淺析化工設(shè)備常用金屬材料腐蝕原因與預(yù)防措施

白 海

（國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤制油分公司，寧夏 銀川 750411）

受環(huán)境介質(zhì)的影響，化工設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生腐蝕和損壞，從而使設(shè)備的使用壽命周期大幅降低，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)具體情況，依據(jù)可靠性和適用性的原則選擇合適的方法，從而達(dá)到高效、準(zhǔn)確的檢驗(yàn)?zāi)康摹Ｔ诜栏?，可以選擇科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和材料，同時(shí)積極研究腐蝕原因和規(guī)律，全力以赴促進(jìn)設(shè)備腐蝕損傷率的降低。

1 化工腐蝕預(yù)防與維護(hù)

早在1950年代，維修技術(shù)已經(jīng)是我國工業(yè)中的重要組成部分。高品質(zhì)高效率的維修技術(shù)工作的實(shí)現(xiàn)，首先要選擇合理的技術(shù)設(shè)備保證安全性和效率性。在運(yùn)用的過程中，最終的結(jié)果也可能會(huì)與預(yù)想的結(jié)果有很大的變化?；ぞS修是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，化工維護(hù)的關(guān)鍵分為設(shè)備維護(hù)和維修。簡(jiǎn)單地說，設(shè)備維修的目的就是檢查機(jī)器設(shè)備的不確定性的常見故障，從而降低零件損壞的概率。定期維護(hù)和按時(shí)維護(hù)是化工廠維護(hù)的具體內(nèi)容。在當(dāng)代制造過程中，首先必須不斷完善制造法規(guī)?？捎糜谥圃旎S設(shè)備的原材料種類很多，在選擇過程中會(huì)發(fā)生不同的變化。這將嚴(yán)重影響化學(xué)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。不恰當(dāng)?shù)牟牧线x擇會(huì)在一定程度上損壞設(shè)備。所以，相關(guān)人員必須定期進(jìn)行化學(xué)設(shè)備和管道的檢查。

維修技術(shù)對(duì)生產(chǎn)能夠產(chǎn)生較大的影響。尤其是雙面打磨拋光，裂紋的深層會(huì)擴(kuò)大內(nèi)部裂紋的總面積。因此，在正常的生產(chǎn)過程中，要十分注意檢修技術(shù)的操作方法。此外，還要高度重視生產(chǎn)原料的總量和化工設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。由于化工設(shè)備的零部件較多，還必須在惡劣的環(huán)境中工作，所以必須高度重視維護(hù)保養(yǎng)。一些專業(yè)技術(shù)人員對(duì)非金屬材料的物理特性了解不夠，在正常生產(chǎn)過程中只重視生產(chǎn)總量，而忽視設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。同時(shí)，如果維修機(jī)械設(shè)備和設(shè)備沒有配備專業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員，也會(huì)危及生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2 化工設(shè)備腐蝕的原因

2.1 化學(xué)機(jī)械本身不耐腐蝕

化學(xué)機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)材料是金屬或金屬化合物。由于金屬種類不同，內(nèi)部的微細(xì)程度也不同，因此，化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力也不同?；C(jī)械設(shè)備合金顆粒的相對(duì)密度越高，即顆粒越粗，抗腐蝕工作能力越弱；反之，化工廠設(shè)備的抗腐蝕工作能力越強(qiáng)。因此，大部分化工廠設(shè)備的腐蝕是由于金屬材料的結(jié)晶顆粒密度高，自身的抗腐蝕能力較弱。

2.2 化學(xué)機(jī)械表面粗糙度低

化學(xué)機(jī)械在參與化學(xué)生產(chǎn)的過程中，容易發(fā)生機(jī)械部件的腐蝕。這種腐蝕與設(shè)備元件的表面粗糙度有關(guān)。如果化學(xué)機(jī)械零件的表面粗糙度高，不能充分得到氧化膜的保護(hù)，則很容易就發(fā)生腐蝕，從而縮短化學(xué)機(jī)械零件的壽命。

2.3 化學(xué)機(jī)器受到化學(xué)液體或化學(xué)氣體的侵蝕

化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，設(shè)備在使用過程中不可避免地會(huì)接觸到有腐蝕作用的化學(xué)液體或化學(xué)氣體。這種液體和蒸汽與化學(xué)機(jī)械設(shè)備的融合會(huì)產(chǎn)生各種化學(xué)腐蝕。

2.4 化學(xué)液體或化學(xué)蒸氣的流速過快，增加了化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度

化工廠設(shè)備所接觸的化學(xué)液體或化學(xué)蒸氣的循環(huán)效率也會(huì)損害化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度。如果化學(xué)液體和化學(xué)蒸氣的流速太慢，化學(xué)機(jī)械設(shè)備的腐蝕會(huì)得到緩解。反之，如果水流過快，化學(xué)機(jī)械的腐蝕就會(huì)加劇。

2.5 管道操作參數(shù)

輸油管道應(yīng)用的鋼級(jí)越高，管輸油運(yùn)輸?shù)暮侠硇跃驮礁?，管道中的貨物量越大，管道的工作壓力就越高，合理性就越高。但是，?dāng)工作壓力很高時(shí)，它根據(jù)管道的腐蝕速率發(fā)生變化，腐蝕速度非常大，特別是當(dāng)管道在工作壓力下的裂縫不斷發(fā)展時(shí)，最終會(huì)發(fā)生非常明顯的安全事故。因此，管道輸送的工作壓力受到影響。

2.6 焊接區(qū)域因素

長(zhǎng)送管道的連接采用焊接工藝，焊接時(shí)鋼材要經(jīng)過比較復(fù)雜的處理，所以焊接部位的力學(xué)性能不均勻，易發(fā)生腐蝕。另外，焊接部分會(huì)發(fā)生微小的缺陷，從而使焊接部分更容易腐蝕，這也是管道油氣泄漏的原因。

3 化工機(jī)械設(shè)備常見的腐蝕類型

以上是金屬發(fā)生腐蝕的主要原理，下面簡(jiǎn)單說明一下金屬腐蝕的分類。腐蝕的分類方法一般有很多，一般可以根據(jù)腐蝕的自然環(huán)境、腐蝕的形狀、腐蝕的狀態(tài)、原因進(jìn)行分類。

3.1 均勻地腐蝕

對(duì)于一部分金屬材料，一般來說腐蝕是均勻的。這種腐蝕的危險(xiǎn)性比局部腐蝕略低，這主要是因?yàn)榫鶆虻母g范圍大。所以在生產(chǎn)實(shí)踐中，如果設(shè)備材料均勻腐蝕，職工能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予相關(guān)處理，從而對(duì)設(shè)備發(fā)生較嚴(yán)重腐蝕情況起到抑制作用。

3.2 局部腐蝕

這種類型的腐蝕是指在特定的部位或地區(qū)出現(xiàn)腐蝕，與整體腐蝕相比，局部腐蝕的危險(xiǎn)性更大。這是因?yàn)楦g僅限于特定的部位，所以不容易發(fā)現(xiàn)和預(yù)防的情況很多。石油化學(xué)機(jī)械設(shè)備的連接部分發(fā)生腐蝕，如果感知不到腐蝕部分，將對(duì)該部分造成嚴(yán)重的損傷，有可能引發(fā)重大事故。

4 化工設(shè)備金屬腐蝕預(yù)防措施

4.1 選購防腐性能高的材料制作的化學(xué)機(jī)械

在選用化學(xué)機(jī)械時(shí)，工作人員應(yīng)全面了解化學(xué)機(jī)械構(gòu)成材料的防腐性能，選用防腐性能高的材料制成的化學(xué)機(jī)械。例如，鋼是化學(xué)材料的一般構(gòu)成材料，特別是碳鋼。相關(guān)的調(diào)查資料顯示，目前碳鋼是石油化工成套設(shè)備常使用的原料之一，這個(gè)種類的材料成本低廉，且強(qiáng)度高，外部環(huán)境因素很容易影響材料性能的穩(wěn)定性。因此，成套設(shè)備的原料時(shí)，很有可能引發(fā)腐蝕問題。因此工作人員在選擇化工設(shè)備時(shí)對(duì)于碳鋼制作的機(jī)械就應(yīng)慎重選擇。

4.2 利用電化學(xué)保護(hù)

在化工機(jī)械設(shè)備的防腐對(duì)策中，電化學(xué)保護(hù)是常見的。其原理是按照完全摒棄金屬材料陽極氧化應(yīng)用的方法，適當(dāng)保護(hù)金屬材料中的負(fù)極，從而達(dá)到維護(hù)化工機(jī)械設(shè)備的目的。這種方法保護(hù)了區(qū)內(nèi)化工機(jī)械設(shè)備的金屬材料本身。這種方法可以將金屬表面轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝庋趸?，將金屬材料與鋰電池電解液和空氣分離，從而降低化工機(jī)械設(shè)備金屬表面腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 強(qiáng)化化學(xué)機(jī)械強(qiáng)度方面的防腐蝕設(shè)計(jì)

化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，化工機(jī)械難免會(huì)與化學(xué)液體或化學(xué)氣體接觸。為此，在化學(xué)工業(yè)機(jī)械的強(qiáng)度方面必須加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，提高化學(xué)工業(yè)機(jī)械的防止腐蝕性能得到重視，另外，其腐蝕余量增大，會(huì)使化學(xué)工業(yè)機(jī)器在遭受了某種程度的腐蝕時(shí)，可以繼續(xù)投入到生產(chǎn)工藝中，防止化學(xué)工業(yè)機(jī)械的突然停止而造成的生產(chǎn)過程的中斷，防止腐蝕。

4.4 加強(qiáng)化學(xué)機(jī)械的日常維管力度

做好化學(xué)機(jī)械的維管工作，可以幫助維管員及時(shí)發(fā)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械的腐蝕現(xiàn)象，制定有效的措施。一旦發(fā)現(xiàn)潛在的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，就要迅速排除。其次，當(dāng)化學(xué)機(jī)械發(fā)生腐蝕時(shí)，要查明其原因，制定科學(xué)完善的對(duì)策，防止腐蝕的進(jìn)行，排除腐蝕狀況。

4.5 改變管道周圍環(huán)境

相關(guān)人員可通過控制溫度和濕度等環(huán)境因素，降低可能引起設(shè)備腐蝕介質(zhì)的濃度，這也可以提高防腐蝕效果。實(shí)際應(yīng)用中，這類防腐蝕技術(shù)可以發(fā)揮較大的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道良好的保護(hù)作用，為管道的安全運(yùn)行可靠性提供保障。

4.6 化學(xué)冶煉設(shè)備常用金屬材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)化工設(shè)備的金屬材料結(jié)構(gòu)對(duì)防腐蝕也非常有用，例如，物理冷凍機(jī)或設(shè)備腐蝕一般發(fā)生在熱管內(nèi)，而不是設(shè)備外部。這種熱管的結(jié)構(gòu)，連接熱管的物理熱管會(huì)被腐蝕，介質(zhì)可能沒有，為了更好的保證設(shè)備和空調(diào)機(jī)組應(yīng)該設(shè)計(jì)在機(jī)架中間。因此，在整個(gè)防腐過程中，化工廠設(shè)備的整體設(shè)計(jì)也是一個(gè)不容小覷的關(guān)鍵過程。

4.7 鍍金屬

現(xiàn)階段有各種防腐試驗(yàn)結(jié)果：電鍍金屬材料是防止化工設(shè)備腐蝕最常見、最經(jīng)濟(jì)的方法。將具有保持不同特性意義的金屬材料應(yīng)用到冶煉廠和化工企業(yè)的表面。此外，為了更好地保證電鍍過程中金屬材料得到長(zhǎng)期合理地保護(hù)，所選用的金屬復(fù)合材料不得與化學(xué)自然環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，電鍍過程均勻分布在化工廠中設(shè)備表面，達(dá)到不易損壞的保護(hù)目的。

4.8 明確和貫徹可持續(xù)發(fā)展思想

在礦山開采地質(zhì)構(gòu)造勘查的規(guī)劃環(huán)節(jié)，應(yīng)提前部署相關(guān)處理技術(shù)和科研快速發(fā)展，預(yù)測(cè)分析并制定好對(duì)策，防范風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)測(cè)分析可能的后續(xù)工作。不足之處，集中處理。在開展基坑開挖等相應(yīng)工作時(shí)，要按照一定的程序和程序進(jìn)行資源開發(fā)和設(shè)計(jì)，堅(jiān)持綠色發(fā)展的核心理念，踐行資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)并行的原則,兼顧經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效果,實(shí)現(xiàn)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與自然環(huán)境的和諧。水文地質(zhì)技術(shù)專業(yè)相關(guān)人員應(yīng)運(yùn)用專業(yè)技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造、地表可靠性等進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地層條件和地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)論證，開發(fā)地質(zhì)全過程。在此過程中，做好相應(yīng)的防范措施，處理好認(rèn)證工作中會(huì)遇到的各種現(xiàn)象。

4.9 重視對(duì)維修養(yǎng)護(hù)人員的培養(yǎng)

維修養(yǎng)護(hù)人員承擔(dān)著化工設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)等工作。這些工作是發(fā)現(xiàn)腐蝕、解決腐蝕、預(yù)防工程事故的重要環(huán)節(jié)。因此，企業(yè)單位必須定期對(duì)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，以保證維修養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)水準(zhǔn)符合企業(yè)要求，且能夠穩(wěn)定進(jìn)步。同時(shí)，企業(yè)也應(yīng)督促技術(shù)人員時(shí)刻注意國外的新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向，以更好地對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行迭代更新。俗話說科學(xué)是第一生產(chǎn)力，有了更好的化工設(shè)備以及配套設(shè)施，企業(yè)的生產(chǎn)效益才能更上一層樓。

4.10 落實(shí)嚴(yán)格的檢修制度

企業(yè)應(yīng)制定嚴(yán)格的檢修制度，讓每臺(tái)設(shè)備的檢修工作落實(shí)到人頭，做到出事有責(zé)可追，當(dāng)然最好是不要出現(xiàn)工程事故。同時(shí)，企業(yè)也必須定時(shí)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行化工安全教育，讓技術(shù)人員能夠時(shí)刻緊緊提著名為安全的弦，以更好地保障化工設(shè)備的安全使用。

5 結(jié)語

金屬的腐蝕問題一直是一個(gè)值得關(guān)注的問題。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的防腐技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用可以被很好的推動(dòng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，用以為節(jié)約能源的時(shí)候，提高經(jīng)濟(jì)效益，防止金屬腐蝕。根據(jù)對(duì)文章內(nèi)容的分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)化工廠腐蝕有害的元素很多，腐蝕的種類也很多，所以采用的防腐技術(shù)也是多種多樣的。當(dāng)然,同時(shí)也必須考慮到實(shí)際應(yīng)用的情況，項(xiàng)目的特點(diǎn)和管道所處的環(huán)境，來進(jìn)行最佳的防止腐蝕技術(shù)必須選擇。