冶金化工設備的腐蝕原因與預防措施研究

周慧娟

（青海省工業職業技術學校，青海 西寧 810000）

冶金化工行業是機械、建筑、航天、交通等很多行業發展的基礎，該行業所提供的材料產品是國民經濟進步的關鍵[1]。作為經濟發展支柱，冶金化工產業的良好發展促進了整個工業的快速進步。由于冶金化工行業需求的提升，行業生產應用的機械設備也在不斷改進[2]。雖然設備不斷進步滿足了大部分需求，但是在冶金生產過程中依舊存在很多尚未解決的困境，其中最重要的一點就是設備腐蝕的問題。不僅大幅度減少化工設備的使用壽命，還會導致設備在冶金過程中出現直接負面影響。冶金化工設備無法保證質量的情況下，冶金化工企業的生產工作將會受到直接影響，造成經濟上的重大損失[3]。因此，對于冶金化工設備的腐蝕需求嚴格重視，詳細分析設備腐蝕的原因，確定造成腐蝕現象的主要因素。并以腐蝕原因為基礎提出冶金化工設備的防腐蝕措施。希望通過本文研究可以有效減少設備腐蝕情況，促進冶金化工行業更快發展[4]。

1 冶金化工設備的腐蝕原因分析

1.1 內在原因

通過對設備腐蝕本質的分析，可發現主要對腐蝕現象有影響的因素包括金屬防腐蝕能力差異、溶液差異、設別件粗糙度差異、設備結構設計差異。首先針對金屬防腐能力分析，可以發現絕大多數冶金化工設備都是由金屬材質的元件組合而成，所以，整體設備的腐蝕情況直接取決于金屬的防腐蝕的能力程度。由于金屬自身的結構特點，擁有較大的內部晶粒密度，通過金屬構成的冶金化工設備面對腐蝕難以抵抗。其次，設備的工作主要面向冶金化工行業，無法避免與不同溶液相接觸。設備接觸到的溶液類型是通過生產的產品種類決定的。其中一部分較為溫和的溶液對設備的腐蝕較輕，而另一部分溶液具有較強的腐蝕性，即便同樣的設備面對兩種溶液時都會呈現出不同的腐蝕效果。然后針對設備零件進行詳細觀察，可以發現在冶金化工設備運行工作時，最開始受到腐蝕的都是設備零件。造成腐蝕出現的主要原因是零件表面粗糙程度不夠。最后，通過對設備的結構分析得出結論，當冶金化工設備的結構設計不夠完善，會造成生產過程中的液體等濺出、沉積，導致設備的應力過大出現局部腐蝕現象。

1.2 外在原因

從設備腐蝕的外在角度分析，腐蝕性物質、物質流動速度、人員的安全意識三方面都會造成機械設備出現腐蝕情況。冶金化工企業包含著很多特殊的生產流程，很多強堿性、強酸性物質需要在生產中添加進去，機械設備與這些腐蝕性物質的頻繁接觸，使得設備本身受到侵蝕。并且設備表面接觸時間過長后，難以將殘留物質完全清除，設備的關鍵部位清理不到位引起腐蝕作用。根據相關實踐調查可以發現，添加物質的流動速度也是造成設備腐蝕的影響因素之一。冶金工業設備運行時，添加的氣體或液體等腐蝕性物質的流速是在不斷增加的，流動速度越設備受到腐蝕的效率也隨之增大；反之，即便腐蝕性物質仍舊存在于設備中，機械設備的腐蝕速度也會下降。此外，在冶金工業行業生產中需要重視對設備的管理維護。當機械設備出現輕度腐蝕現象就要合理解決，阻止機械設備腐蝕程度繼續增加，引起難以挽回的損失。最后的一點外在原因是關于工作人員，由于冶金化工生產過程中具有的危險性較大，為了更好保障工作人員的安全需要進行安全意識的合理培訓。特別是機械設備操作員，需要依靠科學的方法提升工作安全意識，減少冶金化工設備生產過程中因操作不當發生腐蝕的可能性。目前，大部分企業開始采取自動控制的方式操作冶金化工生產，但這種模式的應用也造成了對工作人員意識培訓的忽略，以及難以發覺設備腐蝕根源，最終造成冶金化工設備腐蝕概率出現逐漸升高。

2 冶金化工設備的腐蝕預防措施

2.1 加強設備材料選擇

截至目前，在冶金化工設備制作中所選擇的金屬材料，都很容易產生腐蝕現象，并沒有找到一種符合設備制作需求的、耐腐蝕的金屬材料。機械設備應用的金屬與合金材料中，都包含著易引發腐蝕現象的介質。通過金屬化學成分的作用，決定了機械設備產生腐蝕破裂的傾向。將容易引起金屬應力腐蝕破裂的介質進行統計，結果如表1所示。

表1 引發腐蝕現象的介質統計表

根據表1的統計可以發現，很多介質在與設備接觸后都會出現腐蝕情況。所以選取制作材料時，一定要保證材料的抗腐蝕能力較強，并且具有較低的應力腐蝕破裂敏感性。

2.2 開展化工設備的腐

冶金化工設備腐蝕預防工作的開展，需要以防腐設計工作為起始點。利用設備的腐蝕控制相關知識，設計出在滿足生產需求的前提下，可以長時間使用的機械設備。防腐設計工作的完成。提升了設備安全性與可靠性，也降低了冶金化工行業生產成本。針對設備進行防腐設計，需要從強度設計、防腐蝕結構設計、防腐蝕材料選擇三個方面配合完成。另一方面，就是需要對冶金，化工生產的質量進行把控。以耐腐蝕性較強的金屬材料作為基礎。依據標準的安裝守則，確保設備安裝質量在合理的范圍內。當設備安裝質量不能保證時，會改變機械設備內物質流動速度，從而影響設備性能。在機械設備的安裝方面，具體需要注意的是設備的包裝、運輸、施工等項目。

2.3 合理應用電力學保護技術

隨著現代科技的不斷發展，冶金化工設備的防腐蝕措施，可以采用電化學保護的技術。電化學保護主要依據化學電解原理中的陰陽離子相互作用來實現設備防腐蝕功能。將設備合理應用電力學保護技術，運用陰極保護和陽極保護兩種方式，確保目標材料不受到腐蝕。所謂的陰極保護，又被稱為增加電流陰極保護，指的是在設備的外表面上添加陰極電流，降低陽極溶解的速度，達到預防腐蝕的效果。與之相反的就是陽極保護。需要在金屬表面增加陽極電流，保證金屬的電位在有效轉移區內，最大程度避免腐蝕現象。

2.4 采用涂層保護方法

設備的腐蝕預防措施中有一種較為常用的方法，叫做涂層保護技術。涂層保護方法，在實際應用中呈現出良好的防腐試功能，很多工業生產企業都在應用。涂層保護方法的使用需要與實際設備相結合，構建一個良好的涂層配套體系，達到最優的防腐蝕性能。涂層保護方法在操作過程中不需要較高成本。實際應用中主要分為金屬涂層、塑料涂層、陶瓷涂層三種方式。其中，金屬涂層防腐蝕效果主要利用氧化還原的原理。而陶瓷涂層的使用范圍相對更加廣闊，無論是金屬還是非金屬材料都可以進行使用，幫助材料腐蝕性能提升的同時對設備的耐磨性能也有所提升。

值得注意的是對于防護涂料的篩選工作。通過調查研究，文中選擇EPH型高耐候防護專用涂料，這種涂料在抗腐蝕方面具有相當優勢。環氧樹脂的合理添加有效提升了EPH型涂料的防腐蝕性能。以環氧樹脂充當交聯劑，通過環氧基大分子與氯磺酞基之間的相互作用實現交聯，保證涂層體形結構的形成。然后將調配好的涂層粉刷到機械設備表面，使其根據自身的結構特點在設備使用過程中發揮防腐蝕的效果。為了確保涂層具有良好的化學反應，進行了一個簡單測試，驗證添加涂層后材料腐蝕速度與原腐蝕速度的比較，如表2所示。

表2 涂層添加前后腐蝕速度比較

根據表2顯示的測試結果可以明顯得出結論，涂層材料的合理應用可以確保機械設備金屬材料受腐蝕速度的大幅度下降，并且在一定范圍內，涂料添加時間越長，起到的效果更好。

2.5 設計設備常用金屬材料的結構

冶金化工設備防腐蝕措施中，對于設備結構的設計也是需要加強重視的。金屬材料結構的合理設備可以大幅度提升設備使用壽命。以物理冷凝箱為例，通常情況下設備這部分結構發生的腐蝕現象都出自于導熱管，并非冶金化工設備結構表面。因此，在機械設備導熱管設計時，可以將其放置在設備和冷凝箱之間的支撐架上，保證導熱管在設備運行過程中不受到其他腐蝕介質的影響，通過避免與腐蝕介質接觸預防金屬材料發生腐蝕情況。所以，在設備腐蝕預防措施中對于設備的結構設計是不可或缺的部分。

3 結語

本文以冶金化工設備為目標，從內在、外在兩方面分析設備腐蝕原因，并以腐蝕影響因素為依據提出設備腐蝕預防措施。在機械設備防腐工作中從材料選擇、防護工作開展方面入手，結合電力學保護、涂層保護等防腐技術應用，最后通過設備的結構的優化設計實現設備腐蝕現象的預防。通過本文的研究降低腐蝕出現概率，提高冶金化工設備應用價值和壽命，輔助生產的正常運行，促進冶金化工行業穩定發展，為我國經濟發展提供了支撐。