化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因分析及防腐措施

張揚(yáng)，侯國(guó)棟

（中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000）

化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因分析及防腐措施

張揚(yáng)，侯國(guó)棟

（中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000）

化工機(jī)械設(shè)備是化工生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。由于化工生產(chǎn)過程中，需要涉及到高溫、高壓和腐蝕性化學(xué)物質(zhì)等環(huán)境，因此，化工機(jī)械設(shè)備會(huì)出現(xiàn)腐蝕情況。機(jī)械設(shè)備一旦出現(xiàn)腐蝕，設(shè)備運(yùn)行期就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，化工生產(chǎn)就很難進(jìn)行?；C(jī)械設(shè)備腐蝕，將會(huì)嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)的安全。因此，分析化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因，探討相應(yīng)的防腐蝕措施，就有著重要的實(shí)際意義。

化工；機(jī)械設(shè)備；腐蝕；原因；防腐措施

對(duì)于化工生產(chǎn)而言，安全是其第一要素，化工企業(yè)事故很大部分都是由化工機(jī)械設(shè)備故障引起的?；C(jī)械設(shè)備作為化工生產(chǎn)的基本設(shè)施，其腐蝕問題也是化工生產(chǎn)安全的最大隱患。我國(guó)化工企業(yè)每年因機(jī)械設(shè)備腐蝕問題就會(huì)損失很大一筆費(fèi)用，更重要的是，一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，化工生產(chǎn)停工停產(chǎn)，將嚴(yán)重影響化工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)。因此，弄清楚化工機(jī)械設(shè)備腐蝕種類，分析腐蝕出現(xiàn)的原因，并探討相應(yīng)的防腐蝕措施就顯得尤為重要。

1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕種類

在化學(xué)上，腐蝕主要可以分為兩類，即化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。所謂化學(xué)腐蝕，主要是因?yàn)橐恍┚哂懈g性的化學(xué)物質(zhì)使得設(shè)備腐蝕，或者是因?yàn)樵O(shè)備本身的材料，如鋼鐵等因氧化而造成的腐蝕。物理腐蝕的特點(diǎn)是腐蝕過程中并沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，但機(jī)械設(shè)備仍被破壞。這種腐蝕常見于一些在高溫下作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。以鐵為例，鐵的熔點(diǎn)是1535℃，則那些由鐵為基本材料制成的機(jī)械設(shè)備在超過1535℃的高溫下作業(yè)，就會(huì)被熔化破壞，這就是物理腐蝕。相比于物理腐蝕，化學(xué)腐蝕在化工生產(chǎn)中更為常見。這是因?yàn)榛どa(chǎn)往往需要很多化學(xué)物質(zhì)的參與，同時(shí)在高溫高壓等環(huán)境下，化工機(jī)械設(shè)備更有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

化工機(jī)械設(shè)備的化學(xué)腐蝕主要有兩種，一類是局部腐蝕。局部腐蝕是化工機(jī)械設(shè)備常見的腐蝕，其特點(diǎn)是腐蝕發(fā)生在局部，主要是化學(xué)物質(zhì)集中的地方發(fā)生腐蝕。局部腐蝕對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的某個(gè)部位腐蝕嚴(yán)重，而其他部分則能相對(duì)完好；另一類是均衡腐蝕。這類腐蝕一般發(fā)生在金屬整體浸泡在某種溶液中或腐蝕性氣體中，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)金屬都會(huì)發(fā)生腐蝕。這種腐蝕的特點(diǎn)是，腐蝕速率可以用線性函數(shù)表示。

2 化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕原因

在化工生產(chǎn)過程中，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因有很多，而這些原因主要可以分為內(nèi)部因素和外部因素兩大類。

2.1 內(nèi)部因素

化工機(jī)械本身的內(nèi)部因素是導(dǎo)致其發(fā)生腐蝕的一個(gè)重要原因，因?yàn)楦g歸根結(jié)底是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備本身材料的化學(xué)反應(yīng)或物理變化導(dǎo)致的。所以，弄清楚化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的內(nèi)部原因就很重要。

在化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的內(nèi)部因素中，構(gòu)造機(jī)械設(shè)備的金屬材料的防腐蝕能力是一個(gè)重要因素。化工機(jī)械設(shè)備一般都需要很多機(jī)械零件組成，而這些零件大多是由金屬材料組成。不同的金屬材料性能不一樣。對(duì)于金屬材料而言，其內(nèi)部晶粒的大小決定了材料的防腐蝕能力。金屬材料的內(nèi)部晶粒越大，其防腐蝕能力就越弱。所以，化工機(jī)械設(shè)備中那些由內(nèi)部晶粒大的金屬材料組成的部分，就很容易被腐蝕。以鑄鐵類型的設(shè)備為例，這類設(shè)備發(fā)生腐蝕的概率也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他不銹鋼類型的設(shè)備。

再者，很多化工生產(chǎn)需要機(jī)械設(shè)備在某種溶液中進(jìn)行工作。而乙烯等溶液本身就具有腐蝕性，金屬材料在這些腐蝕性的溶液中，其發(fā)生腐蝕的概率也就更大。尤其是那些防腐蝕能力差，或者未采取防腐蝕措施的機(jī)械設(shè)備，就很容易受到溶液影響而出現(xiàn)腐蝕。

造成化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的另一個(gè)重要的原因在于機(jī)械零件表面的粗糙度。因?yàn)榇植诙仁怯绊懥慵l(fā)生腐蝕現(xiàn)象的重要因素，那些表面粗超度高的零件，發(fā)生腐蝕的可能性更小，而表面粗超度低的零件，發(fā)生腐蝕的可能性更高。而零件作為化工機(jī)械的組成部分，其腐蝕也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。

2.2 外部因素

外部因素也是導(dǎo)致化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的重要原因。在各種外部因素當(dāng)中，腐蝕性氣體或溶液是化工機(jī)械設(shè)備腐蝕最常見的原因。這是因?yàn)樵诨どa(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備大多會(huì)處于一些特殊的工作環(huán)境。這些環(huán)境往往具有酸堿性強(qiáng)、腐蝕性物質(zhì)多等特點(diǎn)。一旦化工機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于這樣的特殊環(huán)境中，其表面就會(huì)受到這些腐蝕性物質(zhì)的影響而發(fā)生腐蝕。即使那些不是長(zhǎng)時(shí)間處于特殊環(huán)境的機(jī)械設(shè)備，若是其表面殘留了這些腐蝕性的物質(zhì)，其同樣也很容易發(fā)生腐蝕。

除了腐蝕性氣體或液體之外，氣體或液體的流動(dòng)速度也會(huì)導(dǎo)致化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕。在很多情況下，那些腐蝕性的氣體或液體的流動(dòng)速度對(duì)機(jī)械設(shè)備的腐蝕同樣有著一定的影響。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，腐蝕性氣體或液體若是流動(dòng)速度過快，則機(jī)械設(shè)備的腐蝕就會(huì)越嚴(yán)重，而腐蝕性氣體或液體流動(dòng)速度小，則機(jī)械設(shè)備腐蝕程度也小。這可能是因?yàn)?，若是腐蝕性流動(dòng)速度大，一方面可以起到?jīng)_涮的效果，另一方面，也會(huì)因?yàn)閱挝粫r(shí)間出現(xiàn)更多新的腐蝕氣體或液體，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備表面實(shí)際接觸了更多的有效腐蝕性氣體或液體，從而導(dǎo)致其腐蝕程度加重。

除了內(nèi)部因素和外部因素之外，化工企業(yè)管理方面的原因同樣會(huì)加重機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度。若是管理上出現(xiàn)疏忽，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的腐蝕不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就不能及時(shí)采取防范和補(bǔ)救措施，從而使加重設(shè)備的腐蝕程度。所以，管理方面的原因同樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備腐蝕的嚴(yán)重化，從而也會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)產(chǎn)生更大的影響。

3 化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕措施

3.1 材料選擇的控制

從化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因來看，機(jī)械設(shè)備自身材料的防腐蝕能力是其中很關(guān)鍵的因素。因此，為了加大化工機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力，就需要在材料方面進(jìn)行合理的選擇和控制。對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間在腐蝕性環(huán)境下工作的機(jī)械設(shè)備，就需要選擇那些由防腐蝕能力強(qiáng)的材料構(gòu)造成的化工機(jī)械設(shè)備。而在材料的具體選擇方面，也要綜合考慮機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境，根據(jù)環(huán)境的酸堿、溫度和濕度等條件選擇材料。同時(shí)，也需要考慮機(jī)械設(shè)備的工作內(nèi)容，一些需要長(zhǎng)時(shí)間浸泡在溶液或腐蝕性氣體中的機(jī)械設(shè)備，也更應(yīng)該選擇防腐蝕能力強(qiáng)的材料。值得一提的是，由于高分子材料在防腐蝕方面有著比金屬材料更好的優(yōu)勢(shì)，因此，可以按照實(shí)際需要，合理選擇高分子材料的使用。

3.2 化學(xué)法防腐蝕

化工生產(chǎn)中，機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境要么是液體環(huán)境，要么是其他環(huán)境。而在液體環(huán)境中，為了防范金屬機(jī)械設(shè)備的腐蝕，可以采用外加電源的方法增加防腐蝕效果。這種防腐蝕方法的原理，就是利用電化學(xué)的原理，通過陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生還原反應(yīng)，這樣，將機(jī)械設(shè)備作為陰極，就能有效減小化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕。這種電化學(xué)方法雖說能夠起到減小機(jī)械設(shè)備腐蝕的效果，但是其并不能從根本上解決腐蝕問題。此外，采用原電池的方法同樣可以提高對(duì)一些金屬機(jī)械設(shè)備的防護(hù)能力，增加其使用年限。而對(duì)于氣體環(huán)境，主要可采用物理防腐蝕方法。

3.3 物理法防腐蝕

相比于化學(xué)法防腐蝕，物理法防腐蝕的成本更低。一般，物理法防腐蝕大多只需要采用一定的物理措施就能完成防腐蝕工作。

常見的物理措施是表面涂層，通過在化工機(jī)械設(shè)備表面涂上一層惰性金屬層，這樣，機(jī)械設(shè)備在腐蝕性環(huán)境中的防腐蝕能力就會(huì)增加。此外，通過刷油漆的方法也可以達(dá)到提高設(shè)備防腐蝕能力的效果。在物理法防腐蝕措施中，也可以通過減小化工機(jī)械間縫隙提高防腐蝕效果。物理法防腐蝕雖說成本更低，但是其防腐蝕效果很難比得上化學(xué)法防腐蝕，因?yàn)槠錈o法從根本上解決腐蝕問題。但是，由于需要考慮到經(jīng)濟(jì)性等多種因素，物理法防腐蝕是多數(shù)化工企業(yè)采用的方法，更具有實(shí)際意義。

3.4 加強(qiáng)防腐蝕管理工作

除了上面的防腐蝕措施外，加強(qiáng)防腐蝕管理工作也是一項(xiàng)重要的防腐蝕措施。通過完善化工生產(chǎn)的管理工作，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的檢查力度。通過仔細(xì)檢查，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備哪里出現(xiàn)了腐蝕，進(jìn)而就可以采取一定的措施對(duì)其補(bǔ)救，一旦發(fā)現(xiàn)有零件出現(xiàn)腐蝕，就需要及時(shí)更換，避免腐蝕的進(jìn)一步嚴(yán)重化。所以，通過加強(qiáng)防腐蝕管理工作，定期檢查、及時(shí)更換腐蝕零件，同樣可以起到提高化工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行能力和服務(wù)期限的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

化工機(jī)械設(shè)備作為化工生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)施，其防腐蝕有著重要的作用。而化工機(jī)械設(shè)備由于其工作的特殊環(huán)境，使得其出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的可能性更大，因此，就需要通過分析腐蝕原因，以尋求更好的防腐蝕辦法?；C(jī)械設(shè)備的腐蝕原因有很多，而最關(guān)鍵的還是在于材料本身。當(dāng)下，除了選擇防腐蝕能力強(qiáng)的材料之外，通過一定的化學(xué)方法和物理方法，加強(qiáng)防腐蝕管理工作，也是化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕的有效措施。

[1]甄利國(guó)． 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施探討[J]． 化工管理, 2014(29): 186．

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1671-0711（2017）08（下）-0125-02