1、提高化工机械防腐能力的探讨摘要：化工机械在化工企业当中是不可缺少的生产设备，因此机械设备的防腐问题也成了必须被提到的事情之一。加强化工机械的防腐能力，延长化工机械的使用寿命，降低企业的生产成本，日益重要。针对化工机械材料在使用过程中容易发生腐蚀的问题，作者就如何提高化工机械设备的防腐能力方面进行了探讨。 关键词：防腐；化工机械；提高；设备管理 中图分类号：TU85 文献标识码：A 近年来，化工行业发展脚步较快，为了确保企业工作能正常开展不受影响，应该重视化工机械设备的维修及养护工作，还要做好设备管理工作。而化工机械容易受到外界相关因素影响，比如说环境条件、温度、湿度以及自身特殊属性情况等，从而
2、发生一定化学反应而导致机械腐蚀情况。因此，做好化工设备防腐工作以及设备管理及养护作业，才能帮助预防腐蚀现象。针对表现出的影响因素，制定相应控制及预防对策，能获得良好、有效的防腐效果。另一方面，还应认真了解并分析设备发生腐蚀的原因及原理，然后做到“对症下药” ，制定有效预防控制对策，从预防和有效解决角度做好设备防腐工作。 一、腐蚀的种类和原因 （一） 、腐蚀的种类 (1)化学腐蚀 其周围的介质在金属的表面发生化学反应，从而有一种新的氧化物生成，破坏金属表面，以高温干燥的环境下这类腐蚀主要是腐蚀介质与金属直接发生反应的形式发生。 (2)电化学腐蚀 表面接触电解质溶液，产生腐蚀通过电极反应。这种电化
3、学腐蚀反应属于氧化还原反应，在潮湿的环境下这类腐蚀主要发生的较为常见。 分类主要可分为：剥层腐蚀点状腐蚀、高温氧化腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、疲劳腐蚀、焊接应力腐蚀、电化学腐蚀、震动磨损腐蚀、海洋大气腐蚀、工业大气腐蚀等。 相对于化工行业来说，机械设备的腐蚀主要是焊接应力腐蚀、电化学腐蚀、疲劳腐蚀以及缝隙腐蚀，最为严重的是电化学腐蚀。 （二） 、腐蚀的原因 特别是化工企业的介质环境中,含有大量的 H2S 、SO2、卤化物、CO2、氢氧化物、硫化物及盐雾等有害物质，有些环境还伴有潮湿和高温等，金属由于本身的结构和组成在这些因素的综合影响下，便发生化学、物理反应与这些有害物质，形成腐蚀。 如果从化工
4、机械腐蚀发生原理这一角度而言，腐蚀现象的发生于设备四周介质物质存在有着一定关系。化工设备发生腐蚀情况，通常情况下都是从外向内部发展的，因为设备外表最先与外界环境接触，然后在长时间接触过程中机械设备会发生化学反应或者是物理作用，从而导致腐蚀情况，对化工设备造成严重损坏，比如重压、高温、湿度严重等均为多见的外界影响条件。 二、腐蚀产生的化学机理 因为化工机械设备是由不同类型材质构成，因为自身设备具有的特殊属性，容易遭受多种因素影响，从而使机械设备性能发生衰退而不能进行正常工作。一般情况下，大部分化工机械设备主要是由金属材质组成，所以比较容易出现腐蚀情况，其也比较容易受到外界温度、环境等因素影响而造
5、成机械设备损坏。 （一） 、工业大气腐蚀机理 在较严重大气污染的工业地区，空气中会含有高浓度的 CO2、SO2、卤化物、H2S、盐雾和工业粉尘及硫化物等腐蚀性介质，如果在湿度达到的条件下这些酸性的气体就会生成无机酸于水化合反应。在大气中钢材的腐蚀是电化学腐蚀和直接的化学腐蚀的结合，工业大气中含有大量腐蚀物里面，最为严重的是 SO2 腐蚀，因为 SO2 与水酸化反应形成酸雨，又是不饱和酸，起到相当大的催化剂作用。总而言之，从本质来看电化学腐蚀和化学腐蚀，都是氧化还原反应的化学反应。本质区别就在于化学腐蚀在高温干燥的环境条件下只是周围介质与金属直接进行的化学反应，而电化学腐蚀的氧化反应是在潮湿的环
6、境中发生的，并且形成了腐蚀微电池在腐蚀过程中。 （二） 、电化学腐蚀机理 金属的电化学腐蚀指的是产生金属表面破坏由于离子导电介质与金属表面发生电化学作用。按照电化学机理任何一种进行的腐蚀反应至少包含有一个阴极反应和一个阳极反应，并且以介质中的离子流和流过金属内部的电子流联系在一起。阳极反应是金属正离子转移到介质中从金属，并可以释放电子，即阳极氧化过程。与之相对应的阴极反应则是指来自于阳极电子和介质中的氧化剂组分发生的还原反应过程。在酸中受腐蚀时，碳钢在阳极区的 Fe 被氧化为 Fe2+离子，所自阳极（Fe）放出的电子流到钢中的阴极（FeC）上，再还原成氢气，被 H+离子吸收，其化学反应式为：
7、Fe+H+Fe2+H2 这种电化学腐蚀的机理本质上是形成的短路原电池在金属内部，即电流不对外做功，电池的回路短接，电子在还原反应中由腐蚀电池内阴极吸收自耗。由此可见，会加剧腐蚀的速度，如果促进阳极的离子化。 三、化工机械的防腐设计 以上可以看出，金属材料最主要的破坏形式之一是腐蚀破坏，所以我们在机械设备的安装使用及采购选用各环节，包括为设备自行设计配套一些附件时，都要特别重视这一因素。在腐蚀环境下可以说设备的设备构件和防腐设计的功能作用是一样重要的。应从以下几个方面采取措施： （一） 、工艺和结构的防腐设计 如果构件的几何形状设计过于复杂或者不合理的话，经常会引起热应力、机械应力、积尘、积液和
8、金属表面漆膜漏涂破损等缺陷，从而导致局部的缝隙腐蚀、应力腐蚀和氧化腐蚀等，因此从防腐的角度考虑必须要工艺设计和结构的设计的合理性。作以下几点建议：（1）防止表面有伤痕或损坏，尽量减少缝隙，防止滞留设备有残余水分。 （2）应尽可能使构件的形状简单，同一种金属材料尽量选用。 （3）焊接时出现应力集中和内应力的情况应尽量避免，焊接避免出现缺陷。 （4）进一步防止缝隙腐蚀，对构件连接出夹缝也应合理设计。 （二） 、材料的选用 通用机械设备的材料很多都是由普通碳素钢用来制造的，其特点在于供应方便，价格低廉，容加工。对其腐蚀的危害并不大，在普通的条件下使用，但是在化工行业这种腐蚀性高浓度介质的环境下如果使
9、用，因为其的抗腐蚀能力差，就很容易遭受破坏腐蚀。如常用的 Q235 钢材，其在盐雾、酸气介质中的腐蚀速度高达 0.51.0mm/a，对设备构件各个企业都会定期的进行防腐涂漆，但只要漆膜局部的脱落或者出现划痕，就会立即不断扩展的产生电化学腐蚀，从而使其使用寿命大幅降低，因此不宜在化工企业作为机械设备的原材料采用这类钢材。而作为制造基材设备应该选用耐腐蚀钢如 09MnCuPTi 、16MnCu 等普通低合金钢。总体经济效益要高的多，虽然这类钢材较后者要贵。据统计显示，设备寿命的23 倍使用普通碳素钢制造就是低合金钢所制造的设备的使用寿命，所以其性价比还是高出一些。 （三） 、强度设计上的防腐考虑
10、由于设备工作环境的高腐蚀性在化工企业中，所以要寄予特别考虑对附件及设备的强度。这就是说，除满足机械刚度和强度要求外，构件还须留有腐蚀余量，这个余量一般为设备设计寿命内腐蚀深度的双倍。 四、腐蚀的控制 根据上述内容，对于化工机械设备腐蚀相关知识及影响原因有了初步认识，接下来的工作便是采取有效的解决措施预防机械设备腐蚀。实现有效预防机械设备腐蚀，需要做好日常设备检查、养护及维修工作，还要重视设备的管理工作，从而不断形成一整套系统的设备管理方法，从管理及日常维护工作做好防腐措施。 机械的防腐方法有很多种，主要分为对金属进行表面处理和改善金属本质，进行电化学保护及改善腐蚀环境。除了对设备定期进行防腐涂
11、漆外，还应对环境污染的程度尽力控制，控制环境温度和湿度，降低有害气体的浓度。另外，采用牺牲阳极保护法根据电化学腐蚀原理，进行保护设备的阴极也是一种行之有效的控制方法，也可以使用外加电流法对防止腐蚀的发生也非常有用，下面就来具体介绍这两种方法。 根据电化学原理电化学保护法是在金属设备上所采取的措施，让其成为腐蚀电池中的阴极，从而减轻或者防止金属腐蚀的方法，它包括外加电流法和牺牲阳极保护法两种。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护的方法。此法主要用于防止土壤、海水和河水中金属设备的腐蚀；牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护的金属更低的金属或者合金作为阳极，使其固定在被保护的金属上，形成腐蚀电池，被保护的金属因作为阴极而得到了保护。 总之，化工生产企业中普遍存在腐蚀性介质，化工机械设备会比一般行业设备腐蚀严重，从设计、施工、运行防护各个方面考虑，有效提高防腐能力，延长设备寿命。 参考文献 1 宋伟.关于化工机械防腐能力的探讨J.黑龙江科技信息.2011(04):18. 2 张亚娟，高泽吉，孙延龙，许雄轩.提高化工机械防腐能力的有效路径J .中国石油和化工标准与质量.2011(05):11.
