化工设备设计中的防腐蚀措施
2021-11-23刘宇
刘宇
北京燕山玉龙石化工程股份有限公司天津分公司 天津 300270
1 做好化工设备腐蚀防护工作的意义
在现代化信息技术迅速发展的状况下,如何利用这些现代化设备进一步推动产业的发展,成为了众多人关注的问题。而在工业化生产中,工业产值和工业经济总值呈现急剧增长的态势下,工业不仅在很大程度上解决了我国的就业问题,提供了众多岗位,更是成为了经济发展的重要力量。在如今的化工生产活动中,其规模在进行不断的扩大,各项生产设备也被投入到了生产过程中。由于化工生产设备受生产环境的影响性较大,所以出现了普遍的腐蚀现象,这就导致了化工设备的使用寿命大大缩短,在维修过程中,也增加了企业的生产成本,从而影响了化工行业的生产发展。因此,研究现代化设备的腐蚀性问题,对这些问题提出相应的解决策略,具有积极的意义[1]。
2 现代化工设备腐蚀分类
2.1 全部腐蚀
全部腐蚀,根据字面意思可以理解为:整个化工设备的表面及其内部结构被完全的腐蚀,已经丧失了正常使用的能力。在这种腐蚀中,一般会形成比较均匀的腐蚀状态,但是,化工设备一旦的遇到了腐蚀状况,整个化工设备的外部表层就会迅速的变薄,从而导致化工设备的运行能力、受压能力下降,直接的也会导致设备的安全性降低。当化工设备遭遇到了全部腐蚀之后,由于设备表面的腐蚀状态比较均匀,所以工作人员能够及时的发现设备出现的腐蚀问题,从而快速的找出解决策略,减少腐蚀范围的再扩大。
2.2 局部腐蚀
与全部腐蚀不同,局部腐蚀主要指的是在化工设备的内部结构或者其外表层的某一位置遭遇到了一定程度的腐蚀问题,但这种腐蚀不会对设备表面产生较大影响。根据调查研究发现:设备形成局部腐蚀通常是在突然情况下发生的,没有任何的征兆,并且相比较于全部腐蚀的发展,在局部腐蚀中,其发展速度明显快于局部腐蚀。并且这种腐蚀主要存在于设备的局部之内,工作人员很难发现这些问题。从而影响了化工设备的安全性,导致大量安全事故的发生[2]。
3 化工设备腐蚀的形成原因
化工设备在一定程度上受到了腐蚀不仅会对正常的化工生产产生影响,而且会缩短该化工设备的使用寿命。如果化工设备的腐蚀程度比较严重,它的管道还可能发生渗透事故。我们都知道,在一般的化学生产过程中,很多种生产原料均为有毒物质,且很容易发生化学反应,更有甚者还会出现燃爆现象,这种危险因素的存在严重威胁着人们生命和财产安全。
3.1 内在因素
材料的影响。设备制造材料一般为金属材料,材料不同,它的抗腐蚀能力也各有不同;在设备的制造过程中,如果技术人员的技术工艺不够精确,同样也会对设备带来一定的腐蚀,化工设备表面的质量好坏直接关系到其是否容易受到腐蚀;设备的外在形状和内部结构也是主要的影响因素。如,在交接的接口处密封不紧密,存在某些缝隙或者错位等都会使设备受到腐蚀。
3.2 外在因素
因外部环境而对设备产生腐蚀的影响被称为外在因素。像碱、酸、盐、氧等物质都会是化工设备发生腐蚀的原因,就连外在的气温及空气湿度也会对其产生一定的影响。在生产过程中如果掺入其他的杂质,同样会对设备产生腐蚀。
4 化工设备设计防腐蚀的基本措施
4.1 材料的选择
在实际设备设计工作开展之前,相关设计工作者需要对设备所生产的产品原料性质、生产温度以及湿度等因素进行全面考虑,预估可能出现的腐蚀反应,借助于可靠数据实现对材料腐蚀性和经济性的综合测量,尽可能避免应用容易腐蚀的金属设备。随着实际冶炼技术的发展,人们会在铁之中加入C、Si、Mn 等元素,让铁的组织结构和性能得到本质性优化,表现出更好的硬度和韧性,而且这些指标要好于纯铁,能够降低腐蚀问题的出现几率。
4.2 材料表面的防护
实际材料表面防护工作的执行,主要是借助于电镀、喷镀等形式,实现对金属表面的全面处理,此时,金属表面也会形成一层保护膜,使其与外界原料和空气处于隔绝状态,避免出现严重的氧化性问题。由于生产产品存在较大差异性,这也让表面防护层性质出现明显区别。首先,处于对设备导电性能的考量,需要在金属表面形成一层比该金属更加活泼的保护层,该保护层可以作为原电池负极,被腐蚀的原金属作为正极,进而将保护作用呈现出来。除此之外,工作人员也可以在设备外层设计有机涂层,最为常见的材料有塑料、橡胶等,将防腐蚀作用更好的展示出来。其次,在设备安装过程中,有时会涉及到设备焊接操作,所留下的焊接头部极容易产生氧化现象,从这也可以看出,实际焊接工艺的选择对设备寿命会产生很大影响,必要时,工作人员还要对焊接头部进行特殊处理。
4.3 设备运行环境的标准化
从实际化工产品生产中能够看出,主要是在弱酸或者是中性环境下进行,其中,最常见的当属铁的吸氧腐蚀。因此,在实际设备维护操作之中,工作人员应尽可能仍保证氧气和水蒸气浓度处于较低状态,与此同时,还要确保工作环境呈现出弱碱性。一般来说,常见的除氧形式包括铁屑除氧、真空除氧以及化学试剂除氧等。例如,在化学试剂除氧之中,工作人员可以借助于亚硫酸钠和联氨等药剂,并将这些药剂直接加入到设备,起到深度除氧的效果,该环节在执行时,不仅操作简单,而且还能将更好的投资效益呈现出来,除氧效果也比较稳定。站在日常设备存储角度来说,应尽量避免出现碰撞和划伤等问题,强化设备表面的光滑性。站在设备应用角度来说,工作人员需要控制好化工生产的工艺条件,让流速、温度等处于合理范围内,避免由于操作问题引发腐蚀隐患[3]。
5 结语
总的来说,引发化工设备腐蚀的因素有很多,如设备自身材质、人为因素等。为此,工作人员需要对该方面内容提高关注度,强化设备安全性能。通过对化工设备防腐蚀研究和处理,不仅能够降低企业的投资成本,还能将设备的使用年限延长,降低生产之中各种风险问题的出现几率。所以说,只有将设备腐蚀问题全面解决,才能确保化工设备的改革成效。