提升化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕能力的措施分析

王雅楠

（中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540）

在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕性能進(jìn)行提升管控的過(guò)程中，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)采取頂層設(shè)計(jì)，對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的原材料以及防腐涂層進(jìn)行合理選用，同時(shí)，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合精益化、精細(xì)化的管控措施，提高設(shè)備的防腐蝕性能。

1 化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕類型分析

化工機(jī)械設(shè)備常見的腐蝕主要是由化學(xué)反應(yīng)所造成的，當(dāng)設(shè)備中所設(shè)置的金屬物質(zhì)與其他反應(yīng)物料之間產(chǎn)生接觸便會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，久而久之，會(huì)給機(jī)械設(shè)備的外表結(jié)構(gòu)造成相應(yīng)的破壞，同時(shí)，化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕影響還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，根據(jù)外部環(huán)境的變化，不同的化工機(jī)械設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生不同的化學(xué)反應(yīng)，并且出現(xiàn)不同程度的化學(xué)腐蝕。

從化學(xué)反應(yīng)方面進(jìn)行分析可以看出，當(dāng)前化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象涉及兩種類型，即活性材料腐蝕以及惰性材料腐蝕，對(duì)于前者而言，活性材料腐蝕往往伴隨著相對(duì)較為明顯的設(shè)備外表腐蝕現(xiàn)象，比如，在活性材料腐蝕過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的坑洞，同時(shí)會(huì)在機(jī)械設(shè)備外表留下各種各樣的痕跡，此類痕跡久而久之便會(huì)形成相應(yīng)的裂紋，從而給設(shè)備外觀的完整性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不良的影響。

活性材料腐蝕通常發(fā)生在相關(guān)金屬材料不具備耐化學(xué)腐蝕的情況下，并且活性材料腐蝕也會(huì)隨著時(shí)間的推移而進(jìn)一步加劇腐蝕情況，同時(shí)，在化學(xué)腐蝕的影響下，腐蝕速度也會(huì)隨著腐蝕部位進(jìn)一步加快，從而嚴(yán)重影響化工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作效率。而對(duì)于惰性材料腐蝕，則主要體現(xiàn)在設(shè)備表層出現(xiàn)相應(yīng)的鈍化膜，在對(duì)惰性材料腐蝕管控的過(guò)程中，如果單獨(dú)從設(shè)備外表進(jìn)行觀測(cè)分析則很難發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，此類腐蝕往往是由里到外蔓延，因此，惰性材料腐蝕對(duì)設(shè)備會(huì)造成較為惡劣的影響，比如，出現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部較深的裂紋。

同時(shí)，相關(guān)檢測(cè)人員也很難在日常維護(hù)保養(yǎng)工作中發(fā)現(xiàn)此類腐蝕現(xiàn)象。惰性材料腐蝕對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)維管理工作會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的干擾，而將化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕機(jī)理進(jìn)一步分類又可將其劃分為三類，即電化學(xué)、物理以及化學(xué)腐蝕，對(duì)于化學(xué)腐蝕而言，其主要是由設(shè)備中的物質(zhì)與周邊化學(xué)試劑發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)從而生成新物質(zhì)，最終給機(jī)械設(shè)備造成相應(yīng)的腐蝕影響，而物理腐蝕與化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕存在相應(yīng)的差異，物理腐蝕一般不會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)，但是，卻會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)造成永久性的破壞，而電化學(xué)腐蝕主要是通過(guò)電解質(zhì)溶液將設(shè)備外表金屬與反應(yīng)物質(zhì)構(gòu)成一個(gè)閉合通路形成化學(xué)電池，在電極的影響下給設(shè)備的外表造成相應(yīng)的腐蝕影響，從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)出發(fā)可以看出，電化學(xué)腐蝕也是一類氧化還原反應(yīng)。

2 造成化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因分析

2.1 外在因素

首先，化工機(jī)械設(shè)備對(duì)外部的運(yùn)行環(huán)境有著較高的要求，同時(shí)外部因素也會(huì)導(dǎo)致化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，由于化工機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程中所處的環(huán)境相對(duì)較為惡劣，在與周邊環(huán)境進(jìn)行接觸的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的腐蝕現(xiàn)象；其次，化工機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中與工業(yè)原料進(jìn)行接觸也會(huì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，工業(yè)原料通常是以設(shè)備中的化學(xué)添加劑以及化工生產(chǎn)物為主，同時(shí)不同的化工原料也會(huì)出現(xiàn)不同程度的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)會(huì)生成不同形式的腐蝕產(chǎn)品。在化工生產(chǎn)制造活動(dòng)中，部分化工原料也具備相應(yīng)的腐蝕性，在與設(shè)備接觸時(shí)會(huì)給設(shè)備造成相應(yīng)的腐蝕影響，而常見的化工原料給設(shè)備所帶來(lái)的化學(xué)腐蝕包含酸性腐蝕、堿性腐蝕，部分鹽類物質(zhì)也會(huì)給金屬外殼造成相應(yīng)的腐蝕影響?；ぴO(shè)備外部通常采用各種各樣的金屬部件來(lái)作為支撐結(jié)構(gòu)，而此類金屬部件對(duì)酸性、堿性以及具備腐蝕性的物質(zhì)雖然具備相應(yīng)的防護(hù)能力，但是，在外部環(huán)境長(zhǎng)期的影響下，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。

通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)研分析可以看出，在化工機(jī)械設(shè)備腐蝕現(xiàn)象中，大部分腐蝕發(fā)生在原料設(shè)備儲(chǔ)存、反應(yīng)以及運(yùn)輸活動(dòng)中，比如，在儲(chǔ)存管理期間所結(jié)合使用到的設(shè)備需要與原材料進(jìn)行長(zhǎng)期接觸，可能導(dǎo)致儲(chǔ)存設(shè)備的管壁出現(xiàn)大面積的腐蝕現(xiàn)象，如果企業(yè)沒有對(duì)相關(guān)區(qū)域位置進(jìn)行防腐處理則可能導(dǎo)致化工原料出現(xiàn)滲漏的狀況，從而嚴(yán)重威脅化工生產(chǎn)安全。

此外，在化工生產(chǎn)活動(dòng)中也會(huì)結(jié)合大量原料的投入使用，相關(guān)生產(chǎn)原料可能不具備腐蝕性，但是，其反應(yīng)生成的中間產(chǎn)物有可能造成嚴(yán)重的腐蝕影響。此外，在設(shè)備運(yùn)輸、物料運(yùn)輸或設(shè)備閥門等關(guān)鍵工位、工序區(qū)域也容易受到化學(xué)腐蝕的影響。

此外，若化工機(jī)械設(shè)備被放置在化學(xué)環(huán)境中，當(dāng)與周邊空氣、水汽發(fā)生接觸時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，雖然大部分機(jī)械設(shè)備也結(jié)合了防腐蝕涂層的使用，但是，防腐蝕涂層在使用過(guò)程中也具備相應(yīng)的耐腐蝕極限，一旦外部環(huán)境突破了防腐蝕涂層的耐腐蝕極限，便會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕影響，從而影響設(shè)備正常運(yùn)行。

2.2 內(nèi)在因素

化工機(jī)械設(shè)備本身防腐性能的好壞也會(huì)給設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象造成相應(yīng)的影響，在此過(guò)程中，若化工機(jī)械設(shè)備本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜也會(huì)進(jìn)一步加劇化工設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象，在對(duì)化工設(shè)備防腐措施進(jìn)行管控的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要采取頂層設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，如果在對(duì)設(shè)備防腐蝕能力進(jìn)行提升的過(guò)程中不注重綜合設(shè)計(jì)，那么會(huì)給設(shè)備的耐腐蝕性能造成相應(yīng)的影響，廠商在采購(gòu)化工設(shè)備的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)材料質(zhì)量進(jìn)行分析、評(píng)估，同時(shí)做好相應(yīng)的防腐檢驗(yàn)，并且生產(chǎn)商在對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中也要嚴(yán)格管控設(shè)備零部件結(jié)構(gòu)，比如，設(shè)計(jì)時(shí)需要減少金屬材料之間的焊接，避免出現(xiàn)焊縫腐蝕，同時(shí)也需要盡可能增加化工機(jī)械設(shè)備的表面粗糙度，使其能夠與防腐蝕涂層進(jìn)行有效結(jié)合，增強(qiáng)設(shè)備的防腐性能。但是，在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中，大部分設(shè)計(jì)師并沒有考量工廠內(nèi)部的實(shí)際運(yùn)作情況來(lái)對(duì)相關(guān)設(shè)備的防腐蝕能力進(jìn)行定向化管控，從而導(dǎo)致設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

3 提高化工機(jī)械設(shè)備防腐性能的措施

要想進(jìn)一步提升化工機(jī)械設(shè)備防腐能力，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)前設(shè)備的腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析、考量，針對(duì)不同的設(shè)備運(yùn)行工況以及運(yùn)行環(huán)境采取差異化、定向化的防腐管控策略，同時(shí)，工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)設(shè)備材料進(jìn)行科學(xué)合理的選用，加大對(duì)機(jī)械設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)力度，加強(qiáng)對(duì)物質(zhì)流速以及自然環(huán)境的控制，結(jié)合科學(xué)合理的防腐蝕措施，有效管控化學(xué)腐蝕、物理腐蝕以及電化學(xué)腐蝕，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

3.1 實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備材料合理選用

化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度在某種程度上取決于相關(guān)設(shè)備本身所具備的耐腐蝕性能，因此，在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)制造管理的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師以及廠商需要對(duì)化工機(jī)械設(shè)備外部材料進(jìn)行科學(xué)合理選用，盡可能挑選具備優(yōu)良防腐性能的材料，但是，在對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行選取選用的過(guò)程中，需要滿足機(jī)械設(shè)備使用功能以及力學(xué)特征，所選擇使用的材料應(yīng)當(dāng)具備經(jīng)濟(jì)性、實(shí)惠性，但是也需要最大限度地滿足防腐管控要求。部分生產(chǎn)商在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中采用普通的材料，此類材料本身不具備優(yōu)異的防腐能力，當(dāng)機(jī)械設(shè)備與原材料發(fā)生接觸時(shí)便有可能接觸到酸堿鹽，從而縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命。因此，在對(duì)相關(guān)化工機(jī)械設(shè)備外表材料進(jìn)行選取、選用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要結(jié)合合金材料的使用，雖然合金材料具備較高的使用成本，但是能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，企業(yè)在選取相關(guān)材料時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考量、綜合分析，同時(shí)，還需要有效管控材料造價(jià)，提高化工設(shè)備的綜合效益。

比如，在對(duì)當(dāng)前化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中，大部分企業(yè)結(jié)合了碳素鋼，借助此類材料在大部分化工生產(chǎn)環(huán)境下具備優(yōu)異的抗腐蝕性能，并且此類材料價(jià)格不高，在對(duì)其進(jìn)行加工生產(chǎn)的過(guò)程中所涉及的工藝流程也相對(duì)較為簡(jiǎn)單。但是，碳素鋼也具備相應(yīng)的耐腐蝕極限，不少企業(yè)在對(duì)相關(guān)設(shè)備表層進(jìn)行防腐管控的過(guò)程中通常會(huì)結(jié)合防腐材料、防腐涂層。此外，大部分企業(yè)為了進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)備的防腐性能，也結(jié)合了304不銹鋼，雖然相關(guān)鋼材所構(gòu)成的裝置價(jià)格更高，但是其綜合效益顯著，所具備的防腐蝕性能更加優(yōu)異，能夠減少生產(chǎn)投入成本。

3.2 落實(shí)對(duì)設(shè)備良好的日常維護(hù)保養(yǎng)

化工機(jī)械設(shè)備中的腐蝕現(xiàn)象相對(duì)較為常見，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐管控的過(guò)程中，工程師以及技術(shù)人員也需要制定體系化、標(biāo)準(zhǔn)化的化工機(jī)械設(shè)備檢測(cè)制度、檢測(cè)計(jì)劃，同時(shí)及時(shí)更新檢修日志，記錄設(shè)備中所存在的腐蝕問題，之后再對(duì)相同設(shè)備在同等環(huán)境下運(yùn)行情況進(jìn)行逐一排查，對(duì)腐蝕部位進(jìn)行定點(diǎn)清理，以此來(lái)減緩設(shè)備的腐蝕速度。在化工生產(chǎn)過(guò)程中落實(shí)對(duì)化工機(jī)械設(shè)備強(qiáng)有力的養(yǎng)護(hù)處理具備較大的現(xiàn)實(shí)意義，只有不斷地提高機(jī)械設(shè)備的防腐蝕性能，才能夠保證機(jī)器設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)物質(zhì)流速與自然環(huán)境控制

化工設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到周邊環(huán)境較為嚴(yán)重的腐蝕影響，在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，部分物質(zhì)在具備較高的流速情況下會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的作用力，從而使得化工設(shè)備內(nèi)部管壁上所設(shè)置的防腐涂層遭到剝離影響，久而久之，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備管壁腐蝕，降低管壁厚度。因此，化工企業(yè)在生產(chǎn)制造活動(dòng)中可以適當(dāng)?shù)販p少物質(zhì)的流速來(lái)降低生產(chǎn)流程給設(shè)備所造成的不良影響。在實(shí)際操作管理過(guò)程中，企業(yè)可以優(yōu)化閥門、管道，借助相關(guān)裝置調(diào)節(jié)物質(zhì)流速，使得整個(gè)生產(chǎn)管理體系能夠更加高效穩(wěn)定地運(yùn)行。其次，化工企業(yè)還需要裝置相應(yīng)的流速控制器，減少腐蝕效果。而對(duì)于無(wú)法直接控制的機(jī)械設(shè)備，化工企業(yè)則應(yīng)當(dāng)落實(shí)對(duì)各項(xiàng)機(jī)構(gòu)零部件精細(xì)化的檢修更換處理，同時(shí)也可以結(jié)合大轉(zhuǎn)折角度的管控方式，給予相關(guān)物質(zhì)流速精細(xì)化的管控。而在對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行控制管理的過(guò)程中，化工企業(yè)也需要對(duì)設(shè)備所處的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行定向化設(shè)置，比如，增添排風(fēng)扇、干燥設(shè)備對(duì)環(huán)境中的溫度、濕度進(jìn)行有效控制，為化工設(shè)備的良好運(yùn)行創(chuàng)造相應(yīng)的條件。

3.4 科學(xué)運(yùn)用防腐蝕方法

在對(duì)化工設(shè)備防腐管控的過(guò)程中，企業(yè)也需要結(jié)合精細(xì)化、定向化的防腐管控策略，針對(duì)不同的化學(xué)腐蝕以及不同的腐蝕現(xiàn)象采取不同的管控措施。具體來(lái)說(shuō)，在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備常見的電化學(xué)腐蝕進(jìn)行管控的過(guò)程中，可以結(jié)合犧牲陽(yáng)極法，將化工設(shè)備設(shè)置為陰極，用其他犧牲材料作為陽(yáng)極來(lái)減少化學(xué)腐蝕給機(jī)械設(shè)備外殼所帶來(lái)的不良影響，化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備材料的特性，合理構(gòu)建相應(yīng)的化學(xué)電池，通過(guò)設(shè)置完美的陽(yáng)極來(lái)代替陰極發(fā)生化學(xué)腐蝕化學(xué)反應(yīng)。

此外，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐管控的過(guò)程中，工程師也需要合理設(shè)置相應(yīng)的絕緣層，在對(duì)絕緣層材料進(jìn)行選取選用的過(guò)程中，工程師也需要結(jié)合當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境以及設(shè)備本身的材料特性，選取能夠形成致密氧化層以及防腐涂層的原材料，開發(fā)出多種防腐管控涂層，以此增強(qiáng)防腐管控效果。此外，工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備時(shí)還應(yīng)當(dāng)盡可能增加設(shè)備外表的粗糙度，以此增加防腐涂層與機(jī)械設(shè)備之間的結(jié)合力，使得防腐涂層能夠更好地吸附在設(shè)備表面，形成有效的保護(hù)層。此外，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理管控的過(guò)程中，也可以結(jié)合電流陰極保護(hù)法，將設(shè)備內(nèi)部的電荷、電流導(dǎo)入土壤中，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的維護(hù)管理，以此減少設(shè)備的腐蝕影響。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力進(jìn)行提升管控的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師以及相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備性能進(jìn)行綜合評(píng)估分析，對(duì)設(shè)備所處的環(huán)境進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，結(jié)合定向化的防腐式管控措施，增強(qiáng)設(shè)備的防腐性能，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。