淺析化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施

張華鵬 賀竟雄

（陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司 陜西華縣 714100）

淺析化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施

張華鵬 賀竟雄

（陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司 陜西華縣 714100）

化工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境惡劣，化工機(jī)械在生產(chǎn)工作中經(jīng)常接觸一些強(qiáng)腐蝕性的化工用品，會導(dǎo)致化工機(jī)械設(shè)備腐蝕破壞，導(dǎo)致生產(chǎn)工作無法繼續(xù)進(jìn)行，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，機(jī)械腐蝕出現(xiàn)滲漏還會對生產(chǎn)工人人身安全造成威脅，必須予以重視。本文介紹了化工機(jī)械設(shè)備常見的腐蝕類型以及可以采取的防腐措施，對化工機(jī)械防腐具有指導(dǎo)作用。

化工機(jī)械設(shè)備；腐蝕機(jī)理；防腐措施

前言

化工企業(yè)的主要工作是利用化工技術(shù)對化學(xué)原料進(jìn)行生產(chǎn)加工得到化工產(chǎn)品，便利人們的生活。在化工生產(chǎn)過程中，有時(shí)需要使用腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)原料，這些化學(xué)原料與機(jī)械設(shè)備接觸后會腐蝕機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備損壞甚至無法使用?；C(jī)械的腐蝕破壞一方面會導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)工作無法進(jìn)行，減少產(chǎn)量，企業(yè)效益減少；另一方面化工機(jī)械設(shè)備腐蝕嚴(yán)重會穿孔，導(dǎo)致化工原料滲出，甚至可能引起爆炸，危及人員的生命安全。在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，采取適當(dāng)?shù)拇胧┰鰪?qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕能力，具有重大意義。

1 腐蝕的種類

腐蝕是指金屬材料或者金屬制作的設(shè)備與所處的環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者電化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致材料或設(shè)備變質(zhì)破壞的現(xiàn)象。

根據(jù)腐蝕過程中是否存在水可以將腐蝕分為干腐蝕和濕腐蝕。①干腐蝕：干腐蝕是指在腐蝕過程中沒有液態(tài)水，而在干氣體環(huán)境中發(fā)生腐蝕的過程。干腐蝕最常見的現(xiàn)象是高溫氧化，在高溫環(huán)境下干空氣環(huán)境中的介質(zhì)能夠與金屬材料發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化產(chǎn)物在金屬表面形成成氧化膜。生成的氧化膜的性質(zhì)決定了腐蝕的危害性，當(dāng)氧化膜能阻止空氣中介質(zhì)與金屬近一步反應(yīng)時(shí)損害最小，當(dāng)氧化膜無法阻止化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，此種腐蝕危害性最大。②濕腐蝕：濕腐蝕是指在有水環(huán)境中發(fā)生腐蝕。化工生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用各種水溶液，因此在化工生產(chǎn)過程中濕腐蝕最常見。金屬發(fā)生濕腐蝕是一種電化學(xué)反應(yīng)，金屬在溶液中失去電子，帶正電形成陽極；失去的電子被溶液中的某些離子中和，則形成陰極。金屬在溶液中持續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)失去電子的過程就是濕腐蝕過程。

根據(jù)腐蝕的形態(tài)不同，還可以將腐蝕分為均勻腐蝕和局部腐蝕。①均勻腐蝕：均勻腐蝕是指腐蝕過程在金屬的全部表面或者大部分表面發(fā)生，也稱為全面腐蝕。均勻腐蝕大多數(shù)情況下會在金屬表面形成保護(hù)性的產(chǎn)物膜，能阻止腐蝕過程繼續(xù)進(jìn)行。②局部腐蝕：局部腐蝕是指腐蝕過程集中在金屬表面的某一位置。由于腐蝕位置集中，因此往往腐蝕過程發(fā)展迅速，在化工生產(chǎn)中因腐蝕帶來的危害性比均勻腐蝕帶來的危害大得多。據(jù)數(shù)據(jù)顯示化工機(jī)械因?yàn)榫植扛g破壞的比例高達(dá)70%，局部腐蝕還可能造成爆炸、火災(zāi)等事故，帶來巨大損失。

2 腐蝕的原理

化工機(jī)械設(shè)備腐蝕機(jī)理可以分為內(nèi)部原因和外部原因。

2.1 腐蝕的內(nèi)部原因

腐蝕的內(nèi)部原因指的是由于機(jī)械設(shè)備自身的原因?qū)е碌母g問題，與外界影響不大。主要體現(xiàn)在：①當(dāng)為了生產(chǎn)工藝需要，機(jī)械設(shè)備采用不同的金屬生產(chǎn)，不同金屬的活潑型不同，當(dāng)使用的金屬為活潑金屬時(shí)，只要接觸到電解質(zhì)便會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，對機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生破壞。②機(jī)械設(shè)備表面保養(yǎng)存在缺陷，例如：設(shè)備表面防護(hù)層不均勻，存在缺口和裂紋都會導(dǎo)致腐蝕更加容易。不同金屬的內(nèi)部構(gòu)造也不同，采用內(nèi)部晶粒小，排列緊密的金屬要比晶粒大，排列疏松的金屬的耐腐蝕能力強(qiáng)。內(nèi)部原因?qū)е碌母g與周邊的環(huán)境介質(zhì)是否具有腐蝕性無關(guān)。

2.2 腐蝕的外部原因

腐蝕的外部原因指的是由于外部環(huán)境介質(zhì)的原因?qū)е略O(shè)備腐蝕。主要表現(xiàn)在：①機(jī)械設(shè)備接觸的環(huán)境介質(zhì)具有很強(qiáng)的腐蝕性，能夠與金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕設(shè)備。例如化工生產(chǎn)中常用的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液產(chǎn)生的腐蝕。②一定工作環(huán)境下的腐蝕，很多情況下需要達(dá)到一定的溫度溶液才會與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者電化學(xué)反應(yīng)。溫度的高低和接觸面積的大小還會影響腐蝕的速度。外部的環(huán)境涉及化工溶液的成分，濃度以及生產(chǎn)過程中的溫度，這些都可以作為防腐的控制指標(biāo)，相對內(nèi)部原因，更容易控制。

3 化工機(jī)械防腐措施

化工機(jī)械在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生腐蝕，會帶來巨大的危害，因此在生產(chǎn)過程中必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制，避免由于機(jī)械設(shè)備腐蝕帶來的經(jīng)濟(jì)損失和生產(chǎn)事故。采取的措施可以分為以下幾個(gè)方面：機(jī)械材料的選擇、結(jié)構(gòu)工藝的選擇、化學(xué)防腐控制、物理防腐控制、防腐意識和防腐監(jiān)督。

3.1 機(jī)械材料的選擇

在化工企業(yè)中，購買化工機(jī)械設(shè)備的費(fèi)用占了生產(chǎn)成本的一大部分，化工機(jī)械設(shè)備腐蝕會導(dǎo)致使用壽命減短，增加成本。在材料選擇過程中，不僅需要考慮到生產(chǎn)工藝的需要，還應(yīng)該考慮腐蝕對實(shí)際使用壽命的影響，根據(jù)綜合成本來選擇。可以根據(jù)以下原則進(jìn)行選擇：在滿足生產(chǎn)需要的條件下，可以優(yōu)先考慮塑料和新型材料代替金屬。當(dāng)高溫、高壓環(huán)境必須選擇金屬材料時(shí)，要結(jié)合設(shè)備的使用環(huán)境，選擇和生產(chǎn)原料不會發(fā)生反應(yīng)的金屬。在進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該避免使用幾種不同的活潑型金屬，這樣容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

3.2 結(jié)構(gòu)工藝的選擇

在化工機(jī)械的生產(chǎn)過程中還應(yīng)進(jìn)行合適的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，不存在凹槽、縫隙、凸端等容易引起局部腐蝕的部位，在結(jié)構(gòu)焊接的時(shí)候也要注意盡可能減少焊點(diǎn)和焊接缺陷，避免形成腐蝕點(diǎn)。

3.3 化學(xué)防腐控制

化學(xué)防腐控制可以根據(jù)腐蝕類型的不同采用不同的方法。腐蝕可以分為干腐蝕和濕腐蝕。對于濕腐蝕，可以采用外加電源的方法來預(yù)防腐蝕。具體方法如下：在使用過程中，將電源的負(fù)極與金屬設(shè)備連接，金屬設(shè)備本身成為陰極，因此可以避免發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)失去電子，損壞機(jī)械設(shè)備。但是當(dāng)金屬設(shè)備本身就有電源正極的情況下，則需要用碳棒或者是極惰性金屬，減小腐蝕。還可以利用原電池的方法對特定材料的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行抗腐蝕保護(hù)。例如：在大型的化工機(jī)械設(shè)備或者是船只上，可以在設(shè)備與溶液的接觸位置綁一個(gè)活潑性比材料金屬更強(qiáng)的金屬，這樣主要為綁的金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕，保護(hù)了機(jī)械設(shè)備金屬。對于干腐蝕，則往往需要采取物理防腐措施。

3.4 物理防腐控制

物理防腐控制的主要方法為涂層處理。根據(jù)涂層原料的不同可以分為：①涂漆：在機(jī)械設(shè)備表面通過涂漆來達(dá)到防腐蝕的效果。使用最廣泛的多為油料涂漆。在涂漆的過程中必須嚴(yán)格要求刷漆均勻覆蓋金屬面，還應(yīng)該對油漆的老化和防銹能力進(jìn)行考慮。②用耐腐蝕的金屬覆蓋金屬表面。在覆蓋時(shí)必須保證涂層與金屬表面有效粘結(jié)，防止脫落?？梢圆捎茫喝讣包c(diǎn)焊襯里、帶狀襯里焊接、金屬復(fù)合法。用這種方法防腐蝕的效果比涂漆的效果更佳，同時(shí)由于表面覆蓋的是金屬，因此使用壽命更長。但不足之處是該方法對操作工業(yè)要求較高，具有較高的成本。

3.5 防腐意識和防腐監(jiān)督

在化工企業(yè)進(jìn)行防腐工作時(shí)，必須要提高員工的防腐蝕意識，并對設(shè)備的腐蝕情況進(jìn)行觀察。在防腐措施中，需要對原料溶液的濃度和溫度進(jìn)行控制的應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，在進(jìn)行防腐措施時(shí)也應(yīng)該按照具體的要求去執(zhí)行，確保防腐措施有效進(jìn)行。還應(yīng)該加強(qiáng)對設(shè)備防腐的監(jiān)督，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備腐蝕問題，應(yīng)該及時(shí)采取對應(yīng)措施，避免腐蝕溶液滲出，甚至引起爆炸，危及員工生命安全。

4 總結(jié)

做好化工機(jī)械設(shè)備防腐工作應(yīng)該引起每個(gè)化工企業(yè)的重視，對于不同的化工機(jī)械設(shè)備應(yīng)該根據(jù)其實(shí)際使用用途和可能存在的腐蝕現(xiàn)象，對應(yīng)的采取防腐措施。有效的采取防腐蝕措施，能減少設(shè)備腐蝕，節(jié)約成本，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)收益，也能為員工安全生產(chǎn)提供保障。

[1]胡 冰，劉 鑫.化工設(shè)備的防腐控制措施[J].當(dāng)代化工，2014，6：1032～1034.

[2]張晶瑩.淺析化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因及防腐措施[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2012，3：48～50.

TQ050.9

A

1004-7344（2016）15-0248-02

2016-5-10