化工機械材料的腐蝕分析及防腐蝕研究

郭志杰

摘?要： 化工機械在設備不論是在酸性還是堿性環(huán)境中，發(fā)生銹蝕的風險均較大，這一現(xiàn)象可加快機械設備的老化程度，影響企業(yè)設備的正常使用?；诖耍疚膶⒅攸c分析化工機械材料發(fā)生腐蝕的常見因素，并提出了幾點增強金屬材料耐腐蝕的幾點對策，以期能為同行產生裨益。

關鍵詞： 化工機械材料;腐蝕;抗腐蝕

【中圖分類號】TQ050?【文獻標識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）03-0204-01

本文中所探討的化工機械腐蝕問題實際上是化工機械材料腐蝕的相關問題，只有在明確了腐蝕現(xiàn)象產生的機理后，才能有針對性的開展養(yǎng)護工作，延長機械設備的壽命。

1?造成化工材料設備腐蝕的原因

1.1?應力腐蝕。

指的是在拉應力的作用下，金屬表面發(fā)生損壞進而引起腐蝕的現(xiàn)象。金屬材料在酸性環(huán)境下，與S2-Fe2+發(fā)生相互反應?；瘜W反應硫化物附著在金屬材料表面，進而加劇了金屬材料表面的銹蝕。因此，要降低應力腐蝕對金屬材料造成的影響，首先應保證機械設備所處環(huán)境為中性氣相狀態(tài)。

1.2?電化學腐蝕。

為了增強化工材料表面金屬的各項生產性能，人們會向金屬材料中添加部分物質。這樣做會造成金屬材料的不純。不純的金屬與空氣中的粒子，電解質溶液間發(fā)生氧化還原反應，機械設備金屬材料失電子，從而導致了電化學腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。

1.3?縫隙腐蝕。

在化工材料的其他隱蔽區(qū)域內或材料表面的縫隙處，極易集聚灰塵，存留化工生產介質，特別是在機械設備的螺栓焊接存在的縫隙處，極易發(fā)生腐蝕。不僅是酸性的液體，中性的液體也容易在金屬材料表面產生縫隙腐蝕，因此，在日常的養(yǎng)護過程中，及時的清理縫隙，保持光潔是非常重要的[1]。

2?增強金屬材料耐腐蝕性質的幾點對策

2.1?選取高性能的耐腐蝕材料。

在選取金屬材料前，要根據(jù)化工機械設備日常使用情況，經(jīng)常接觸到的介質來合理的確定金屬材料的選取類型。一般來看，普通碳鋼的耐腐蝕效率要稍稍遜色于不銹鋼鋼材。故在化工機械金屬材料的選取中，很少選擇普通碳鋼材料。目前，市面上使用等級最高的耐腐蝕材料為鈦合金與鎳基合金。

在酸性程度較高的環(huán)境中，鈦合金自身會發(fā)生電化學反應。鋁離子和氟粒子的雙重作用下，導致鈦合金的抗腐蝕性能有一定程度的削弱。因此，在酸性強度比較高的環(huán)境中，建議選用鎳基合金為化工機械的構成主體。

2.2?機械材料成型后施加熱處理干預，進一步增強材料的抗腐蝕性能。

對金屬材料施加熱處理干預后，能最大程度的減小材料表面應力的分布情況，消除殘余應力，增強了材料的抗腐蝕性能[2]。

其次，機械材料熱處理的還能夠促使金屬材料內部的金相結構均勻的分布，降低結構的內部熵值，使得金屬材料在熱力學條件下處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，削弱對離子反應的敏感度，同時金屬材料表面應力的減小，使得金屬材料自身抗應力腐蝕的效果進一步增加。因此，為了提升金屬材料抗腐蝕的性能，可廣泛推廣金屬材料熱處理的加工工序。

2.3?機械材料的表面防護處理。

目前在金屬材料表面常用的表面處理方法主要包括：陽極氧化、電泳、微弧氧化、合金催化液技術等等。

（1）陽極氧化技術。

對于材料表面金屬強度的提升是顯著的，有助于實現(xiàn)無鎳封孔，在高端防腐中同樣有著廣泛的應用。

（2）電泳技術。

主要用于鋁合金、不銹鋼等材料的防腐蝕處理上。不僅能夠滿足人們對于鋼材表面顏色的需求，也能使其剛性性能得到提升。在防腐蝕性能方面同樣較為卓越。但是電泳技術掩蓋缺陷能力較一般，需要對材料進行相應的熱處理后方可采取對應的抗腐蝕處理[3]。

（3）微弧氧化。

這類氧化技術是當前金屬材料表面處理技術中最顯著的一類。成本主要受電能投入影響。但是，這類技術的優(yōu)勢同樣較為顯著。首先，材料的前處理方式較為便捷，處理后的材料有著極強的散熱性、耐候性與抗腐蝕性。

（4）合金催化液技術。

合金催化液對于各類金屬材質均適用，極大的降低了企業(yè)在抗腐蝕方面成本投入。這類技術使用后能夠獲得均勻的鍍層性能，同時有著較強的結合力，耐磨耐腐等優(yōu)點。加之處理方式較為綠色，因此，在未來這類方法必將有著廣泛的應用。

2.4?選取污染程度較低的化工設備材料。

在條件許可的情況下，建議選取對環(huán)境影響更低的塑性材料，減少金屬材料的投入。同時，也要考慮設備在使用過程中可能受到腐蝕影響的各類因素，及時的采取相應的措施，最大程度的降低設備腐蝕造成的污染與浪費問題[4]。

2.5?合理的進行化工機械結構的設計。

機械設備內部結構設計的好壞同樣能夠影響金屬材料的抗腐蝕性能，因此，對于部分區(qū)域的防水設計、密封設計也是相關人員在開展設計時需要考慮到的重點。

2.6?建立一套完善的化工機械設備防腐規(guī)劃方案

（1）要在化工設備運行的過程中，滿足如下條件：

①生產環(huán)境相對濕度低于85%;

②化工機械設備表面金屬溫度不超過大氣露點上限3℃。

（2）在進行機械設備金屬結構表面防腐工作時，要認真細致，不放過任何一個細節(jié)。將基底銹蝕部位、舊料涂層部位的金屬涂層進行徹底的檢查、清潔，直至金屬光澤完全顯現(xiàn)。

（3）對于化工企業(yè)內部現(xiàn)用的防腐蝕措施，不可隨意更改。對于有新技術使用需要的，應向上級報告。對于已采取防腐蝕措施仍成效一般的，應由企業(yè)技術對腐蝕機理進行研究，提出具有可行性的解決方案。

（4）設備運行過程中，應嚴格按照技術規(guī)范合理的控制生產介質中腐蝕性物質的含量，不得超過規(guī)定上限值。

（5）當停止使用裝置時，應當及時清理設備內部殘余的腐蝕性介質，延緩設備的腐蝕。

結束語：為了減少化工材料表面腐蝕的程度，對其進行表面防護處理是很有必要的。養(yǎng)護人員需要在了解了材料發(fā)生腐蝕的機理后，再開展對材料的防腐蝕工作。在這期間要嚴格的按照化工機械設備防腐養(yǎng)護方案中的內容，定期開展養(yǎng)護工作，有效的延緩化工機械設備老化的程度。

參考文獻

[1]?馬媛媛.化工設備的腐蝕與防護研究[J].河南科技，2017，000（024）：52-53.

[2]?武志民，王威.化工機械設備腐蝕原因及防腐措施探討[J].城市建設理論研究：電子版，2018，5（24）.

[3]?李曉剛，國家腐蝕與防護重點實驗室，北京科技大學材料科學與工程學院.石油化工設備基本腐蝕系統(tǒng)分析與防護進展[C]//中國石油學會，2017.

[4]?楊寧，羅安民.化工機械設備被腐蝕的原因及預防策略探討[J].中國化工貿易，2019，011（013）：203.