備腐蝕的程度越快。因為結構復雜，證明其缺陷也越多，因此會出現腐蝕的現象[5]。

2.2 生產環境

(1)在化工類設備生產環境中，存在多種腐蝕性介質，如果將設備長期在空氣中暴露，也會使腐蝕的速度變得更快。

(2)在化工生產時，會出現溫度不斷上升使壓力逐漸增加的情況，在這個過程中，會使設備的腐蝕程度加快，從而不斷的將腐蝕接觸的面積擴大。

(3)化工設備腐蝕的速度，是由腐蝕介質的腐蝕速度所決定的。

3 化工機械設備的腐蝕機理

3.1 電化學腐蝕機理

出現電化學腐蝕的主要原因是因為，金屬表面的離子導電，從而出現了一系列的電化學反應，使得金屬表面被破壞，進而出現了腐蝕現象。電化學反應的過程中，包括兩種反應：其一為陽極；其二為陰極。因為受到金屬內部離子的作用，所以必須會出現相關聯系。陽極反應是一種氧化反應，在反應時電解介質中進入了金屬內部的離子，進而出現了電子[6]。陰極反應是一種還原反應，在反應時陽極有電子產生，同時氧化劑將電解介質捕獲。出現電化學腐蝕的本質，是一種金屬部件內部原電池出現反應的過程。由于電子回路出現了部分短路現象，產生的電流由一種形式逐步向另一種形式轉化，從而出現了氧化還原反應。

3.2 工業大氣腐蝕機理

在一般情況下，化工企業的周圍環境中含有較高的粉塵含量，并且其四周的氣體為酸性，所以有較強的腐蝕性。若空氣中的水分太高，就會導致無機酸出現。在化工機械設備具體運行時，有非常多設備在空氣中暴露，因為長時間與腐蝕性氣體相接觸，所以出現了腐蝕反應，進而嚴重損壞了化學機械設備的材料。

4 化工機械材料腐蝕的防護措施

4.1 科學選取設備材料

因為環境相對來說是較為固定的，因此必須要防護設備的腐蝕問題。在設備材料選取上，必須要選用耐腐蝕性高的材料，進而降低設備的腐蝕現象。同時要確保材料具有良好的抗腐蝕性能，必須要選用多種材料和不一樣的材料，并逐步進行物理、化學及加工性能的實驗[7]。在特定的環境下，對每一種材料的抗腐蝕性能進行仔細觀察，進而選取科學的、合適的設備材料。

4.2 結構設計

化工設備局的耐腐蝕能力與設備的使用能力及壽命密切相關，在改善設備使用材料后，還要重視對設備結構的調整，因為結構的設計對防護腐蝕的意義也是非常重大的。首先應該預留使用過程中設備腐蝕的發生程度；其次對結構的形式進行設計時，不可太過復雜，進而有效地預防腐蝕現象的形成；然后最好減少縫隙現象及電的腐蝕，以免導致腐蝕的地方出現外漏；最后必須創造良好的生產條件，對相應的生產溫度及濕度進行有效控制，使機械設備能夠進入良好運行的軌道上。

4.3 涂耐腐蝕材料

通常情況下，對表面進行設計最根本的辦法就是在設備表層涂耐腐蝕材料，使設備表面有一層耐腐蝕的物質存在，進而提高設備的耐腐蝕程度。通常情況下，在設備表面覆蓋一層材料，是不會對其造成任何影響的，并且還具有非常好的耐腐蝕能力及抗磨損能力，物理性能較好。在設備表面進行涂層時，既可以涂上金屬的，也可以不涂金屬的。但是在選擇附著材料的過程中，必須要全方面地綜合考慮，不僅要考慮設備的基本性能，同時還要考慮設備的環境因素等等。

4.4 打造良好的設備運作環境

想要打造良好的設備運作環境，必須要對設備所處的環境進行考量。因為化工設備出現腐蝕，與環境問題密切相關，因此不僅要對設備本身的腐蝕程度進行改善，同時還要改變設備所處的環境。腐蝕都具有一定的化學反應，如果條件支持，可對環境中的溫度、濕度等各種條件進行改變，或者可以在環境中適量加一些防腐蝕材料，對腐蝕介質進行改變，從而有效緩地解化工設備的腐蝕問題。通常有腐蝕現象出現時，與環境的溫度及空氣的成分流通等密切相關，因此想要改善環境，首要的就是從出現腐蝕的基本角度出發。由于不一樣的設備所出現的腐蝕情況是不一樣的，因此必須先弄清設備出現腐蝕的具體部位，是因為化工設備中的哪些因素，出現腐蝕現象時有哪些外界條件，必須將以上問題弄清楚，才能提出針對性的解決辦法。目前，最常被使用的一種防腐蝕辦法就是運用緩蝕劑，其在石油化工等企業中比較常用，運用此方法，能極大地降低設備的腐蝕程度，效果顯著。在化工設備中運用緩蝕劑，例如：在冷卻水的系統中，及具有比較高酸堿度的清洗池，都能起到非常良好的作用。

4.5 提升設備的焊接技術

想要提高化工機械材料防腐蝕的水平，就必須要提高設備的焊接技術，對設備縫隙進行科學處理。目前構成化工設施的元素包括多種，將這些元素結合起來進行焊接工藝，進而形成統一的整體。但是如果焊接不好，或出現斷焊等現象，會對設備之后的運行造成嚴重的影響，同時還可能會出線焊接被腐蝕的現象，進而導致設備在運行出現故障問題。所以在焊接過程中，如果出現了焊瘤等問題，就會導致機械應力集中。如果焊接的樣式多種多樣，一定會對化工設施的正常運作造成影響。因此在化工機械材料腐蝕防護過程中，必須要重視焊接工藝，逐步提高焊接的質量，進而有效加強化工材料耐腐蝕的能力。

5 結語

總而言之，化工機械材料出現腐蝕問題是比較常見的，有些腐蝕問題給設備造成了非常大的危害，一方面會影響到設備本身，另一方面也會對工廠的正常生產造成影響。所以必須要做好化工機械材料的防腐蝕工作，提升設備的防腐蝕性能，有效預防化工設備的腐蝕現象，進而促進化工企業生產，為科學發展做出巨大的貢獻。