淺談化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕原因及防護(hù)措施

高涵

摘要：化工行業(yè)機(jī)械設(shè)備多且處于高溫、高壓、酸堿、腐蝕性氣體等環(huán)境中，因而腐蝕成為化工機(jī)械設(shè)備損壞的一個(gè)重要原因，化工機(jī)械設(shè)備受到腐蝕后，其功用、機(jī)械強(qiáng)度、性能等方面都產(chǎn)生明顯的變化，腐蝕不僅造成化工機(jī)械設(shè)備的損毀，而且極容易因?yàn)樵O(shè)備的故障造成設(shè)備及人身安全事故。本文主要闡述了化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕的原因、機(jī)理，以及如何對化工設(shè)備的腐蝕進(jìn)行防治和護(hù)理。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械;腐蝕;防腐措施

任何材料在一定的環(huán)境中都會產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)而發(fā)生變化，腐蝕是指物質(zhì)和周圍介質(zhì)接觸過程中，發(fā)生物理、化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)等而使材料遭受破壞或性能變化的一個(gè)過程。相對于化工行業(yè)，機(jī)械設(shè)備種類多，數(shù)目龐大，而且化工生產(chǎn)中這些機(jī)械設(shè)備多處于高溫、高壓、酸堿、交流電場、低溫、粉塵、酸、堿、鹽、腐蝕性氣體等環(huán)境中，這就給化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕提供了一個(gè)相當(dāng)有利的環(huán)境，而正是因?yàn)楦g的存在，給化工機(jī)械設(shè)備帶來了許多嚴(yán)重的破壞，使設(shè)備的使用壽命大大縮短;另外化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕造成了設(shè)備及連接管道的跑、冒、滴、漏，設(shè)備長時(shí)間的腐蝕沒有得到及時(shí)保養(yǎng)和維護(hù)，會造成嚴(yán)重的設(shè)備事故，小則引起系統(tǒng)生產(chǎn)的不穩(wěn)、設(shè)備的損壞，大則引起設(shè)備的報(bào)廢、爆炸甚至引起人員的傷亡、環(huán)境的污染。不僅給化工企業(yè)造成較大的損失，也給環(huán)境、生態(tài)等造成不良影響。然而化工設(shè)備的腐蝕是不可避免的，只能采取有效的措施進(jìn)行減緩，因此研究化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因和機(jī)理，在一定程度上控制和減小化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕，對于化工企業(yè)的生產(chǎn)是十分積極并有非常深遠(yuǎn)的意義。

一、腐蝕的特性

1.腐蝕具有普遍性和廣泛性

腐蝕具有廣泛性和普遍性，任何物質(zhì)如金屬、木材、皮毛等都會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。只不過在特定的環(huán)境中如潮濕、導(dǎo)電、酸堿等環(huán)境下腐蝕速率進(jìn)行的快。因此腐蝕在于任何物質(zhì)身上都是會發(fā)生的，其具有普遍性和廣泛性。

2.腐蝕具有持續(xù)性

腐蝕屬于一種材料的變形或損毀，或快或慢腐蝕無時(shí)無刻不在發(fā)生。腐蝕的過程的發(fā)生是一個(gè)持續(xù)、累積過程。有些物質(zhì)相對穩(wěn)定，腐蝕過程比較緩慢幾十年幾百年才能用肉眼觀察到，可有些物質(zhì)的腐蝕發(fā)生的非?？?，如活潑金屬的生銹數(shù)分鐘就能明顯觀察到變化。

3.腐蝕的非線性發(fā)生：

物質(zhì)腐蝕的速度受到很多因素影響，在有利條件下腐蝕發(fā)生的快，在穩(wěn)定的環(huán)境中腐蝕速率較慢，因而物質(zhì)腐蝕的過程并非是一個(gè)線性過程，而是隨著外界環(huán)境的變化而發(fā)生變化。

4.腐蝕的自發(fā)性和必然性

物質(zhì)腐蝕的發(fā)生完全是一個(gè)自發(fā)過程，發(fā)生是必然的，就像水向低處流一樣。我們控制腐蝕就像要阻止水向低處流。從化學(xué)的角度來說就是從不穩(wěn)定態(tài)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化的過程。金屬的腐蝕是金屬提純的逆向過程，腐蝕的過程是自發(fā)性的具有必然性。

二、化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的分類

1.電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是所有金屬材料腐蝕的最主要的一種方式，當(dāng)金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，就會發(fā)生原電池反應(yīng)，相對比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕?；C(jī)械設(shè)備的電化學(xué)腐蝕大多發(fā)生在比較潮濕或裝有電解質(zhì)鹽溶液介質(zhì)設(shè)備的環(huán)境之中;電化學(xué)腐蝕就是是氧化還原反應(yīng)的一種，而大多數(shù)化工機(jī)械的金屬部件都會接觸到類似電解質(zhì)溶液的環(huán)境，并因此而原電池反應(yīng)而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕?；て髽I(yè)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的設(shè)備有罐體、管道、泵體、閥門、反應(yīng)釜等只要能接近電解質(zhì)溶液的設(shè)備。

2.化學(xué)腐蝕

金屬材料與接觸到的強(qiáng)氧化性物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化損耗的過程就是化學(xué)腐蝕的最常見的一種?；て髽I(yè)在生產(chǎn)過程中所涉及到的腐蝕性物質(zhì)種類非常多如酸堿類物質(zhì)，這些物質(zhì)直接可以和化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成金屬鹽和氫氣，而造成腐蝕的部位多為直接與酸堿接觸的管道、閥門、泵體等。

3.其他腐蝕

由于所處的環(huán)境非常復(fù)雜，因而化工機(jī)械腐蝕的形式非常多，根據(jù)腐蝕的形態(tài)可以將腐蝕分為整體腐蝕和局部腐蝕，局部腐蝕可以分為電耦腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、焊接應(yīng)力腐蝕、磨損腐蝕、點(diǎn)狀腐蝕、疲勞腐蝕等。對化工行業(yè)來說，機(jī)械設(shè)備的腐蝕以電化學(xué)腐蝕、焊接應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕及疲勞腐蝕為主，特別是電化學(xué)腐蝕最為嚴(yán)重，多種腐蝕的結(jié)果最終均導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕。

三、化工設(shè)備的防腐措施

1.選用新型抗腐蝕材料設(shè)備

目前大量化工機(jī)械設(shè)備都是用普通的碳素鋼材料制成，這種材料在干燥、無腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中抗腐蝕性能較強(qiáng)，因而化工企業(yè)選用化工設(shè)備必須用抗腐蝕性能較強(qiáng)的合金材料。目前耐蝕材料的開發(fā)有了很大的進(jìn)步，如高耐抗的金屬材料、負(fù)荷高分子材料諸如耐蝕塑料、玻璃鋼、工程塑料、工程陶瓷等的研發(fā)都有了長足的發(fā)展，因此在選用化工機(jī)械設(shè)備的時(shí)候必須考慮清楚使用環(huán)境而選用合適材質(zhì)的設(shè)備，抗腐蝕材料的設(shè)備可以大大提高化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能。

1.1外表涂料

外表增加抗氧化性能的涂料可以增強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備和腐蝕環(huán)境介質(zhì)的隔絕，從而起到抗腐蝕效果。如抗酸堿涂料、耐高溫涂料、氟樹脂涂料等等，都可以對化工機(jī)械設(shè)備表面漆刷一層涂料保護(hù)膜來隔絕酸堿、腐蝕性氣體、高溫、電場等環(huán)境，以此增強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能。

1.2襯膠墊層

作為化工容器、儲罐、反應(yīng)釜、管道等設(shè)備都可以選用適當(dāng)?shù)姆栏r膠作為內(nèi)里，保護(hù)這些設(shè)備材料直接與所承載的介質(zhì)的接觸，減少這些設(shè)備的腐蝕，通常選用的襯膠材質(zhì)必須是高強(qiáng)度的材料。選用耐蝕性能優(yōu)異的襯膠材料可以有效的防止化工和減緩容器、管道等的腐蝕。

1.3增設(shè)電鍍層

對于一些處于高腐蝕環(huán)境中的零部件，通常采用電鍍層抗腐蝕，通常在這些零件表面電鍍一層高抗腐蝕的材質(zhì)或可以鈍化的材質(zhì)形成一層細(xì)致的保護(hù)膜，以此降低化工機(jī)械設(shè)備零部件與腐蝕介質(zhì)或腐蝕環(huán)境直接接觸而造成的腐蝕，從而增強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能。

2.增設(shè)電化學(xué)保護(hù)裝置

增設(shè)電化學(xué)保護(hù)裝置就是利用電化學(xué)腐蝕的逆向原理對化工機(jī)械設(shè)備采取的一種保護(hù)方法，通常在被保護(hù)的化工設(shè)備上設(shè)立陰極保護(hù)裝置，該裝置主要是在被保護(hù)的機(jī)械設(shè)備上接入陰極電流，使被保護(hù)的機(jī)械設(shè)備的金屬材料的電位變負(fù)，從而減小金屬電子流失而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕，這種保護(hù)往往用在形體比較簡單的化工機(jī)械設(shè)備上。

3.在化工設(shè)備介質(zhì)中添加腐蝕緩沖劑

在機(jī)械設(shè)備承載介質(zhì)中添加緩蝕劑是非常常見的一種防腐蝕措施，諸如循環(huán)水中添加腐蝕阻垢劑，一方面減小換熱設(shè)備上的結(jié)垢，另一方面增強(qiáng)管道設(shè)備及換熱設(shè)備的腐蝕，對于汽提塔等介質(zhì)中可以添加腐蝕劑的工藝，均可以使用這種方法進(jìn)行抗腐蝕，緩蝕劑的濃度通常都控制在很低的范圍，一方面不影響化工生產(chǎn)工藝要求，另一方面延長了設(shè)備因腐蝕而造成的頻繁停車維修。

四、結(jié)語

對于化工生產(chǎn)而言，大多數(shù)設(shè)備的損壞都是因?yàn)楦g而造成的，設(shè)備的損壞造成的事故及停車檢修對化工生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益影響都非常大因而在化工生產(chǎn)中采用合理的防腐蝕手段，防止和控制化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕，對于化工企業(yè)而言意義重大，目前如何增強(qiáng)化工設(shè)備的抗腐蝕能力仍然是一個(gè)長遠(yuǎn)的課題。

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