化工机械设备腐蚀原因及防腐措施

2020-01-14王国庆

化工设计通讯 2020年6期

王国庆

（徐州市成信工程咨询有限公司，江苏徐州 221000）

在国内的化工机械设备厂商中，腐蚀可以看作是实际业务开展过程中最多见的一类问题。这里所提到的化工机械设备腐蚀指的是机械设备在接触到大气、水等介质的过程中所发生的化学反应或是电化学反应，对整体的设备造成的损坏。腐蚀给设备带来的损坏是直接的，也会带来很多影响，比如缩短设备的使用年限，使得设备没有办法正常地开展相关的活动，有的还会导致管道中的滴漏现象，给实际的生产经营业务带来很严重的安全隐患，因此对于实际的从业者而言，必须要结合腐蚀出现的根本原因做好相关的业务处理工作，采取相应的防护措施。降低腐蚀发生的频率，提升抗腐蚀性，提高化工企业的安全性。这既具有现实意义又具有社会价值。

1 化工机械设施腐蚀的根本原因

1.1 化学腐蚀

在化学腐蚀中，由于化工厂所使用的大部分原料都和化学反应直接相关，所以会出现很多的化学腐蚀。特别是在原料和基础设施接触之后所发生的反应是相对比较多见的，这就会使得设备的表面出现新的物质，对设备直接产生了损坏。化学腐蚀是由于不同化学元素的性质相互反应所造成的。在一些特殊的环境下也会有比较极端的现象发生，比如高温干燥状态下，原料和金属之间所发生反应就具有一定的腐蚀性，在可具备条件的影响下就会导致其直接快速地产生反应，使得化学腐蚀发生。因此，对于化工机械设备的抗腐蚀性提升而言，化学腐蚀是必须要注意的一个根本问题。

1.2 电化学腐蚀

电化学腐蚀本质上可以看作是化学中氧化还原反应的延伸。由于化工机械设备在使用的过程中大部分都处于复杂的环境中，特别是一些潮湿的环境，因此就会导致很多的设备接触了包括电解质溶液在内的物质，进而逐步地构建起电解池，导致其电子之间相互转移。在实际工作中由于电化学腐蚀的存在，就会使得金属内部构成回路。在阳极会发生氧化作用，使得电子被释放出来，而在阴极总会结合还原作用吸收电子。因此电子就会构建起循环体，阳极失去、阴极获得，这就会造成整个设施的腐蚀循环。电化学腐蚀可以看作是化学企业生产过程中必须要注意的一类问题，也是相对比较多见的问题。它不仅会导致设备的腐蚀，也会产生很多的安全隐患，所以必须引起高度重视。

1.3 其他腐蚀现象

除了化学腐蚀和电化学腐蚀以外，在化工机械设备的制造和使用中也会出现很多因其他原因而带来的腐蚀现象。比如高温氧化所产生的腐蚀现象、工业大气所产生的腐蚀现象等。特别是在外界的环境湿度变化过程中，都会造成很多设施的腐蚀。不过其原理还是存在很多不同的。很多和化学反应和电化学反应也存在着不少的关联，相互之间的影响更是会起到催化剂的作用，会大大加速各类反应的推进。

2 防腐措施

2.1 注重材料的选择

为了有效地解决化工机械设备的腐蚀问题，首先需要对材料做出合理的选择。结合目前阶段来看，在国内的化工机械设备制造商中所采取的原材料大部分都是相对比较普通的。比如最多见的碳素结构钢，这类材料的成本相对较低，也很容易获得，所以得到了很多制造厂商的青睐。除此之外，其在性能方面无论是力学还是加工处理方面都可以很好地满足需求，不过需要注意的是这类材料的抗腐蚀性相对较差，很难抵挡住腐蚀侵袭。在普通的工作条件下还相对比较可靠，不过一旦在高浓度高腐蚀性的状态下就会出现这样或那样的问题，进而导致腐蚀破坏的发生，因此对于实际的从业者来讲，在材料选择过程中必须要引起足够的重视。

在材料选择方面，首先需要对工作环境有充分的了解，特别是工作环境中的温度、湿度、压力等，针对具体的信息要做出综合的研究，在此基础之上确定合适的材料，而不能仅仅以工作的需求和成本等基础性要素来考虑。其次，在考虑设备的过程中也应当充分地满足设备的模式，进而判断材料是否能够满足其抗腐蚀的性能。在新时期越来越多的设备模式都加入了抗腐蚀的相关因素，因此在材料选择过程中也可以结合这些数值来做出相应的研究。除此之外，还应当考虑设备的使用年限，对设备重点部分应当采取性能更好的材料，而不是仅仅以成本作为根本的衡量目标，只有这样才可以使得整个设备的材料优劣得到有效的配置，资源可以得到充分的利用。如果采取以上三点做出材料的选择，那么就可以选择那些经济效益相对比较好、性能比较高，也可以抗腐蚀的材料是最佳的处理办法，也是相关实际业务从事者必须要认真考虑的问题。因此，在具体选择中，需要根据化工机械设备的工作条件和具体要求来进行选择。

2.2 结构和工艺的防腐设计

由于化工机械设备结构设计的不合理性会导致很多的应力性问题，进而造成缺陷。比如氧化腐蚀状况的发生，因此在对结构做出设计时，必须由相关的结构设计师充分地考虑综合的衡量。首先，机械设备的结构应当尽量简单，避免出现设计不正确的问题，特别是堆积问题，容易造成液体的局部浓缩，进而构建腐蚀池。所以在设计中必须要注意这些区域。其次，由于很多机械设施中存在缝隙会导致漏液或者其他腐蚀物品进入的情况，因此在机械设施设计的过程中应当尽量减少缝隙结构。如果必须要处理一些液体就需要预存出排水口，使得溶液可以及时排出，不会因此而造成腐蚀。除此之外，还应当在其表面构建图层，这是最便利、最简洁也是成本相对比较低的防护措施，不过整体的防腐效率是可靠的，可以有效地对整体的机械设施做出保护，避免设备的外表遭受侵蚀。

2.3 需要做好腐蚀的控制工作

腐蚀的控制工作也是结合化学原理，在机械设施的过程中做好相应的手段处理，避免金属腐蚀设施出现问题，主要采取的办法有牺牲阳极保护法和外加电流法两类。牺牲阳极保护法就是在金属设施上，结合其具体的模式应用其他比金属元素更加活泼的金属元素，进而使得金属和已经稳住的金属元素之间构建起新的原电池。因此金属作为阳极，金属设施作为阴极相互之间就不会出现金属腐蚀，这就是牺牲阳极保护法的具体原理。整体来看，这种方法相对比较简单，也可以有效地保护金属的设备，而外加电流法则是结合金属设施及废弃材料外加电源的方式对金属做出保护。在金属和废弃材质之间构建起电解池金属作为负极，分析金属作为正极，相互之间构建起电流的模式，进而结合还原反应，避免设施之间出现氧化反应而腐蚀问题。