化工機(jī)械材料腐蝕與防護(hù)

李皓(唐山三友硅業(yè)有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305)

0 引言

當(dāng)前導(dǎo)致化工材料出現(xiàn)腐蝕問題的誘因包括多種，其與材料本身的機(jī)制因素、人為因素及外在的環(huán)境等因素密切相關(guān)[1]。所以必須要高度重視化工材料的腐蝕問題，降低化工材料腐蝕出現(xiàn)的頻率，同時加強(qiáng)材料的使用壽命，進(jìn)而有效地防護(hù)化工機(jī)械材料的腐蝕問題。

1 化工機(jī)械材料腐蝕的種類

1.1 物理腐蝕

該種現(xiàn)象的腐蝕主要是指，某一物體在物理作用下遭受到破壞，在溶解及滲透的場景中比較多發(fā)，例如：高溫熔巖等。

1.2 化學(xué)腐蝕

一般出現(xiàn)化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象，都是在溫度較高且干燥的環(huán)境下進(jìn)行的。其主要是指，某一物體在化學(xué)作用下遭到破壞，繼而出現(xiàn)了金屬及非電解質(zhì)的化學(xué)作用，同時在腐蝕的時候還會有電流出現(xiàn)[2]。金屬接觸到了氧氣或者水，進(jìn)而造成了金屬腐蝕的現(xiàn)象。

1.3 電化學(xué)腐蝕

在化工機(jī)械中，電化學(xué)腐蝕屬于常見的一種腐蝕形式，此種現(xiàn)象一般發(fā)生在比較潮濕的環(huán)境中，出現(xiàn)腐蝕反應(yīng)的物品為，電解質(zhì)溶液以及化工機(jī)械的金屬部件[3]。在進(jìn)行化工生產(chǎn)時，電解質(zhì)溶液會被相關(guān)的機(jī)械設(shè)備所接觸，進(jìn)而經(jīng)電極出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。其中鋼鐵腐蝕是比較常見的一種電化學(xué)腐蝕。

2 化工機(jī)械材料腐蝕的主要原因

2.1 設(shè)備自身原因

(1)因為在制造機(jī)械設(shè)備過程中，運(yùn)用的材料及制作的結(jié)構(gòu)不一樣，因此不一樣的機(jī)械設(shè)備，耐腐蝕的程度也各不相同，通常金屬結(jié)構(gòu)相較于粗糙結(jié)構(gòu)，前者更易被腐蝕。如果對比鐵與鋼的腐蝕程度，一般鋼所遭受到的腐蝕就比較小。

(2)在使用機(jī)械設(shè)備時，其極易被腐蝕[4]，同時其設(shè)備結(jié)構(gòu)的連接也會被腐蝕，例如：某設(shè)備一端被腐蝕，其腐蝕范圍就會不斷變大，直到整個設(shè)備都被腐蝕。

(3)粗糙的設(shè)備表面相對來說也極易被腐蝕，主要是由于其表面缺乏氧化膜的保護(hù)，因此導(dǎo)致其更易被腐蝕。

(4)此外，設(shè)備結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其設(shè)備腐蝕的程度越快。因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，證明其缺陷也越多，因此會出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象[5]。

2.2 生產(chǎn)環(huán)境

(1)在化工類設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境中，存在多種腐蝕性介質(zhì)，如果將設(shè)備長期在空氣中暴露，也會使腐蝕的速度變得更快。

(2)在化工生產(chǎn)時，會出現(xiàn)溫度不斷上升使壓力逐漸增加的情況，在這個過程中，會使設(shè)備的腐蝕程度加快，從而不斷的將腐蝕接觸的面積擴(kuò)大。

(3)化工設(shè)備腐蝕的速度，是由腐蝕介質(zhì)的腐蝕速度所決定的。

3 化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕機(jī)理

3.1 電化學(xué)腐蝕機(jī)理

出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的主要原因是因為，金屬表面的離子導(dǎo)電，從而出現(xiàn)了一系列的電化學(xué)反應(yīng)，使得金屬表面被破壞，進(jìn)而出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象。電化學(xué)反應(yīng)的過程中，包括兩種反應(yīng)：其一為陽極；其二為陰極。因為受到金屬內(nèi)部離子的作用，所以必須會出現(xiàn)相關(guān)聯(lián)系。陽極反應(yīng)是一種氧化反應(yīng)，在反應(yīng)時電解介質(zhì)中進(jìn)入了金屬內(nèi)部的離子，進(jìn)而出現(xiàn)了電子[6]。陰極反應(yīng)是一種還原反應(yīng)，在反應(yīng)時陽極有電子產(chǎn)生，同時氧化劑將電解介質(zhì)捕獲。出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)，是一種金屬部件內(nèi)部原電池出現(xiàn)反應(yīng)的過程。由于電子回路出現(xiàn)了部分短路現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流由一種形式逐步向另一種形式轉(zhuǎn)化，從而出現(xiàn)了氧化還原反應(yīng)。

3.2 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理

在一般情況下，化工企業(yè)的周圍環(huán)境中含有較高的粉塵含量，并且其四周的氣體為酸性，所以有較強(qiáng)的腐蝕性。若空氣中的水分太高，就會導(dǎo)致無機(jī)酸出現(xiàn)。在化工機(jī)械設(shè)備具體運(yùn)行時，有非常多設(shè)備在空氣中暴露，因為長時間與腐蝕性氣體相接觸，所以出現(xiàn)了腐蝕反應(yīng)，進(jìn)而嚴(yán)重?fù)p壞了化學(xué)機(jī)械設(shè)備的材料。

4 化工機(jī)械材料腐蝕的防護(hù)措施

4.1 科學(xué)選取設(shè)備材料

因為環(huán)境相對來說是較為固定的，因此必須要防護(hù)設(shè)備的腐蝕問題。在設(shè)備材料選取上，必須要選用耐腐蝕性高的材料，進(jìn)而降低設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象。同時要確保材料具有良好的抗腐蝕性能，必須要選用多種材料和不一樣的材料，并逐步進(jìn)行物理、化學(xué)及加工性能的實驗[7]。在特定的環(huán)境下，對每一種材料的抗腐蝕性能進(jìn)行仔細(xì)觀察，進(jìn)而選取科學(xué)的、合適的設(shè)備材料。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

化工設(shè)備局的耐腐蝕能力與設(shè)備的使用能力及壽命密切相關(guān)，在改善設(shè)備使用材料后，還要重視對設(shè)備結(jié)構(gòu)的調(diào)整，因為結(jié)構(gòu)的設(shè)計對防護(hù)腐蝕的意義也是非常重大的。首先應(yīng)該預(yù)留使用過程中設(shè)備腐蝕的發(fā)生程度；其次對結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行設(shè)計時，不可太過復(fù)雜，進(jìn)而有效地預(yù)防腐蝕現(xiàn)象的形成；然后最好減少縫隙現(xiàn)象及電的腐蝕，以免導(dǎo)致腐蝕的地方出現(xiàn)外漏；最后必須創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件，對相應(yīng)的生產(chǎn)溫度及濕度進(jìn)行有效控制，使機(jī)械設(shè)備能夠進(jìn)入良好運(yùn)行的軌道上。

4.3 涂耐腐蝕材料

通常情況下，對表面進(jìn)行設(shè)計最根本的辦法就是在設(shè)備表層涂耐腐蝕材料，使設(shè)備表面有一層耐腐蝕的物質(zhì)存在，進(jìn)而提高設(shè)備的耐腐蝕程度。通常情況下，在設(shè)備表面覆蓋一層材料，是不會對其造成任何影響的，并且還具有非常好的耐腐蝕能力及抗磨損能力，物理性能較好。在設(shè)備表面進(jìn)行涂層時，既可以涂上金屬的，也可以不涂金屬的。但是在選擇附著材料的過程中，必須要全方面地綜合考慮，不僅要考慮設(shè)備的基本性能，同時還要考慮設(shè)備的環(huán)境因素等等。

4.4 打造良好的設(shè)備運(yùn)作環(huán)境

想要打造良好的設(shè)備運(yùn)作環(huán)境，必須要對設(shè)備所處的環(huán)境進(jìn)行考量。因為化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕，與環(huán)境問題密切相關(guān)，因此不僅要對設(shè)備本身的腐蝕程度進(jìn)行改善，同時還要改變設(shè)備所處的環(huán)境。腐蝕都具有一定的化學(xué)反應(yīng)，如果條件支持，可對環(huán)境中的溫度、濕度等各種條件進(jìn)行改變，或者可以在環(huán)境中適量加一些防腐蝕材料，對腐蝕介質(zhì)進(jìn)行改變，從而有效緩地解化工設(shè)備的腐蝕問題。通常有腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)時，與環(huán)境的溫度及空氣的成分流通等密切相關(guān)，因此想要改善環(huán)境，首要的就是從出現(xiàn)腐蝕的基本角度出發(fā)。由于不一樣的設(shè)備所出現(xiàn)的腐蝕情況是不一樣的，因此必須先弄清設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的具體部位，是因為化工設(shè)備中的哪些因素，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象時有哪些外界條件，必須將以上問題弄清楚，才能提出針對性的解決辦法。目前，最常被使用的一種防腐蝕辦法就是運(yùn)用緩蝕劑，其在石油化工等企業(yè)中比較常用，運(yùn)用此方法，能極大地降低設(shè)備的腐蝕程度，效果顯著。在化工設(shè)備中運(yùn)用緩蝕劑，例如：在冷卻水的系統(tǒng)中，及具有比較高酸堿度的清洗池，都能起到非常良好的作用。

4.5 提升設(shè)備的焊接技術(shù)

想要提高化工機(jī)械材料防腐蝕的水平，就必須要提高設(shè)備的焊接技術(shù)，對設(shè)備縫隙進(jìn)行科學(xué)處理。目前構(gòu)成化工設(shè)施的元素包括多種，將這些元素結(jié)合起來進(jìn)行焊接工藝，進(jìn)而形成統(tǒng)一的整體。但是如果焊接不好，或出現(xiàn)斷焊等現(xiàn)象，會對設(shè)備之后的運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，同時還可能會出線焊接被腐蝕的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行出現(xiàn)故障問題。所以在焊接過程中，如果出現(xiàn)了焊瘤等問題，就會導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力集中。如果焊接的樣式多種多樣，一定會對化工設(shè)施的正常運(yùn)作造成影響。因此在化工機(jī)械材料腐蝕防護(hù)過程中，必須要重視焊接工藝，逐步提高焊接的質(zhì)量，進(jìn)而有效加強(qiáng)化工材料耐腐蝕的能力。

5 結(jié)語

總而言之，化工機(jī)械材料出現(xiàn)腐蝕問題是比較常見的，有些腐蝕問題給設(shè)備造成了非常大的危害，一方面會影響到設(shè)備本身，另一方面也會對工廠的正常生產(chǎn)造成影響。所以必須要做好化工機(jī)械材料的防腐蝕工作，提升設(shè)備的防腐蝕性能，有效預(yù)防化工設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而促進(jìn)化工企業(yè)生產(chǎn)，為科學(xué)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。