化工機械的腐蝕機理與防護措施研究

衛(wèi) 兵

（南京博納能源環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇南京 211500）

化工機械的腐蝕機理與防護措施研究

衛(wèi) 兵

（南京博納能源環(huán)保科技有限公司，江蘇南京 211500）

化工機械是化工生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障，而化工行業(yè)的工作環(huán)境，決定了機械設備的腐蝕無處不在。在化工生產(chǎn)中，要充分了解化工機械發(fā)生腐蝕的原因和機理，進而采取相應的防腐蝕措施，以減少腐蝕對機械設備帶來的損害。通過分析腐蝕發(fā)生的原因、機理及防腐蝕措施，探究提升化工機械防腐能力的方法。

化工機械；腐蝕；機理；防護

腐蝕是物體材料與外界環(huán)境之間發(fā)生化學或電化學反應而導致材料變質(zhì)或功能遭到破壞。腐蝕會造成大量材料因過早變質(zhì)而失效，造成資源大量浪費和能源損耗?；ば袠I(yè)存在著大量腐蝕性介質(zhì)如酸、堿、鹽和有機溶劑等，極易引起化工機械設備的腐蝕，機械設備被腐蝕對外形及性能等方面產(chǎn)生負面影響，給化工企業(yè)帶來嚴重的損失。因此應加強對化工機械的防腐保養(yǎng)，研究化工機械腐蝕的機理，采取相應防腐措施以提高化工機械防腐能力。

1 腐蝕的原因、種類

化工行業(yè)的機械設備通常處于高溫高壓、或酸或堿的環(huán)境下，在這種情況下機械本身的金屬材料易與環(huán)境中的酸、堿、鹽等化學物質(zhì)發(fā)生化學反應，從而導致腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生引起化工機械的損壞。腐蝕通常發(fā)生在外界化學物質(zhì)與機械接觸的一面，由外而內(nèi)，逐步延伸。由于化工機械表面通常與外界直接接觸，因此易與外界環(huán)境發(fā)生物理或化學反應，如在潮濕、高溫高壓、酸性或堿性的環(huán)境里[1]。而在機械設備內(nèi)部，也可能因受到化學物質(zhì)的沾染而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，如化工儲罐很容易在罐體內(nèi)部腐蝕而發(fā)生泄露事故。

機械設備易因受到一些因素如電解質(zhì)和電極作用、濕度和溫度等影響而發(fā)生腐蝕。另外在機械設備通電的情況下，也易發(fā)生電化學反應而引發(fā)腐蝕，這就是電化學腐蝕。金屬具有化學活性，易于受環(huán)境介質(zhì)影響發(fā)生腐蝕。金屬腐蝕涉及面廣，機理復雜，其分類方法見表1。

表1 金屬腐蝕的分類方法

2 化工機械腐蝕機理研究

2.1 電化學腐蝕機理

金屬與環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生一個陽極反應和一個陰極反應，即在金屬內(nèi)部形成一個電子回路。以金屬為陽極，以環(huán)境介質(zhì)為陰極，通過金屬陽極的離子化，即可發(fā)生腐蝕。

2.2 大氣腐蝕機理

污染較重的區(qū)域，空氣中含有大量SO2、CO2及硫化物等氣體或粉塵，與水反應形成無機酸，并與鐵等金屬物體發(fā)生化學反應，從而導致金屬物體的腐蝕。如鋼鐵極易被空氣中的SO2腐蝕而遭到破壞。

3 化工機械防腐措施

3.1 電化學防腐

要減輕金屬腐蝕則可讓金屬設備成為原電池的陰極。一種是可通過外加電流的方式，使要被保護的金屬成為陰極，而另外一極則為陽極，從而使得陰極金屬被保護免遭腐蝕，這種稱之為外加電流法。另一種方法則是使需被保護的金屬電勢較低，作為陰極，而另一金屬的電勢較高，作為陽極，從而使陰極下的金屬免遭腐蝕，這種方法稱為犧牲陽極保護法。在實踐中電化學保護法比較常用于海水、河水或土壤中金屬設備的防腐[2]。目前我國常用的犧牲陽極材料有鎂陽極、鋅陽極和鋁陽極等。

3.2 機械設備防腐管理

加強機械設備管理，生產(chǎn)過程中防止對機械設備損傷，因損傷部位易形成原電池反應，引起機械表面金屬的腐蝕。另外須做好機械設備的防腐管理工作，對于不同材質(zhì)的機械設備，結(jié)合所處環(huán)境因素采用不同的防腐管理。如金屬機械在潮濕的環(huán)境中運行，易發(fā)生化學反應而產(chǎn)生腐蝕，應針對潮濕環(huán)境采取相應措施，如減少潮濕，對機械進行防潮防腐保養(yǎng)等方法。

3.3 做好機械設備選購

對于化工機械設備采購，既要根據(jù)化工工藝和安裝尺寸等選擇合適型號，同時還應結(jié)合企業(yè)經(jīng)濟實力，另外必須認真了解機械設備的參數(shù)性能。結(jié)合機械設備安裝后的生產(chǎn)環(huán)境條件，選擇化學性能或耐腐蝕性能夠適應生產(chǎn)環(huán)境要求的化工機械。且在機械設備安裝好后必須做好防腐，增強化工機械的防腐性能。如可將化工機械與外界介質(zhì)直接接觸的金屬表面涂上防腐材料，避免機械金屬表面與外界介質(zhì)的化學反應而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

3.4 開發(fā)和應用耐腐蝕材料

僅靠防腐很難完全避免腐蝕，在化工實踐中對新的耐腐蝕材料進行開發(fā)和應用也很重要，可減少腐蝕的損失達30%以上。目前已開發(fā)出高性能耐蝕合金材料，如304、316型等通用不銹鋼、奧氏體不銹鋼（20號合金）和鈦、鈦合金及鋯材等三個檔次的耐蝕合金。同時耐蝕非金屬材料的應用也很廣泛，可用于制作整體化工設備，主要材料為塑料、石墨和陶瓷等。另外耐蝕非金屬材料還可用作耐蝕襯里層。

3.5 表面防腐蝕

對與化工機械的腐蝕現(xiàn)象，可采用表面防腐蝕技術(shù)進行防護。在實踐中，通常對化工機械采用耐蝕涂料涂刷，使化工機械與外界介質(zhì)隔離，從而避免發(fā)生化學反應引起腐蝕。在化工實踐中，耐蝕涂料的應用很廣泛，常被用于化工裝置、化工儲罐的內(nèi)外壁以及輸油輸氣管道等。

4 結(jié)束語

化工產(chǎn)品對人們的生產(chǎn)和生活具有非常重要的作用，而在化工生產(chǎn)中機械設備的腐蝕無處不在，給企業(yè)帶來損失的同時，給環(huán)境也帶來不小的影響，因此須做好化工機械的防腐工作。要充分了解化工機械發(fā)生腐蝕的原因和機理，采取相應的防腐蝕措施，以減少腐蝕對機械設備帶來的損害，實現(xiàn)機械設備的正常運行。

[1] 陳棋坤.提高化工機械防腐能力的方法分析[J].化工管理，2016，（9）：183-184.

[2] 陳霞.提高化工機械防腐能力的探討[J].廣東化工，2009，（6）：205-206.

Corrosion Mechanism and Protective Measures of Chemical Machinery

Wei Bing

Chemical machinery is the basis of chemical production protection，and the chemical industry’s working environment，determines the corrosion of mechanical equipment everywhere.In the chemical production，to fully understand the chemical machinery corrosion causes and mechanisms，and then take the appropriate anti-corrosion method to reduce the corrosion of mechanical equipment damage.In this paper，by analyzing the causes of corrosion，mechanism and anti-corrosion measures to explore ways to enhance the corrosion resistance of chemical machinery.

chemical machinery；corrosion；mechanism；protection

TS206

：B

：1003–6490（2017）04–0149–02

2017–04–06

王愛國（1971—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事機采管理工作。

收稿日期：2017–04–02

作者簡介： 馮巧珍（1988—），女，重慶人，技術(shù)員，主要從事氣藏動態(tài)分析工作。

收稿日期：2017–04–05

作者簡介： 衛(wèi)兵（1966—），男，安徽蚌埠人，工程師，主要從事化工環(huán)保類機械研究。