提高化工机械设备防腐蚀能力探讨

时义

（中国石油独山子石化分公司乙烯厂，新疆 克拉玛依 833699）

对于化工机械设备在使用阶段出现的各种腐蚀现象，要求企业管理人员以及操作人员等给予高度重视，树立“泄漏即事故”的理念，并且做出有效的防腐措施，进而保证化工机械的使用寿命能够延长，有效预防发生机械设备泄漏，预防因为腐蚀出现泄漏时导致污染环境、着火、爆炸等事故，社会效益和经济效益都会受到损失。

1 化工机械设备腐蚀的种类

从化学角度分析，腐蚀主要的划分类别有化学腐蚀以及物理腐蚀两种。化学腐蚀指的是由于部分具有较强腐蚀性的化学物质导致设备发生腐蚀的现象，也有因为机械设备本身使用的材料的问题，如钢铁等物质因为氧化导致的腐蚀。另外，物理腐蚀最大的特点在于腐蚀的过程中并未发生化学反应，机械设备却发生了被破坏的现象。此类腐蚀比较常见的是在高温作业下的化工机械设备。比如铁，熔点是1535℃，对于很多使用铁作为基础物质打造的化工机械设备，当遇到温度超过1535℃的情况下，将会发生熔化现象，机械设备的组织结构也会发生破坏，这是比较常见的物理腐蚀。相比物理腐蚀，发生化学腐蚀的现象更为常见，尤其是化工生产过程中发生化学腐蚀的现象十分常见，主要原因在于化工生产通常需要非常多的化学物质共同参与，而且需要在高温高压的环境下发生。化工机械设备发生化学反应的现象更为常见，以至于发生腐蚀现象。比较常见的化工机械设备化学腐蚀有两种，其中一种是局部腐蚀。这也是化工机械设备最为常见的一种化学腐蚀现象，最大的特点在于腐蚀现象只集中于某些局部位置，部分位置发生腐蚀而其他部位没有；还有一种就是均衡腐蚀。此种腐蚀通常发生在金属完全浸泡在某种特殊的溶液或者是在腐蚀性气体当中，以至于整个金属都发生了明显的腐蚀现象。此类腐蚀最大的特点在于腐蚀速率往往是用线性函数来表示，而且速度极快。

2 化工机械设备的腐蚀原因

2.1 外在原因

从整体来看，化工机械设备发生外在腐蚀的核心因素是进行化工产品生产的过程中，机械设备在应用阶段极易发生接触各种不同性质的化学物质，当化工机械设备接触这些物质的时候，将容易发生严重的腐蚀。此外，随着介质的温度越来越高，机械设备所处的生产环境压力也在持续上升，以至于腐蚀的速度也在持续加大。

2.2 内在原因

第一，机械设备本身具备较差的防腐能力。因为机械本身存在质量问题，很多机械设备在未出厂时并未做好有效的防腐蚀处理，比如镀层过薄的情况，有的机械设备根本不镀防腐介质，所镀防腐金属质量较差等诸多原因都会导致机械设备极易出现腐蚀的现象。一旦发生腐蚀现象，必然会对化工机械设备的使用性能带来极大的影响，而且存在一定的安全隐患。第二，机械设备使用时间过长后因为长期接触外部物质，而且外部物质种类较多也将会对机械设备带来一定的腐蚀性。很多化工机械设备在平时使用时因为体量较大，再加上内部零件非常多，面临着清洗困难的问题。以至于机械设备需要经过多种不同类型的化学反应，而且在整个化学反应的过程中会接触多种不同类型的物质，这些物质对于设备材料都会产生明显的化学反应，导致腐蚀现象十分常见。较为明显的是溶液类物质腐蚀更为复杂，因为其均质性以及流动性，导致容易发生化学反应，而且清理起来也是非常困难的，这些都会加重设备腐蚀的概率。另外，不同物质之间发生化学反应也十分常见，这些生成物都会加重化工机械设备被腐蚀的现象。第三，化工机械设备零部件带来的影响。因为化工机械设备囊括了诸多零部件，安装工艺非常复杂，发生腐蚀的概率也很高，假如不及时做出防腐蚀处理极易发生大规模的腐蚀情况，进而破坏机械设备的外部保护层，发生非常严重的腐蚀现象。

3 提高化工机械设备防腐蚀能力对策

3.1 选用防腐性强的材料

在制作化工机械设备过程中，要尽可能地选用一些具备较强防腐蚀性的材料，而且需要在保证机械设备功能不会受到外界影响的状况下，选用塑料材料；此外，要把机械设备具体的工作年限考虑进去，还要对现实运行环境做出综合考虑，并且选用对应的有效的金属材料，降低发生腐蚀的可能性。

3.2 采取科学手段隔绝导致腐蚀的接触物

针对很多本身存在极强被腐蚀性的化工设备需要做好有效隔离，而且对于带有较强腐蚀性的物质也应当减少其接触化工机械设备的可能性，比如，常用的手段是物理隔离法。比如，可以在化工机械设备的表面涂抹油漆，采取对设备表面进行碱性防腐镀层的方式能够有效避免机械设备和带有腐蚀介质之间进行接触。然而在具体处理前，需要做到详细了解这一设备的化学组成成分、应用情况以及物理性质，有效防止因为油漆或者是镀层物质选取不正确发生机械设备被腐蚀的可能。

3.3 设备的腐蚀余量

鉴于化工机械设备在平时的使用过程中难以避免的因各种因素导致被腐蚀的状况，建议在设计设备工作强度的过程中预留一定余量。其中，预留的目的在于机械设备本身其外部就包含了防腐蚀材料以及涂层，然而，这只是针对普通运作环境。针对化工企业此类较为特殊的生产环境而言，需要在设计设备的过程中预留较多余量达到抗腐蚀的目的，这也是有效提升化工机械设备使用寿命十分重要和有效的目的之一。

3.4 注意设计工艺的优化实施

加强化工机械设备防腐工作至关重要，其中十分重要的一种办法就是强化机械设备的设计工艺，简化其结构形象，进一步避免死角的情况存在。在设计制造阶段，也应当降低细缝处存在质量问题的可能性，在设计过程中切不可发生向上的容器状凹处，能够避免由于残余水分滞留在设备上方导致设备发生腐蚀的现象。应当注意化工机械设备的设计要把排水孔考虑在内，切实保证设备表面能够处于干燥状态。此外，还要特别重视焊接工艺的应用，保证焊接工艺的科学性，在进行焊接时，要保证做到连续焊接，切不可发生焊接缺陷以及应力集中的现象发生。

3.4.1 结构和工艺的防腐设计

优化设备结构能够有助于提升其防腐能力，假如设备存在整体形状冗余或者是整体构造太过复杂的情况，必然会导致机械设备发生严重的积液、积尘以及设备表面出现涂层破坏的情况等。所以，在对设备进行结构设计以及工艺设计的过程中，更应该考虑的是设备的防腐能力。在具体的结构设计以及工艺设计的过程中将防腐因素囊括其中，主要应遵循下面几个基本原则：其一，设备的整体形状不应该过于复杂，尽量使用相同的材料进行设备设计，有效避免因为材料种类过多导致不同的化学元素之间出现相互腐蚀的现象；其二，在构造上应当少留缝隙，能够有效预防设备表层出现划痕的情况，更有利于对设备进行后期清洗以及维护。其三，设备制造过程中，焊接人员应当尽可能地减少或者是消除内应力以及应力过于集中的问题，有效避免存在焊接缺陷。

3.4.2 强度的防腐设计

因为化工单位内使用的各种机械设备所处的工作环境存在非常多的强腐蚀性介质，所以针对机械设备本身的强度更应该提出非常高的要求。因此，在进行强度设计时，不仅要满足设备本身所需的运行强度，更需要预留一定的腐蚀余量，能够适应在后期的运行阶段因为发生腐蚀给设备运行带来的破坏。

3.5 增加防腐涂料层

针对很多选用的化工机械设备材料使用了防腐性较差材料的情况，特别是热交换器，必须通过增加防腐涂料层的办法增强其防腐蚀性。为了有效防止腐蚀介质接触到化工机械设备金属表面，需要进一步增强换热器的防腐性，应当在金属表层涂抹保护层，比较常用的一些防腐材料主要有防溶剂涂料以及高温涂料，需要对化工机械设备做二次防腐蚀处理，此外，还应当做好重防腐以及放油处理。较为常用的一些防腐漆料如邻苯二甲酸树脂，在具体的选择涂漆和应用过程中，也应当充分重视化工机械设备的使用条件以及使用环境，全面提升化工机械设备的防腐质量，降低设备被腐蚀的可能性。

采用必要的科学的化学方法有效控制机械设备发生腐蚀的现象，具体包含了牺牲阳极法以及外加电流法。其中，牺牲阳极法指的是比设备金属电极电势更低的合金或者是金属当作电池阳极，并且将其固定到机械设备表面，进而形成一个腐蚀电池的作用，此时机械设备则成了电池阴极，能够对机械设备进行有效的保护。比如，可以在铁制设备表面联结锌。由于阳极锌的溶解能够取代原来机械设备当中铁的腐蚀溶解，能够实现很好的保护设备的目的。比较常见的牺牲阳极法的应用材料主要有锌、铝以及铝合金等，并且已经在我国化工企业中获得了十分广泛的应用，比如，应用到对地下管道、化工装置、锅炉以及油罐等进行防护，都获得了良好的效果。

3.6 使用要正确

要想正确地操作一台设备，要熟悉其结构和工作原理，另外还需要了解介质、设计（操作）温度、压力等工艺数据。根据这些参数并结合设备操作维护手册，制定可行的操作方案。

对于压力设备，升降压过程要缓慢，平稳操作，防止冲击加快腐蚀。对于高温设备，升降温过程缓慢，一般不大于30℃/h，并且每隔一定温度进行一次恒温操作，过高的升降温速度，可能造成设备局部过热、膨胀不均匀，对于低温设备，升降温过程也应缓慢进行，防止局部温差过大而损坏设备。对于运转设备，严格控制转动速度，做到不超温、超压、超速、超负荷。

4 结语

化工机械设备在平时使用过程中常常会因为外界各种因素的影响以及内部工艺流程，再加上使用操作不当等都会在很大程度上对化工机械设备的使用带来巨大的腐蚀等方面的影响，而降低化工机械设备的使用寿命，甚至会出现腐蚀泄漏，引起环境污染、着火、爆炸、人员窒息、伤亡等安全环保等影响。所以，为了有效提升化工机械设备的防腐能力，有效地做好防腐工作，需要结合必要的物理以及化学手段，并通过严细管理, 尽可能地避免化工机械设备发生被腐蚀的现象，这对于促进化工产业发展将起到巨大的促进作用，同时也会为我国化工技术的提升和发展带来巨大贡献的重要举措。