化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及預(yù)防措施

夏國慶 王姣

摘要：在企業(yè)正常的生產(chǎn)過程中，化工機(jī)械設(shè)備存在著容易腐蝕的問題，這就嚴(yán)重影響了化工機(jī)械設(shè)備的使用年限。針對(duì)上述現(xiàn)象，通過實(shí)地的研究施工過程，結(jié)合先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)和多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者談化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施進(jìn)行了研究。通過研究表明，在企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制生產(chǎn)方法以及材料的選用，選擇合適的材料，采用正確的生產(chǎn)方法，這樣就可以增強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力，提高化工機(jī)械設(shè)備的使用年限，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，使企業(yè)在生產(chǎn)過程中獲取更大的利潤。

關(guān)鍵詞：化工；機(jī)械設(shè)備；防腐；措施

腐蝕是一種很普遍的現(xiàn)象，它是由于物體與化學(xué)物質(zhì)接觸，而發(fā)生某種化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致該物體被損的情況。機(jī)械化工設(shè)備是一種較易被腐蝕的物體，發(fā)生腐蝕現(xiàn)象后，設(shè)備的外表和性能都有可能遭到破壞，從而使企業(yè)蒙受損失。因此，很有必要對(duì)機(jī)械設(shè)備的腐蝕原理進(jìn)行研究，并采取相應(yīng)的措施降低設(shè)備被腐蝕的程度，促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展。

1.設(shè)備腐蝕原因及分類

1.1 設(shè)備腐蝕原因

由于機(jī)械設(shè)備是由金屬制成的，金屬的結(jié)構(gòu)使其在外界溫度和濕度等條件下容易發(fā)生銹蝕，這是機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕的根本原因。在化工企業(yè)的工作環(huán)境中，充斥著較多二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物等具有腐蝕性的物質(zhì)，加上工作車間較高的溫度和較大的濕度，使得金屬機(jī)械設(shè)備更容易和這些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而被腐蝕。

1.2 腐蝕的分類

根據(jù)腐蝕發(fā)生機(jī)制分類，腐蝕被分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕主要是由于金屬所處環(huán)境的溫度過高且較為干燥引起的，使金屬表層與環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其被損壞。電化學(xué)腐蝕是一種氧化還原反應(yīng)，主要是由于環(huán)境較為潮濕引起的，時(shí)金屬與電解質(zhì)溶液接觸后，出現(xiàn)了電極反應(yīng)，導(dǎo)致金屬遭到破壞。

2.發(fā)生腐蝕的化學(xué)機(jī)理

2.1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理

金屬發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在金屬表層，是由于表層與環(huán)境中的離子導(dǎo)電介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致金屬表層被破壞。電化學(xué)腐蝕的過程中，主要是陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)移到介質(zhì)的過程中釋放出電子流，與環(huán)境中的離子流結(jié)合起來，陰極吸收從陽極轉(zhuǎn)移過來的電子進(jìn)行還原。

2.2 工業(yè)氣體的腐蝕機(jī)理

在工業(yè)環(huán)境中，空氣中的二氧化碳、二氧化硫和氫氧化物含量較高，還存在著一些揮發(fā)物質(zhì)和一些粉塵，這些介質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中金屬被腐蝕。如果周圍的環(huán)境比較潮濕，空氣中的酸性氣體就會(huì)在水的作用下合成無機(jī)酸，這是一種腐蝕性極強(qiáng)的物質(zhì)。

在工業(yè)氣體環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備的腐蝕主要是由于直接化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的共同作用導(dǎo)致的。這兩種化學(xué)腐蝕都是一種氧化過程，只是發(fā)生的背景有異，化學(xué)腐蝕在高溫且干燥的環(huán)境中發(fā)生的，電化學(xué)腐蝕在超市的環(huán)境中發(fā)生。

3.化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)

3.1 材料選擇

碳素鋼是機(jī)械制造業(yè)使用較為普遍的設(shè)備材料，其價(jià)格較同類材料較低，而且購買較為方便，同時(shí)具有易加工的特點(diǎn)。此類材料在普通的環(huán)境中不容易發(fā)生腐蝕，如果機(jī)械設(shè)備采用這種材料，也較能滿足設(shè)備的防腐蝕需求。但是在化工行業(yè)這一特殊的環(huán)境中，這種材料則不能滿足設(shè)備防腐蝕要求，可能會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。因此，在化工企業(yè)中，需要選擇耐腐蝕的材料才能保護(hù)機(jī)械設(shè)備免受強(qiáng)烈的腐蝕，普通低合金鋼則是一種合適的制造基材。

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝選擇

在實(shí)際應(yīng)用中如果機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太過復(fù)雜或者設(shè)計(jì)不合理，則很有可能會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力、積塵和積液等，從而設(shè)備的某些接合部位發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。因此，我們應(yīng)該對(duì)機(jī)械的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而提高機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力。設(shè)計(jì)過程中要滿足以下要求：

3.2.1機(jī)械部件的形狀應(yīng)該盡量簡單；

3.2.2機(jī)械部件表面不能有缺陷或損壞；

3.2.3機(jī)械部件盡量使用一樣的金屬材料；

3.2.4機(jī)械部件中盡量不要有縫隙；

3.2.5機(jī)械表面要使用較好的防銹漆，這樣可以避免機(jī)械部件和腐蝕介質(zhì)的直接接觸，起隔離作用。在對(duì)焊縫涂漆時(shí)一定要注意，要保證機(jī)械部件的每一個(gè)部位，包括接縫處，都要涂漆；

3.2.6在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方面，要盡量避免凹形狀的出現(xiàn)，或者在設(shè)備上設(shè)計(jì)排水孔，預(yù)防水分在設(shè)備上滯留所導(dǎo)致的金屬腐蝕；

3.2.7在焊接的過程中，要盡量采用連續(xù)焊接技術(shù)，且對(duì)焊接處的夾縫要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；

4.設(shè)備防腐蝕方法

機(jī)械設(shè)備的防腐蝕方法有很多種，但大都是從金屬本身特質(zhì)方面考慮，盡量減少金屬和具有腐蝕性的介質(zhì)的接觸，或者是在金屬的表面涂上防腐蝕的材料等。

電化學(xué)保護(hù)法主要是利用電化學(xué)機(jī)理，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使金屬設(shè)備變?yōu)楦g電極中的陰極，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，一般主要采用外加電流法和犧牲陽極保護(hù)法。

外加電流法是指，將需要保護(hù)的金屬作為電池的一極，將另一種附加電極作為電池另一極，而且把需要保護(hù)的金屬作為陰極，然后外加電流，對(duì)作為陰極的金屬進(jìn)行保護(hù)。

犧牲陽極保護(hù)法，是指將與被保護(hù)的金屬材質(zhì)相同的金屬作為陽極，固定在被保護(hù)的金屬上，作為腐蝕電池，被保護(hù)的金屬則作為陰極被保護(hù)起來。這是一種科學(xué)合理的方法，被很多企業(yè)采用，且效果很好。

5.結(jié)論

腐蝕現(xiàn)象的存在給個(gè)化工企業(yè)造成了困擾，因此，防腐蝕措施的研究顯得尤為重要。本文對(duì)設(shè)備發(fā)生腐蝕的原因進(jìn)行分析，對(duì)腐蝕產(chǎn)生的化學(xué)機(jī)理進(jìn)行了研究，并對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的防腐蝕設(shè)計(jì)從材料的選擇和工藝的選擇方面進(jìn)行了闡述，最后提出了防腐蝕的兩種有效的方法，對(duì)化工企業(yè)解決機(jī)械腐蝕問題具有重要的參考意義。

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