化工机械材料腐蚀与防护

李皓(唐山三友硅业有限责任公司，河北 唐山 063305)

0 引言

当前导致化工材料出现腐蚀问题的诱因包括多种，其与材料本身的机制因素、人为因素及外在的环境等因素密切相关[1]。所以必须要高度重视化工材料的腐蚀问题，降低化工材料腐蚀出现的频率，同时加强材料的使用寿命，进而有效地防护化工机械材料的腐蚀问题。

1 化工机械材料腐蚀的种类

1.1 物理腐蚀

该种现象的腐蚀主要是指，某一物体在物理作用下遭受到破坏，在溶解及渗透的场景中比较多发，例如：高温熔岩等。

1.2 化学腐蚀

一般出现化学腐蚀的现象，都是在温度较高且干燥的环境下进行的。其主要是指，某一物体在化学作用下遭到破坏，继而出现了金属及非电解质的化学作用，同时在腐蚀的时候还会有电流出现[2]。金属接触到了氧气或者水，进而造成了金属腐蚀的现象。

1.3 电化学腐蚀

在化工机械中，电化学腐蚀属于常见的一种腐蚀形式，此种现象一般发生在比较潮湿的环境中，出现腐蚀反应的物品为，电解质溶液以及化工机械的金属部件[3]。在进行化工生产时，电解质溶液会被相关的机械设备所接触，进而经电极出现氧化还原反应，导致出现腐蚀的现象。其中钢铁腐蚀是比较常见的一种电化学腐蚀。

2 化工机械材料腐蚀的主要原因

2.1 设备自身原因

(1)因为在制造机械设备过程中，运用的材料及制作的结构不一样，因此不一样的机械设备，耐腐蚀的程度也各不相同，通常金属结构相较于粗糙结构，前者更易被腐蚀。如果对比铁与钢的腐蚀程度，一般钢所遭受到的腐蚀就比较小。

(2)在使用机械设备时，其极易被腐蚀[4]，同时其设备结构的连接也会被腐蚀，例如：某设备一端被腐蚀，其腐蚀范围就会不断变大，直到整个设备都被腐蚀。

(3)粗糙的设备表面相对来说也极易被腐蚀，主要是由于其表面缺乏氧化膜的保护，因此导致其更易被腐蚀。

(4)此外，设备结构越复杂，其设备腐蚀的程度越快。因为结构复杂，证明其缺陷也越多，因此会出现腐蚀的现象[5]。

2.2 生产环境

(1)在化工类设备生产环境中，存在多种腐蚀性介质，如果将设备长期在空气中暴露，也会使腐蚀的速度变得更快。

(2)在化工生产时，会出现温度不断上升使压力逐渐增加的情况，在这个过程中，会使设备的腐蚀程度加快，从而不断的将腐蚀接触的面积扩大。

(3)化工设备腐蚀的速度，是由腐蚀介质的腐蚀速度所决定的。

3 化工机械设备的腐蚀机理

3.1 电化学腐蚀机理

出现电化学腐蚀的主要原因是因为，金属表面的离子导电，从而出现了一系列的电化学反应，使得金属表面被破坏，进而出现了腐蚀现象。电化学反应的过程中，包括两种反应：其一为阳极；其二为阴极。因为受到金属内部离子的作用，所以必须会出现相关联系。阳极反应是一种氧化反应，在反应时电解介质中进入了金属内部的离子，进而出现了电子[6]。阴极反应是一种还原反应，在反应时阳极有电子产生，同时氧化剂将电解介质捕获。出现电化学腐蚀的本质，是一种金属部件内部原电池出现反应的过程。由于电子回路出现了部分短路现象，产生的电流由一种形式逐步向另一种形式转化，从而出现了氧化还原反应。

3.2 工业大气腐蚀机理

在一般情况下，化工企业的周围环境中含有较高的粉尘含量，并且其四周的气体为酸性，所以有较强的腐蚀性。若空气中的水分太高，就会导致无机酸出现。在化工机械设备具体运行时，有非常多设备在空气中暴露，因为长时间与腐蚀性气体相接触，所以出现了腐蚀反应，进而严重损坏了化学机械设备的材料。

4 化工机械材料腐蚀的防护措施

4.1 科学选取设备材料

因为环境相对来说是较为固定的，因此必须要防护设备的腐蚀问题。在设备材料选取上，必须要选用耐腐蚀性高的材料，进而降低设备的腐蚀现象。同时要确保材料具有良好的抗腐蚀性能，必须要选用多种材料和不一样的材料，并逐步进行物理、化学及加工性能的实验[7]。在特定的环境下，对每一种材料的抗腐蚀性能进行仔细观察，进而选取科学的、合适的设备材料。

4.2 结构设计

化工设备局的耐腐蚀能力与设备的使用能力及寿命密切相关，在改善设备使用材料后，还要重视对设备结构的调整，因为结构的设计对防护腐蚀的意义也是非常重大的。首先应该预留使用过程中设备腐蚀的发生程度；其次对结构的形式进行设计时，不可太过复杂，进而有效地预防腐蚀现象的形成；然后最好减少缝隙现象及电的腐蚀，以免导致腐蚀的地方出现外漏；最后必须创造良好的生产条件，对相应的生产温度及湿度进行有效控制，使机械设备能够进入良好运行的轨道上。

4.3 涂耐腐蚀材料

通常情况下，对表面进行设计最根本的办法就是在设备表层涂耐腐蚀材料，使设备表面有一层耐腐蚀的物质存在，进而提高设备的耐腐蚀程度。通常情况下，在设备表面覆盖一层材料，是不会对其造成任何影响的，并且还具有非常好的耐腐蚀能力及抗磨损能力，物理性能较好。在设备表面进行涂层时，既可以涂上金属的，也可以不涂金属的。但是在选择附着材料的过程中，必须要全方面地综合考虑，不仅要考虑设备的基本性能，同时还要考虑设备的环境因素等等。

4.4 打造良好的设备运作环境

想要打造良好的设备运作环境，必须要对设备所处的环境进行考量。因为化工设备出现腐蚀，与环境问题密切相关，因此不仅要对设备本身的腐蚀程度进行改善，同时还要改变设备所处的环境。腐蚀都具有一定的化学反应，如果条件支持，可对环境中的温度、湿度等各种条件进行改变，或者可以在环境中适量加一些防腐蚀材料，对腐蚀介质进行改变，从而有效缓地解化工设备的腐蚀问题。通常有腐蚀现象出现时，与环境的温度及空气的成分流通等密切相关，因此想要改善环境，首要的就是从出现腐蚀的基本角度出发。由于不一样的设备所出现的腐蚀情况是不一样的，因此必须先弄清设备出现腐蚀的具体部位，是因为化工设备中的哪些因素，出现腐蚀现象时有哪些外界条件，必须将以上问题弄清楚，才能提出针对性的解决办法。目前，最常被使用的一种防腐蚀办法就是运用缓蚀剂，其在石油化工等企业中比较常用，运用此方法，能极大地降低设备的腐蚀程度，效果显著。在化工设备中运用缓蚀剂，例如：在冷却水的系统中，及具有比较高酸碱度的清洗池，都能起到非常良好的作用。

4.5 提升设备的焊接技术

想要提高化工机械材料防腐蚀的水平，就必须要提高设备的焊接技术，对设备缝隙进行科学处理。目前构成化工设施的元素包括多种，将这些元素结合起来进行焊接工艺，进而形成统一的整体。但是如果焊接不好，或出现断焊等现象，会对设备之后的运行造成严重的影响，同时还可能会出线焊接被腐蚀的现象，进而导致设备在运行出现故障问题。所以在焊接过程中，如果出现了焊瘤等问题，就会导致机械应力集中。如果焊接的样式多种多样，一定会对化工设施的正常运作造成影响。因此在化工机械材料腐蚀防护过程中，必须要重视焊接工艺，逐步提高焊接的质量，进而有效加强化工材料耐腐蚀的能力。

5 结语

总而言之，化工机械材料出现腐蚀问题是比较常见的，有些腐蚀问题给设备造成了非常大的危害，一方面会影响到设备本身，另一方面也会对工厂的正常生产造成影响。所以必须要做好化工机械材料的防腐蚀工作，提升设备的防腐蚀性能，有效预防化工设备的腐蚀现象，进而促进化工企业生产，为科学发展做出巨大的贡献。