浅谈化工机械设备的防腐设计及措施

李阳

（河北省特种设备监督检验研究院保定分院，河北 保定071000）

1 引言

在石油化工生产和经营过程中，极易出现化工机械设备腐蚀问题，造成这一问题的主要原因是在化学反应的作用下，使得物体被损耗和损坏，被腐蚀的机械设备色泽外形及其性能发生了一系列改变，这就会破坏机械设备的基本性能，为石油化工企业的发展带来不必要的损失。因此，石油化工企业工作人员需要深入分析机械设备的腐蚀机理，并采取合理的防护措施，确保机械设备具备较强的腐蚀能力，推动石油化工企业的进一步发展。

2 化工机械设备的腐蚀类型

2.1 均匀腐蚀

随着社会的快速发展，石油化工行业的发展十分迅速。在石油化工企业的经营过程中，石化设备腐蚀的主要类型是均匀腐蚀，其指的是机械表面出现的腐蚀问题，这种腐蚀不会影响石油化工企业的稳定运行，但会在很大程度上影响机械的表面光泽和外观。在机械制造过程中，设计腐蚀余量有利于确保机械使用的稳定性，其标准是在一定时间内，腐蚀介质对金属材料的腐蚀深度或金属构件的壁厚减薄量。

2.2 局部腐蚀

在石油化工企业的发展中，局部腐蚀是主要的腐蚀类型之一，其主要是均匀腐蚀之外的一种腐蚀类型，具体是机械设备单独发生的部分，这种腐蚀不会为石油化工企业带来很大的损失，但这种腐蚀造成的威胁会胜于均匀腐蚀。与均匀腐蚀不同的是局部腐蚀极易完成监测、预防控制等工作，局部腐蚀引起的破坏不易被发现，但局部腐蚀严重的情况下，会在很大程度上影响设备运行的问题性，严重的还会出现瞬间破坏机械结构的问题引发意外。

3 化工机械腐蚀的化学机理

3.1 电化学腐蚀

在化工企业的发展中，引发化工机械设备腐蚀的主要原因是电化学腐蚀，其本质是空气中的电离子和金属物质发生化学反应，使得机械设备被腐蚀和损坏。但是，电化学反应的根本原理是阴极和阳极的共同作用，一般情况下的阳极会出现氧化反应，阴极出现还原反应，而电化学反应指的是从金属单质中发生电离，生成金属离子，在离子互相转移的情况下实现平衡。通常情况下，电化学反应中会产生电流，但这种电流只能够在反应内部做功，这就产生了电化学反应，使得设备的腐蚀速度有所提升。

3.2 工业大气腐蚀

随着工业的快速发展，我国环境污染问题越来越严重，这就使得空气中挥发出了大量的氢氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳和盐等物质，这些物质会在潮湿环境中产生无机酸，其腐蚀作用极强。除此之外，工业大气腐蚀环境中极易出现机械腐蚀问题，这种腐蚀的主要原因是化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用。

4 化工机械设备防腐蚀设计

4.1 材料选择

在机械制造行业的发展中，企业主要应用的设备材料是碳素钢，这种材料需要的成本比较少，易于加工。通常情况下，碳素钢不易出现腐蚀，其在机械设备中的应用，能够满足机械设备防腐蚀的实际需求。但是，石油化工行业的运行环境比较特殊，碳素钢无法满足设备的防腐蚀的实际要求，极易造成腐蚀严重问题。因此，在石油化工行业的发展中，企业需要将耐腐蚀材料应用到机械设备中，避免出现腐蚀问题[1]。

4.2 化工设备的结构工艺

第一，在设计机械构件的过程中，技术人员需要确保机械设备的简单化；第二，避免机械构件出现损坏和伤痕问题；第三，在应用机械构件材料过程中，需要使用单一的材料；第四，避免机械构件缝隙问题；第五，为了确保机械构件和腐蚀介质能够隔离，技术人员需要合理地选择防锈漆和结构形式；第六，避免机械设备中存在残留的水分，这样就不会出现容器状的凹处，在无法避免的情况下需要设置排水孔；第七，在焊接机械设备的过程中，技术人员应该确保其不会出现内应力、应力集中问题，并应用连续焊接工艺，这样就不会在焊接过程中出现内应力；第八，在焊接过程中，应该减少焊接缺陷问题，避免形成新的腐蚀点；第九，技术人员需要合理地设计构件的连

接夹缝。

5 化工机械设备的防腐措施

5.1 使用防腐涂料

防腐涂料是一种操作比较简便的腐蚀措施，现已被应用到化工机械表面中，其主要是在机械设备表面涂抹防腐材料，阻止空气、水汽进入机械设备中，有效地解决设备表面的防腐问题。防腐涂料的主要作用是：第一，屏蔽作用。防腐涂料有利于阻隔腐蚀介质和化工机械设备，这样就能够阻断腐蚀通路，提高化工机械设备的电阻。第二，缓蚀作用。特定的颜料能够在成膜物发生水反应后，对金属表面进行保护，延缓腐蚀侵蚀问题。第三，阴极保护作用。与底材金属电极电位相比，漆膜电极电位比较高，现已被应用到腐蚀电池中，其中的漆膜作为牺牲阳极而保护金属表面。现阶段，防腐蚀涂料已在化工领域中得到了一定的应用，防腐蚀涂料的主要作用是延缓化工设备的腐蚀，取得了良好的效果[2]。

5.2 电化学保护方法

为了确保石油化工企业的正常运行，技术人员需要改善金属物质自身的本质，这样就能够实现金属和空气的有效隔离，应用表面处理措施提升抗腐蚀能力。电化学保护措施的本质是应用牺牲金属阳极的方式保护金属内部的阳极，发挥出较强的防护作用，其中常用的材料是铝阳极、镁阳极。

5.3 牺牲阳极保护措施

石油化工企业在应用牺牲阳极保护法的过程中，需要将牺牲阳极焊接在机械设备中，并应用螺栓固定机械设备，在固定螺栓的过程中，技术人员需要对阳极和金属进行绝缘处理，一般应用的隔离材料主要是橡胶垫和尼龙垫，在应用阳极焊接设备构件的过程中，需要确保阳极和金属留出相应的距离，避免阳极和金属进行接触。在现代化社会的发展中，应用比较广泛的方法是牺牲阳极保护法，这种方法主要是保护化工装置、地下管道、锅炉等。

5.4 设备防腐蚀方法

化工企业针对机械设备防腐蚀的方法很多，技术人员需要从金属自身特质的角度进行考虑，避免金属和腐蚀性介质直接接触，并在金属表面涂抹防腐蚀材料[3]。其中，电化学保护法的原理是应用电化学机理优化机械设备的性质，这样金属设备会转化成腐蚀电极中的阴极，对设备进行防腐蚀保护，常用的方法是外加电流法和牺牲阳极保护法。其中，外加电流法指的是将需要保护的金属作为电池一极，将另一种附加电极作为电池另一极，并将需要保护的金属作为阴极，并添加外加电流，保护阴极的金属；牺牲阳极保护法指的是将被保护金属材质相同的金属作为阳极，将其固定到被保护的金属中，作为腐蚀电池，被保护的金属作为阴极，这种方法具有较强的合理性，现已被广泛应用到各个行业的发展中，取得了预期的效果。

6 结语

综上所述，在现代化社会的发展中，石油化工企业的工作环境相对比较恶劣、复杂，存在很多腐蚀介质。机械设备在这种环境中，其腐蚀速度和腐蚀程度会不断提升，为石油化工企业造成不必要的损失。因此，在石油化工企业的发展中，相关部门需要积极探索化工机械设备的防腐蚀措施，有效地提升机械设备运行的稳定性，为企业创造更多效益。