化工設備腐蝕與腐蝕控制的措施

蘇淵

摘要：本文首先分析了化工機械設備腐蝕原因，接著分析了化工機械設備腐蝕控制的措施。希望能夠為相關人員提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：化工設備;腐蝕;控制措施

引言：

在化工機械設備運行過程中，無法控制其與外界環境等不確定因素接觸的程度和大小，致使機械設備上形成碳化物、氧化物等腐蝕性物質，機械設備的外觀和功能受到影響，嚴重影響作業進度和質量，給化工企業造成巨大的經濟損失。

1化工機械設備腐蝕原因

1.1機械設備材料本身

化工機械設備所使用的材料金屬占據很大一部分比例，但就其性質而言，長時間暴露在外界環境中，易被空氣氧化，也極易被其他介質腐蝕。腐蝕介質的存在形式和傳播速度受溫度的影響較大，溫度越低，分子擴散速度越慢，腐蝕過程中的反應速率也會相對放緩。反之，溫度越高，腐蝕速率就越快。影響化工機械設備腐蝕的包括介質的傳播速度，氣體或液體的速度越快，腐蝕也會隨之越嚴重。金屬耐蝕性的程度與金屬顆粒的密度有關。由高密度小顆粒構成的金屬機械設備耐蝕性較強。

1.2接觸腐蝕性液體

化工機械設備的生產和運行中，經常會接觸到大量的酸堿液體。由于它們具有較強的腐蝕性，會對機器和設備造成嚴重腐蝕，特別是酸性液體。化工機械設備防止腐蝕性液體侵蝕的主要措施是及時清理殘留物和垃圾，防止機械設備與腐蝕性液體長期密切接觸，影響設備及后續生產。此外，腐蝕性液體的揮發也會造成機械設備的腐蝕，還會危及空氣和水源。

1.3配置零件的干擾

化工機械設備的外殼和主要部件最容易發生腐蝕。通過化工機械設備的腐蝕程度來觀察評估，但不能通過觀察設備的核心部件來判斷腐蝕程度，所以主要部件的腐蝕也容易被忽略。在化工生產過程中，核心部件對安全生產和作業效率至關重要。要知道，主要零部件的腐蝕是由機械設備零件表面氧化，氧化層腐蝕導致金屬層直接暴露引起的。化工生產環境本身具有很強的腐蝕性，因此長期暴露會導致腐蝕，但核心部件長期運行過程會增加腐蝕速率。

1.4結構設計不合理

化工機械設備的結構設計也是造成腐蝕的重要影響因素。在機械設備的設計中，由于焊接過程中零件的預留間隙和邊緣較多，這些間隙很容易造成液體和原料殘渣的侵蝕，加之清理困難，容易腐蝕機械設備。再者，設備表面粗糙度比較差，根據生產經驗，化工機械設備的腐蝕在大多數情況下開始與零部件，表面設計越粗糙，腐蝕率越低。

2化工機械設備腐蝕控制的措施

2.1選擇耐腐蝕的材料

防腐材料的選擇是最直接的防腐措施，對于微酸性溶液則選擇使用316L不銹鋼或者更高等級的2204、1.4529雙相不銹鋼，也可以選擇耐腐蝕的氟塑料等耐腐蝕的物質。輸送或者盛裝何種介質，選擇何種材質是化工設備的基本常識，對于部分危害性較大往往也會選擇高級別的材料。例如，介質為稀硝酸、有機酸、堿液等選擇304材質或316L材質;各種濃度的酸、堿、鹽、氧化劑、氫氟酸等氧化性較強的介質選擇PP材質。同時，對于金屬材料還可以采用導電設備，在設備外部接通電源，采用犧牲活潑電極的方式保護化工機械設備能夠有效的應對電化學反應的影響。

2.2優化表面涂層工藝

化工設備的表面防腐是降低防腐成本、保證設備機械強度的有效措施，也是化工機械設備防腐最為有效、最為直觀的防腐方法。對于表面防腐方式、防腐材料的選擇非常重要，必須保證腐蝕介質與設備構件完全隔離開，避免滲透。對于暴露在空氣中的表面設備需要做到2度以上的防腐油漆，1度的防腐面漆;對于盛裝腐蝕液體的容器，內里則根據溶液的性質選擇采用襯膠、襯玻璃鋼等不同的方式，這樣既能夠保證防腐，又能夠保證設備的機械強度。目前，較為常用的防腐漆料包括聚乙烯醇縮丁醛+磷酸、環氧樹脂、酚醛樹脂和鄰苯二甲酸樹脂等油料涂漆。在化工設備的防腐應用中，應該避免涂層的老化，機械損傷，充分考慮設備應用的環境和條件，提高設備的使用壽命，做到有效防腐。

2.3結構和工藝的防腐設計

工藝設計看似簡單，但是如何做到適應工作條件，避免出現設備的熱效應、機械應力以及積液等缺陷是比較困難的。所以，應該盡量做到優化設計，降低設備的氧化腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕等。在設備的工藝設計和結構設計中，通常應考慮以下四點：第一，設備的工藝構件外形要盡量簡單，避免有積液部位，并且材質的組成應該選擇相同材質的，避免多種材料復合形成電化學腐蝕。設備設計避免有類似U型彎式設計，防止存在積液造成濃度濃縮和固體的沉積，有效的避免排液不盡的問題;第二，盡量減少縫隙，很多設備都需要焊接，容易形成焊縫、對接口等縫隙，液體流動不暢則會對縫隙形成腐蝕。一般的碳鋼材質、鋁合金以及不銹鋼等都會存在這種問題。縫隙腐蝕之后往往會在后續里產生孔蝕和應力腐蝕，時間久了就會發生結構的破壞。設計的時候應該對有積液的設備及管道設計排水孔，避免向上的設備有凹狀設計;第三，化工設備在焊接的時候應該避免出現應力集中，采取連續焊接的工藝;嚴格按照焊接的要求操作，避免出現咬邊、焊瘤、未焊透的問題，因為這些很有可能導致設備出現腐蝕點;第四，化工流體含有強腐蝕性是非常常見的，如果按照常規設計不考慮腐蝕余量這么很容易造成設備使用年限時間短，容易造成設備故障等問題。所以，應該考慮設備的強度問題，預留一定的設備強度和剛度，按照腐蝕深度的2倍以上進行設計。

結束語：

綜上所述，在化工企業的生產經營活動中，機械設備腐蝕問題是目前尚無法徹底解決的難題。然而，細致分析腐蝕機理，根據機械設備的結構和工藝進行腐蝕防護設計，完善腐蝕防護管理方案，進一步提高機械設備的防腐能力，提高設備的安全性能，延長設備的使用壽命。這不僅有助于降低生產成本，提高化工企業的生產效率，而且對促進化工行業的可持續發展也意義重大。

參考文獻：

[1]曾小川.提升化工機械設備防腐性能的研究[J].當代化工研究，2021（03）：131-132.

[2]喬猛.化工機械設備腐蝕原因及其防腐措施[J].化工管理，2020（35）：123-124.