四川化工
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化工机械设备的防腐措施探讨
 【摘 要】化工机械设备一旦遭受腐蚀,不仅会缩短设备的使用寿命,还会对化工企业产品的生产以及资源节约、成本控制等带来不利影响,导致企业承受较大的经济损失。本文分析了化工机械设备的腐蚀原因和机理,并在此基础上提出了防腐措施,以期对提高化工机械设备的防腐蚀性能工作能够有所借鉴。
  【关键词】化工机械设备;腐蚀原因;防腐措施0 引言
  机械设备遭受腐蚀后,一方面其色泽、光滑度等物理性能会受到影响,导致设备外观损伤;另一方面还会使设备运行过程中的其他性能被损害,从而严重影响到设备的使用性能。化工机械设备一旦遭受腐蚀,不仅会缩短设备的使用寿命,还会对化工企业产品的生产以及资源节约、成本控制等带来不利影响,导致企业承受较大的经济损失。
  1 造成化工机械设备腐蚀的原因
  1.1 内在因素引起的腐蚀
  1.1.1 金属的防腐能力
  化工机械设备中因为使用了很多金属构件,所以金属自身的防腐能力对设备整体的防腐能力会产生重要影响。一般而言,金属内部的晶粒密度越大,那么由其组成的设备的耐腐蚀性能就越差;反之耐腐蚀性能就越强。
  1.1.2 溶液不同
  化工机械设备生产的产品不同,在工作时接触的溶液介质也会存在差异,而在这些溶液介质中,有些对机械构件的腐蚀性较强,而有些的腐蚀性则相对较弱,这就导致即使是同一设备,因为工作时所接触的溶液介质存在差异,那么其出现腐蚀的几率也会有所不同。
  1.1.3 机械零件表面的粗糙度
  现实中,有很多设备腐蚀都是由零件位置腐蚀开始的。而机械零件发生腐蚀的原因与其表面粗糙度之间有着直接的联系,绝大多数零件发生腐蚀都是由于其表面粗糙度不够造成的。
  1.1.4 结构设计不合理
  如果化工机械设备的结构设计不合理,使得尘土、液体容易形成堆积或者设备应力过大等,就很容易引发局部位置腐蚀。
  1.2 外在因素引起的腐蚀
  1.2.1 腐蚀性气体或液体影响
  因为化工生产的特殊性,使得设备在工作过程中不可避免地要接触一些碱性、酸性类物质,而这些物质往往又具有较强的腐蚀性能,如果长期与设备表面接触或残留在一些关键部位上而没有被及时清理,那么即使机械设备经过防腐处理,也有很大可能会遭受腐蚀影响。
  1.2.2 气体或液体的流动速度
  依据工作实践可知,化工机械设备工作时所接触的具有腐蚀性能的气体或液体的流动速度也会对设备的腐蚀程度造成一定影响。一般而言,腐蚀性气体或液体的流动速度越快,那么化工机械设备所呈现出来的腐蚀程度就越高,即腐蚀效率就越;反之,如果流动速度缓慢甚至完全静止,那么设备即使与之存在接触,其腐蚀速度也会减慢很多。
  1.3 管理维护不良
  没有及时发现金属构件的锈蚀问题,或者发现了却没有及时处理,导致化工机械设备腐蚀严重,酿成严重后果。
  2 化工机械设备的腐蚀机理
  2.1 电化学腐蚀机理
  化工机械设备由众多金属构件组成,而金属与空气中能够导电的离子有可能会发生电化学反应,从而使金属构件遭到破坏,进而使整个化工机械设备的性能都受到影响。根据金属发生电化学反应的机理,整个电化学反应过程由阳极反应和阴极反应组成。前者主要指金属因释放电子而变为阳离子,并且阳离子渗透到介质中的过程;后者则是指相当于氧化剂作用的阴极因接收来自金属释放的电子而被还原的过程。因为整个过程中所产生的电流都会在阴极进行自耗反应,这就使得设备的腐蚀反应不断进行,腐蚀效率也进一步被提高。
  与一般的金属化学腐蚀多为均匀腐蚀不同,发生电化学腐蚀时,因为金属表面各处介质的浓度、温度不同,一般都表现为局部腐蚀。而这种局部腐蚀的位置又很难确定,一旦控制不好,就可能出现局部严重腐蚀破坏,导致整个设备的工作性能和质量迅速下降。
  2.2 在工业大气中的腐蚀机理
  化工生产比较特殊,面对的大气中可能含有大量的CO2、SO2、各种硫化物以及酸碱盐等腐蚀物质,而这些都有可能成为导致设备发生腐蚀的介质。如果设备工作的大气环境中本身就含有大量的腐蚀物质,并且周围环境条件又比较潮湿,那么大气中酸性气体就会和空气中的水蒸气结合而产生腐蚀性较强的无机盐,从而严重影响到机械设备。在工业大气的条件下,化工机械设备的腐蚀主要由化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用。前者主要指处于高温环境下的设备金属构件和氧气发生的化学反应,如铁的吸氧腐蚀;后者主要指在潮湿环境下进行的氧化还原反应(如图1所示),如以Fe为材料的化工机械设备上发生的正极反应为Fe-2e=Fe2+,负极发生反应为2H2O+O2+4e-=4OH-,然后正、负极各自生成的阴、阳离子在空气中O2的作用下生成Fe(OH)3,导致化工机械设备发生锈蚀。
  图1 铁的电化学腐蚀示意图
  3 防腐措施
  3.1 电化学保护方法
  在当前各个化工企业中,对金属表面进行处理,从而使金属与空气发生隔离,是应用最广泛也是最有效的一种措施。其中,电化学保护措施在各类金属表面处理中占据重要地位,通过牺牲金属阳极来对金属内部的阴极加以保护,能够起到良好的防护效果。
  3.2 结构与工艺的防腐设计
  在进行设备结构设计时,其形状结构要力求简单,避免开口朝上的容器状凹处出现,若是实在无法避免,也要考虑设计排水孔以避免滞留水的存在。设备构件应尽量使用同种材料,以避免出现较大的缝隙。在对设备的焊缝进行涂漆时,设备结构的合理性会对涂漆质量产生直接影响,只有做到结构设计合理,才能确保涂漆达到良好的防腐效果。
  3.3 做好化工机械设备的涂漆处理
  通过对化工机械设备进行涂漆,能够有效隔绝金属构件与所处的外部环境,经实践证明是一种非常有效的防腐措施。涂漆前要详细了解设备的材料组成、表面状态、功能用途、形状结构以及工作环境等,并以此为依据选择合理的防锈漆。
  3.4 加强对化工机械设备材料的选择
  通常而言,机械设备材料大多使用普通碳素结构(下转第81页)(上接第59页)钢,这种材料在普通环境中受到腐蚀的可能性不大,但化工机械设备的工作环境一般都比较恶劣,面对的大气中含有大量的CO2、SO2以及其他的酸碱盐介质,这就导致由普通碳素结构钢制成的设备的耐腐蚀性能会大幅度较低。因此,应选择使用耐腐蚀的钢材制成的化工机械设备,比如使用16MnCu、09MnCuPTi等合金钢材料来制造化工机械设备。这些材料制成设备的抗腐蚀性能较强,其使用寿命可以达到普通碳素钢制成设备的2~3倍。
  3.5 加强运行维护管理
  加强对化工机械设备腐蚀情况的检查力度,及时发现存在脱漆或锈蚀的部位,并立即进行处理。
  4 结束语
  总之,只有采取科学合理的防腐措施,提高化工机械设备的耐腐蚀性能,才能使设备更好地为生产服务,进而收获更大的经济效益。

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