加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備防腐能力的途徑

王穎(中國(guó)石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院工藝室粉體工程，吉林 昌邑 132002)

一旦化工機(jī)械設(shè)備遭到腐蝕問(wèn)題后，此機(jī)械設(shè)備日常使用時(shí)需要的其他相關(guān)功能以及性能都會(huì)被破壞，將會(huì)導(dǎo)致其使用壽命極速降低；另外，化工機(jī)械設(shè)備本身的光滑度、色澤等各種物理性能都會(huì)被影響，導(dǎo)致設(shè)備的外形受到影響進(jìn)而影響到設(shè)備結(jié)構(gòu)本身。嚴(yán)重的腐蝕會(huì)引起設(shè)備及管道的跑冒、滴、漏機(jī)會(huì)增加，甚至如在危險(xiǎn)介質(zhì)情況下會(huì)引起設(shè)備爆炸，給環(huán)境造成污染、人員造成傷亡等慘重狀況。如果化工機(jī)械設(shè)備遭受腐蝕無(wú)法得到良好的解決，將會(huì)使得化工企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)、成本控制、節(jié)約資源等各方面都會(huì)出現(xiàn)不良結(jié)果，最終會(huì)給化工企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的原因以及主要類(lèi)別

1.1 出現(xiàn)腐蝕的原因

對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備，常見(jiàn)三種因素導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)：

1.1.1 化工設(shè)備運(yùn)行強(qiáng)度

因?yàn)榛ぴO(shè)備一旦運(yùn)行強(qiáng)度過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的震動(dòng)而出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題。另外在實(shí)際的工作中，化工機(jī)械設(shè)備還會(huì)出現(xiàn)塊狀或點(diǎn)狀的腐蝕、縫隙性的腐蝕等等。而且還可能因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液、空氣濕度、外界溫度等因素使得化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

1.1.2 設(shè)備操作環(huán)境

化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，往往都是由外至內(nèi)的，工業(yè)環(huán)境中含有腐蝕性氣體、濕度嚴(yán)重、高溫等，由于設(shè)備的外表部分長(zhǎng)期與外界的各種因素接觸，在接觸期間就會(huì)使得機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)物理作用或產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使得機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

1.1.3 設(shè)備腐蝕的內(nèi)在因素

設(shè)備的材質(zhì)金屬晶粒粗細(xì)、零部件的加工精度、設(shè)備的結(jié)構(gòu)突變處等都會(huì)引起設(shè)備的內(nèi)在腐蝕。設(shè)備的內(nèi)部也會(huì)因?yàn)槟承┙橘|(zhì)物質(zhì)或者某種作用力導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕，例如，電解質(zhì)、電極作用等。

1.2 腐蝕的主要類(lèi)別

機(jī)械設(shè)備所具備的金屬表面與其周?chē)涑獾念?lèi)似硫化物等各種有害物質(zhì)之間產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，那樣就會(huì)生成新氧化物，從而破壞了金屬的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)腐蝕大多都是在干燥且高溫的環(huán)境下開(kāi)展的，這將會(huì)造成腐蝕介質(zhì)和金屬之間直接出現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)，即化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕中最嚴(yán)重的就是氫腐蝕，其亦是氫腐蝕分為兩種，分別為外來(lái)因素以及內(nèi)在因素。外在因素指的是化工機(jī)械設(shè)備存放在易致氫的環(huán)境中使用時(shí)所吸收的氫；內(nèi)在因素則是指在電鍍、酸洗、焊接等機(jī)械制造過(guò)程中所吸收的氫。

2.加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力的途徑

目前對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力的相關(guān)措施分為以下三種，設(shè)計(jì)方案改進(jìn)、合理選擇材料、科學(xué)處理金屬。

2.1 設(shè)計(jì)方案改進(jìn)

2.1.1 工藝以及結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)

化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力與其本身的結(jié)構(gòu)也有著一定的關(guān)系，一旦設(shè)備的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜或者其整體的形狀存在不合理之處，可能會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)表面涂層被破壞、積塵、積液等問(wèn)題。所以在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工藝以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其是否具備良好的防腐能力進(jìn)行考量。對(duì)于其有關(guān)的防腐設(shè)計(jì)需要注意以下幾點(diǎn)：第一，整體的形狀設(shè)計(jì)需要避免復(fù)雜，同時(shí)整個(gè)機(jī)械設(shè)備需要盡可能采用同種材料，嚴(yán)禁材料的種類(lèi)過(guò)于繁雜；第二，設(shè)備的構(gòu)造需要確保縫隙少，這樣可以防止表面造成劃痕，同時(shí)也能方便之后的清洗以及維護(hù)工作；第三，工作人員開(kāi)展焊接的時(shí)候，要盡可能將內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行消除或者降低，應(yīng)力集中，從而減少焊接出現(xiàn)的缺陷；第四，在涂防銹層需要使用防腐材料，對(duì)于焊接點(diǎn)需要著重進(jìn)行涂刷；第五，需要科學(xué)合理地處理構(gòu)件的連接處，以防縫隙之間產(chǎn)生腐蝕。

2.1.2 強(qiáng)度方面的防腐設(shè)計(jì)

因?yàn)樵诨て髽I(yè)中用機(jī)械設(shè)備的環(huán)境存在著大量的腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，為此需要對(duì)化工機(jī)械設(shè)備本身的強(qiáng)度提出更多的要求。在設(shè)計(jì)化工機(jī)械設(shè)備的強(qiáng)度時(shí)，不但需要滿(mǎn)足其常規(guī)運(yùn)行所要求的強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)母g余量，這樣能夠?qū)θ蘸筮\(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的腐蝕而產(chǎn)生的損壞能夠有所適應(yīng)，這個(gè)設(shè)計(jì)余量應(yīng)該為設(shè)備設(shè)計(jì)中壽命內(nèi)會(huì)產(chǎn)生的腐蝕深度的兩倍以上。

2.2 合理選擇材料

目前，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備制造的都是使用碳素鋼作為主要材料，主要原因是此材料成本較低，同時(shí)加工方面的工藝技術(shù)也較為簡(jiǎn)單?？墒窃诨て髽I(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備也長(zhǎng)時(shí)間處于有著腐蝕性較高的環(huán)境中，可是這些碳素鋼不具備強(qiáng)力的防腐能力，易遭受到腐蝕問(wèn)題。即使在它表面涂抹一些防腐材料，如果其表面產(chǎn)生劃痕，也會(huì)出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，這樣反而將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)更快的腐蝕速度，使得化工機(jī)械設(shè)備的使用壽命有所影響。

對(duì)于化工企業(yè)中高腐蝕性的生產(chǎn)條件，建議使用耐腐蝕鋼作為機(jī)械設(shè)備的原材料。雖然這些耐腐蝕鋼的價(jià)格比碳素鋼要貴，但是其容易維護(hù)、使用壽命也較長(zhǎng)，整體的效果以及性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)超過(guò)碳素鋼。

2.3 金屬表面處理

此方法有效針對(duì)金屬表面的問(wèn)題，從而容易改善腐蝕的環(huán)境。目前對(duì)于金屬表面所采用的方法有防腐涂料法

2.3.1 防腐涂料法

對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備提升防腐能力的重要方法之一，就是使用防腐涂料法，其有著以下幾種作用：第一，具備良好的屏蔽作用；第二，有著緩解腐蝕作用；第三，陰極保護(hù)作用。

因?yàn)槌赡の镔|(zhì)不一樣，如今常見(jiàn)的防腐蝕材料有以下幾種類(lèi)別：第一，油脂材料，油脂材料是使用干性油作為成膜物的涂料，它具備著涂刷性好、易生產(chǎn)、良好的潤(rùn)濕性、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可是其缺點(diǎn)也很明顯，性質(zhì)軟、干燥緩慢、機(jī)械性較差、較差的耐水性；第二，生漆材料，其有著不錯(cuò)的附著力、光澤好、漆膜堅(jiān)韌，其對(duì)于水以及土壤也有著抵抗力，可是其有毒性，會(huì)造成工作人員的皮膚出現(xiàn)過(guò)敏現(xiàn)象；第三，酚醛樹(shù)脂涂料，其抗腐性較好，但是其不具備較好的實(shí)用性，但可以使用桐油與其進(jìn)行煉制，成改良后的磁漆，有著較好的漆膜且成本低；第四，環(huán)氧樹(shù)脂涂料，其有固化劑以及環(huán)氧樹(shù)脂這兩種部分開(kāi)展，其有著不錯(cuò)的附著力，以及良好的抵抗性，但是抗老化性能卻不高，使用壽命短暫。

2.4 氫腐蝕的處理法

作為化工機(jī)械設(shè)備中最顯著的腐蝕問(wèn)題，需要從應(yīng)力、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料以及工作環(huán)境進(jìn)行抑制氫腐蝕。

2.4.1 材料抑制

為了避免機(jī)械設(shè)備在制造的過(guò)程中，因?yàn)椴牧媳旧矶鴮?dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)氫腐蝕，所以需要選擇對(duì)于氫脆不敏感的材料，例如含有、的合金鋼；抗氫蝕鋼則可以采用含有、W、V、、等的合金鋼，抗氫蝕鋼中的、可以形成穩(wěn)定的碳化物，這樣將會(huì)降低碳和氫相互結(jié)合形成甲烷等氣體的可能性。

2.4.2 環(huán)境抑制

因?yàn)橹車(chē)h(huán)境中含有硫化氫、含磷離子、氰化物等元素，而這些有害元素介質(zhì)則將放氫反應(yīng)阻止，導(dǎo)致出現(xiàn)了氫鼓包產(chǎn)生。為此，需要將這些有害介質(zhì)消除，如果不能消除有害介質(zhì)，則可以使用鎮(zhèn)靜鋼，因?yàn)槠淇昭ㄝ^少；使用奧氏體不銹鋼，因?yàn)槠錃錆B透較低；使用橡膠襯里、玻璃鋼襯里；塑料保護(hù)層、鎳襯里等；還可以使用緩蝕劑。

2.4.3 應(yīng)力抑制

將拉伸應(yīng)力降低，并且降低應(yīng)力腐蝕斷裂敏感性，有效避免氫脆疊加以及應(yīng)力腐蝕。比如奧氏體不銹鋼焊件、冷加工黃銅件，退火處理均抑制應(yīng)力避免腐蝕斷裂。而滾壓、噴丸等其他可抑制壓應(yīng)力的技術(shù)，也可起到防止腐蝕的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

化工行業(yè)中的機(jī)械設(shè)備被頻繁使用，也有著廣泛的使用范圍，所以需要吸取經(jīng)驗(yàn)，從表面維護(hù)、設(shè)計(jì)、選材等各方面不斷進(jìn)行改良，同時(shí)防腐性還需要提高，這樣能夠使得機(jī)械設(shè)備的使用壽命以及安全性有所提升，這樣能夠有效地降低化工企業(yè)的成本、加快生產(chǎn)，使得國(guó)內(nèi)的化工企業(yè)走上可持續(xù)性發(fā)展的道路。

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