化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的防腐蝕措施

楊永寧(山東理工職業(yè)學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272067)

0 引言

從現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過(guò)程中能夠看出，化工產(chǎn)品應(yīng)用極為廣泛，但很多化工產(chǎn)品自身存在很大程度的危害，這些產(chǎn)品主要是在高強(qiáng)度腐蝕環(huán)境下制作而來(lái)，容易對(duì)人們生命健康產(chǎn)生威脅。因此，實(shí)際化工產(chǎn)品腐蝕性問(wèn)題的解決成為了人們研究的重點(diǎn)。

總的來(lái)說(shuō)，引發(fā)化工設(shè)備腐蝕的因素有很多，如設(shè)備自身材質(zhì)、人為因素等。為此，工作人員需要對(duì)該方面內(nèi)容提高關(guān)注度，強(qiáng)化設(shè)備安全性能。通過(guò)對(duì)化工設(shè)備防腐蝕研究和處理，不僅能夠降低企業(yè)的投資成本，還能將設(shè)備的使用年限延長(zhǎng)，降低生產(chǎn)之中各種風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)幾率。所以說(shuō)，只有將設(shè)備腐蝕問(wèn)題全面解決，才能確?；ぴO(shè)備的改革成效。

1 現(xiàn)階段化工設(shè)備中常見(jiàn)的腐蝕類型及危害

1.1 腐蝕類型

總的來(lái)說(shuō)，化工設(shè)備腐蝕現(xiàn)象有很多，腐蝕之后的設(shè)備不僅會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)變化，內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能也容易受到影響。其中，材料性能是設(shè)備腐蝕的基本原因所在，如果按照具體腐蝕材料種類進(jìn)行劃分，主要包括金屬腐蝕和非金屬腐蝕，按照材料腐蝕范圍分，主要包括全面腐蝕和局部腐蝕，還有空泡腐蝕、物理腐蝕、化學(xué)腐蝕等，物理和化學(xué)腐蝕比較常見(jiàn)。

所謂物理腐蝕，主要是通過(guò)金屬材料的物理溶解，引發(fā)破壞性現(xiàn)象，如高溫、滲透等。化學(xué)腐蝕代表金屬和非電解質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)的破損問(wèn)題，實(shí)際腐蝕過(guò)程十分緩慢。如果金屬和電解質(zhì)溶液出現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，被稱之為電化學(xué)腐蝕，該腐蝕過(guò)程會(huì)出現(xiàn)微弱電流，增加整個(gè)腐蝕速度。

1.2 腐蝕危害

實(shí)際化工設(shè)備受到腐蝕之后，不僅會(huì)影響自身的使用壽命，同時(shí)也會(huì)引發(fā)新的物理或者是化學(xué)反應(yīng)。另外，該種腐蝕現(xiàn)象主要是材料自身受到外界因素影響，進(jìn)而產(chǎn)生不同程度的破壞，不利于設(shè)備的正常運(yùn)作，引發(fā)新的安全隱患。一旦化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕性問(wèn)題，便會(huì)導(dǎo)致化工生產(chǎn)企業(yè)很難繼續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)下去，為企業(yè)后續(xù)發(fā)展帶來(lái)了很大威脅。也正是由于腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)，出現(xiàn)了很多廢棄材料現(xiàn)象，這些材料有的可以二次利用，但有的必須直接報(bào)廢，進(jìn)而導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)增加化工設(shè)備失常幾率，引發(fā)不必要的災(zāi)難性事件。

2 化工設(shè)備腐蝕的形成原因和機(jī)理

2.1 形成原因

大多數(shù)金屬材料的化工設(shè)備均會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，最為常見(jiàn)的誘發(fā)因素有人為因素和自然因素，自然因素很難避免，但人為因素可以借助于相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行規(guī)避。一般來(lái)說(shuō)，化工設(shè)備腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)，往往是由于設(shè)備和某些物質(zhì)直接接觸而產(chǎn)生，這些物質(zhì)形態(tài)以氣體或者是液體為主，為企業(yè)帶來(lái)巨大的安全隱患。

如果金屬表層出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，具體表現(xiàn)是在化工設(shè)備機(jī)器表面上產(chǎn)生大量深褐色斑點(diǎn)，在長(zhǎng)期運(yùn)行后，設(shè)備重量大大減輕，甚至還會(huì)出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象。更為重要的是，該類腐蝕現(xiàn)象很難在設(shè)備運(yùn)行時(shí)被發(fā)現(xiàn)。例如，倘若腐蝕部位集中在金屬晶粒之間，當(dāng)腐蝕問(wèn)題達(dá)到一定程度之后，就出引發(fā)機(jī)械運(yùn)作階段性緩慢問(wèn)題，化工設(shè)備自身也會(huì)由于無(wú)法承受負(fù)荷，最終導(dǎo)致非正常停機(jī)，該類腐蝕問(wèn)題的影響極為嚴(yán)重。

2.2 產(chǎn)生機(jī)理

首先是電化學(xué)腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)機(jī)理，該類腐蝕主要是金屬材料和電解質(zhì)溶液之間出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，最為常見(jiàn)的電化學(xué)腐蝕原因是設(shè)備處于干燥潮濕環(huán)境時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致金屬與空氣中的介質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)腐蝕問(wèn)題。站在電化學(xué)腐蝕角度來(lái)說(shuō)，很多腐蝕形成均是陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)組合而成的，實(shí)際預(yù)防措施也顯得比較復(fù)雜。

其次是氣體對(duì)化工設(shè)備的腐蝕機(jī)理，從化工設(shè)備工業(yè)區(qū)中能夠看出，周圍氣候和環(huán)境容易受到污染，進(jìn)而產(chǎn)生大量的化學(xué)氣體，這些氣體容易導(dǎo)致化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，如二氧化碳、二氧化硫等，這些氣體在與空氣中的水結(jié)合后，會(huì)在設(shè)備表面出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致化學(xué)設(shè)備腐蝕問(wèn)題出現(xiàn)。

3 化工設(shè)備設(shè)計(jì)防腐蝕的基本措施

3.1 材料的選擇

在實(shí)際設(shè)備設(shè)計(jì)工作開(kāi)展之前，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者需要對(duì)設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品原料性質(zhì)、生產(chǎn)溫度以及濕度等因素進(jìn)行全面考慮，預(yù)估可能出現(xiàn)的腐蝕反應(yīng)，借助于可靠數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料腐蝕性和經(jīng)濟(jì)性的綜合測(cè)量，盡可能避免應(yīng)用容易腐蝕的金屬設(shè)備。隨著實(shí)際冶煉技術(shù)的發(fā)展，人們會(huì)在鐵之中加入C、Si、Mn等元素，讓鐵的組織結(jié)構(gòu)和性能得到本質(zhì)性優(yōu)化，表現(xiàn)出更好的硬度和韌性，而且這些指標(biāo)要好于純鐵，能夠降低腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)幾率。

3.2 材料表面的防護(hù)

實(shí)際材料表面防護(hù)工作的執(zhí)行，主要是借助于電鍍、噴鍍等形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的全面處理，此時(shí)，金屬表面也會(huì)形成一層保護(hù)膜，使其與外界原料和空氣處于隔絕狀態(tài)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化性問(wèn)題。由于生產(chǎn)產(chǎn)品存在較大差異性，這也讓表面防護(hù)層性質(zhì)出現(xiàn)明顯區(qū)別。

首先，處于對(duì)設(shè)備導(dǎo)電性能的考量，需要在金屬表面形成一層比該金屬更加活潑的保護(hù)層，該保護(hù)層可以作為原電池負(fù)極，被腐蝕的原金屬作為正極，進(jìn)而將保護(hù)作用呈現(xiàn)出來(lái)。除此之外，工作人員也可以在設(shè)備外層設(shè)計(jì)有機(jī)涂層，最為常見(jiàn)的材料有塑料、橡膠等，將防腐蝕作用更好的展示出來(lái)。

其次，在設(shè)備安裝過(guò)程中，有時(shí)會(huì)涉及到設(shè)備焊接操作，所留下的焊接頭部極容易產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，從這也可以看出，實(shí)際焊接工藝的選擇對(duì)設(shè)備壽命會(huì)產(chǎn)生很大影響，必要時(shí)，工作人員還要對(duì)焊接頭部進(jìn)行特殊處理。

3.3 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)化

從實(shí)際化工產(chǎn)品生產(chǎn)中能夠看出，主要是在弱酸或者是中性環(huán)境下進(jìn)行，其中，最常見(jiàn)的當(dāng)屬鐵的吸氧腐蝕。因此，在實(shí)際設(shè)備維護(hù)操作之中，工作人員應(yīng)盡可能仍保證氧氣和水蒸氣濃度處于較低狀態(tài)，與此同時(shí)，還要確保工作環(huán)境呈現(xiàn)出弱堿性。

一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的除氧形式包括鐵屑除氧、真空除氧以及化學(xué)試劑除氧等。例如，在化學(xué)試劑除氧之中，工作人員可以借助于亞硫酸鈉和聯(lián)氨等藥劑，并將這些藥劑直接加入到設(shè)備，起到深度除氧的效果，該環(huán)節(jié)在執(zhí)行時(shí)，不僅操作簡(jiǎn)單，而且還能將更好的投資效益呈現(xiàn)出來(lái)，除氧效果也比較穩(wěn)定。站在日常設(shè)備存儲(chǔ)角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)碰撞和劃傷等問(wèn)題，強(qiáng)化設(shè)備表面的光滑性。站在設(shè)備應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，工作人員需要控制好化工生產(chǎn)的工藝條件，讓流速、溫度等處于合理范圍內(nèi)，避免由于操作問(wèn)題引發(fā)腐蝕隱患。

3.4 腐蝕調(diào)查及防腐管理

盡管我國(guó)在防腐蝕技術(shù)上取得了很大進(jìn)步，但從實(shí)際操作過(guò)程中能夠看出，化工設(shè)備腐蝕很難真正避免。因此，在化工設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要提升對(duì)腐蝕調(diào)查和防腐管理的重視程度。

首先，做好設(shè)備受腐蝕情況的調(diào)查工作，了解具體的腐蝕部位、腐蝕厚度等情況，同時(shí)也要了解設(shè)備的具體工作環(huán)境，檢查周圍空氣濕度、氧氣濃度等。

其次，對(duì)設(shè)備腐蝕情況執(zhí)行橫向和縱向?qū)Ρ炔僮?，借助于單一變量控制手段，明確實(shí)際應(yīng)用和理論值之間存在的差距，通過(guò)設(shè)備腐蝕程度和環(huán)境控制難度，得出最終的腐蝕調(diào)查及防護(hù)管理結(jié)論，為后續(xù)工作的開(kāi)展創(chuàng)造有利條件。

3.5 強(qiáng)化對(duì)防腐蝕材料的研究力度

整體來(lái)看，防腐材料性能屬于是整個(gè)化工設(shè)備防腐工作開(kāi)展的基礎(chǔ)所在，隨著現(xiàn)代工藝的不斷發(fā)展，能夠生產(chǎn)出防腐蝕性能較強(qiáng)的化工生產(chǎn)材料，重點(diǎn)內(nèi)容在于如何控制成本，確保其得到更加廣泛的應(yīng)用。

另外，在強(qiáng)化防腐蝕設(shè)備施工質(zhì)量之中，有屬于設(shè)備施工質(zhì)量與設(shè)備防腐蝕性存在直接關(guān)系，相關(guān)工作人員應(yīng)控制好整個(gè)操作過(guò)程，讓噴砂質(zhì)量等與標(biāo)準(zhǔn)要求相符，實(shí)際材料用量也要處于標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)。相關(guān)專業(yè)操作人員也要做好化工設(shè)備防腐蝕工作，引進(jìn)更多專業(yè)化較強(qiáng)的人才，以此來(lái)強(qiáng)化化工設(shè)備的防腐蝕力度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，化工設(shè)備的防腐蝕管理效果的好與壞，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生直接影響，而且還決定著企業(yè)最終的經(jīng)濟(jì)效益。更為重要的是，實(shí)際化工設(shè)備防腐蝕工作的執(zhí)行，對(duì)專業(yè)人員的綜合能力提出了更高要求，企業(yè)應(yīng)積極做好防腐蝕準(zhǔn)備工作，引進(jìn)更多防腐蝕技術(shù)，從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始進(jìn)行嚴(yán)格防腐，真正做到化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。