提高化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕能力探討

時(shí)義

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠，新疆 克拉瑪依 833699）

對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備在使用階段出現(xiàn)的各種腐蝕現(xiàn)象，要求企業(yè)管理人員以及操作人員等給予高度重視，樹(shù)立“泄漏即事故”的理念，并且做出有效的防腐措施，進(jìn)而保證化工機(jī)械的使用壽命能夠延長(zhǎng)，有效預(yù)防發(fā)生機(jī)械設(shè)備泄漏，預(yù)防因?yàn)楦g出現(xiàn)泄漏時(shí)導(dǎo)致污染環(huán)境、著火、爆炸等事故，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)受到損失。

1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的種類

從化學(xué)角度分析，腐蝕主要的劃分類別有化學(xué)腐蝕以及物理腐蝕兩種?；瘜W(xué)腐蝕指的是由于部分具有較強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，也有因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備本身使用的材料的問(wèn)題，如鋼鐵等物質(zhì)因?yàn)檠趸瘜?dǎo)致的腐蝕。另外，物理腐蝕最大的特點(diǎn)在于腐蝕的過(guò)程中并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，機(jī)械設(shè)備卻發(fā)生了被破壞的現(xiàn)象。此類腐蝕比較常見(jiàn)的是在高溫作業(yè)下的化工機(jī)械設(shè)備。比如鐵，熔點(diǎn)是1535℃，對(duì)于很多使用鐵作為基礎(chǔ)物質(zhì)打造的化工機(jī)械設(shè)備，當(dāng)遇到溫度超過(guò)1535℃的情況下，將會(huì)發(fā)生熔化現(xiàn)象，機(jī)械設(shè)備的組織結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生破壞，這是比較常見(jiàn)的物理腐蝕。相比物理腐蝕，發(fā)生化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象更為常見(jiàn)，尤其是化工生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象十分常見(jiàn)，主要原因在于化工生產(chǎn)通常需要非常多的化學(xué)物質(zhì)共同參與，而且需要在高溫高壓的環(huán)境下發(fā)生?；C(jī)械設(shè)備發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象更為常見(jiàn)，以至于發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。比較常見(jiàn)的化工機(jī)械設(shè)備化學(xué)腐蝕有兩種，其中一種是局部腐蝕。這也是化工機(jī)械設(shè)備最為常見(jiàn)的一種化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，最大的特點(diǎn)在于腐蝕現(xiàn)象只集中于某些局部位置，部分位置發(fā)生腐蝕而其他部位沒(méi)有；還有一種就是均衡腐蝕。此種腐蝕通常發(fā)生在金屬完全浸泡在某種特殊的溶液或者是在腐蝕性氣體當(dāng)中，以至于整個(gè)金屬都發(fā)生了明顯的腐蝕現(xiàn)象。此類腐蝕最大的特點(diǎn)在于腐蝕速率往往是用線性函數(shù)來(lái)表示，而且速度極快。

2 化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕原因

2.1 外在原因

從整體來(lái)看，化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生外在腐蝕的核心因素是進(jìn)行化工產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用階段極易發(fā)生接觸各種不同性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)化工機(jī)械設(shè)備接觸這些物質(zhì)的時(shí)候，將容易發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。此外，隨著介質(zhì)的溫度越來(lái)越高，機(jī)械設(shè)備所處的生產(chǎn)環(huán)境壓力也在持續(xù)上升，以至于腐蝕的速度也在持續(xù)加大。

2.2 內(nèi)在原因

第一，機(jī)械設(shè)備本身具備較差的防腐能力。因?yàn)闄C(jī)械本身存在質(zhì)量問(wèn)題，很多機(jī)械設(shè)備在未出廠時(shí)并未做好有效的防腐蝕處理，比如鍍層過(guò)薄的情況，有的機(jī)械設(shè)備根本不鍍防腐介質(zhì)，所鍍防腐金屬質(zhì)量較差等諸多原因都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備極易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。一旦發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，必然會(huì)對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的使用性能帶來(lái)極大的影響，而且存在一定的安全隱患。第二，機(jī)械設(shè)備使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后因?yàn)殚L(zhǎng)期接觸外部物質(zhì)，而且外部物質(zhì)種類較多也將會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備帶來(lái)一定的腐蝕性。很多化工機(jī)械設(shè)備在平時(shí)使用時(shí)因?yàn)轶w量較大，再加上內(nèi)部零件非常多，面臨著清洗困難的問(wèn)題。以至于機(jī)械設(shè)備需要經(jīng)過(guò)多種不同類型的化學(xué)反應(yīng)，而且在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)接觸多種不同類型的物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)于設(shè)備材料都會(huì)產(chǎn)生明顯的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象十分常見(jiàn)。較為明顯的是溶液類物質(zhì)腐蝕更為復(fù)雜，因?yàn)槠渚|(zhì)性以及流動(dòng)性，導(dǎo)致容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且清理起來(lái)也是非常困難的，這些都會(huì)加重設(shè)備腐蝕的概率。另外，不同物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也十分常見(jiàn)，這些生成物都會(huì)加重化工機(jī)械設(shè)備被腐蝕的現(xiàn)象。第三，化工機(jī)械設(shè)備零部件帶來(lái)的影響。因?yàn)榛C(jī)械設(shè)備囊括了諸多零部件，安裝工藝非常復(fù)雜，發(fā)生腐蝕的概率也很高，假如不及時(shí)做出防腐蝕處理極易發(fā)生大規(guī)模的腐蝕情況，進(jìn)而破壞機(jī)械設(shè)備的外部保護(hù)層，發(fā)生非常嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。

3 提高化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕能力對(duì)策

3.1 選用防腐性強(qiáng)的材料

在制作化工機(jī)械設(shè)備過(guò)程中，要盡可能地選用一些具備較強(qiáng)防腐蝕性的材料，而且需要在保證機(jī)械設(shè)備功能不會(huì)受到外界影響的狀況下，選用塑料材料；此外，要把機(jī)械設(shè)備具體的工作年限考慮進(jìn)去，還要對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行環(huán)境做出綜合考慮，并且選用對(duì)應(yīng)的有效的金屬材料，降低發(fā)生腐蝕的可能性。

3.2 采取科學(xué)手段隔絕導(dǎo)致腐蝕的接觸物

針對(duì)很多本身存在極強(qiáng)被腐蝕性的化工設(shè)備需要做好有效隔離，而且對(duì)于帶有較強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)也應(yīng)當(dāng)減少其接觸化工機(jī)械設(shè)備的可能性，比如，常用的手段是物理隔離法。比如，可以在化工機(jī)械設(shè)備的表面涂抹油漆，采取對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行堿性防腐鍍層的方式能夠有效避免機(jī)械設(shè)備和帶有腐蝕介質(zhì)之間進(jìn)行接觸。然而在具體處理前，需要做到詳細(xì)了解這一設(shè)備的化學(xué)組成成分、應(yīng)用情況以及物理性質(zhì)，有效防止因?yàn)橛推峄蛘呤清儗游镔|(zhì)選取不正確發(fā)生機(jī)械設(shè)備被腐蝕的可能。

3.3 設(shè)備的腐蝕余量

鑒于化工機(jī)械設(shè)備在平時(shí)的使用過(guò)程中難以避免的因各種因素導(dǎo)致被腐蝕的狀況，建議在設(shè)計(jì)設(shè)備工作強(qiáng)度的過(guò)程中預(yù)留一定余量。其中，預(yù)留的目的在于機(jī)械設(shè)備本身其外部就包含了防腐蝕材料以及涂層，然而，這只是針對(duì)普通運(yùn)作環(huán)境。針對(duì)化工企業(yè)此類較為特殊的生產(chǎn)環(huán)境而言，需要在設(shè)計(jì)設(shè)備的過(guò)程中預(yù)留較多余量達(dá)到抗腐蝕的目的，這也是有效提升化工機(jī)械設(shè)備使用壽命十分重要和有效的目的之一。

3.4 注意設(shè)計(jì)工藝的優(yōu)化實(shí)施

加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備防腐工作至關(guān)重要，其中十分重要的一種辦法就是強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工藝，簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)形象，進(jìn)一步避免死角的情況存在。在設(shè)計(jì)制造階段，也應(yīng)當(dāng)降低細(xì)縫處存在質(zhì)量問(wèn)題的可能性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中切不可發(fā)生向上的容器狀凹處，能夠避免由于殘余水分滯留在設(shè)備上方導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)注意化工機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)要把排水孔考慮在內(nèi)，切實(shí)保證設(shè)備表面能夠處于干燥狀態(tài)。此外，還要特別重視焊接工藝的應(yīng)用，保證焊接工藝的科學(xué)性，在進(jìn)行焊接時(shí)，要保證做到連續(xù)焊接，切不可發(fā)生焊接缺陷以及應(yīng)力集中的現(xiàn)象發(fā)生。

3.4.1 結(jié)構(gòu)和工藝的防腐設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)能夠有助于提升其防腐能力，假如設(shè)備存在整體形狀冗余或者是整體構(gòu)造太過(guò)復(fù)雜的情況，必然會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的積液、積塵以及設(shè)備表面出現(xiàn)涂層破壞的情況等。所以，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，更應(yīng)該考慮的是設(shè)備的防腐能力。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中將防腐因素囊括其中，主要應(yīng)遵循下面幾個(gè)基本原則：其一，設(shè)備的整體形狀不應(yīng)該過(guò)于復(fù)雜，盡量使用相同的材料進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)，有效避免因?yàn)椴牧戏N類過(guò)多導(dǎo)致不同的化學(xué)元素之間出現(xiàn)相互腐蝕的現(xiàn)象；其二，在構(gòu)造上應(yīng)當(dāng)少留縫隙，能夠有效預(yù)防設(shè)備表層出現(xiàn)劃痕的情況，更有利于對(duì)設(shè)備進(jìn)行后期清洗以及維護(hù)。其三，設(shè)備制造過(guò)程中，焊接人員應(yīng)當(dāng)盡可能地減少或者是消除內(nèi)應(yīng)力以及應(yīng)力過(guò)于集中的問(wèn)題，有效避免存在焊接缺陷。

3.4.2 強(qiáng)度的防腐設(shè)計(jì)

因?yàn)榛挝粌?nèi)使用的各種機(jī)械設(shè)備所處的工作環(huán)境存在非常多的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，所以針對(duì)機(jī)械設(shè)備本身的強(qiáng)度更應(yīng)該提出非常高的要求。因此，在進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要滿足設(shè)備本身所需的運(yùn)行強(qiáng)度，更需要預(yù)留一定的腐蝕余量，能夠適應(yīng)在后期的運(yùn)行階段因?yàn)榘l(fā)生腐蝕給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)的破壞。

3.5 增加防腐涂料層

針對(duì)很多選用的化工機(jī)械設(shè)備材料使用了防腐性較差材料的情況，特別是熱交換器，必須通過(guò)增加防腐涂料層的辦法增強(qiáng)其防腐蝕性。為了有效防止腐蝕介質(zhì)接觸到化工機(jī)械設(shè)備金屬表面，需要進(jìn)一步增強(qiáng)換熱器的防腐性，應(yīng)當(dāng)在金屬表層涂抹保護(hù)層，比較常用的一些防腐材料主要有防溶劑涂料以及高溫涂料，需要對(duì)化工機(jī)械設(shè)備做二次防腐蝕處理，此外，還應(yīng)當(dāng)做好重防腐以及放油處理。較為常用的一些防腐漆料如鄰苯二甲酸樹(shù)脂，在具體的選擇涂漆和應(yīng)用過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)充分重視化工機(jī)械設(shè)備的使用條件以及使用環(huán)境，全面提升化工機(jī)械設(shè)備的防腐質(zhì)量，降低設(shè)備被腐蝕的可能性。

采用必要的科學(xué)的化學(xué)方法有效控制機(jī)械設(shè)備發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，具體包含了犧牲陽(yáng)極法以及外加電流法。其中，犧牲陽(yáng)極法指的是比設(shè)備金屬電極電勢(shì)更低的合金或者是金屬當(dāng)作電池陽(yáng)極，并且將其固定到機(jī)械設(shè)備表面，進(jìn)而形成一個(gè)腐蝕電池的作用，此時(shí)機(jī)械設(shè)備則成了電池陰極，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)。比如，可以在鐵制設(shè)備表面聯(lián)結(jié)鋅。由于陽(yáng)極鋅的溶解能夠取代原來(lái)機(jī)械設(shè)備當(dāng)中鐵的腐蝕溶解，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的保護(hù)設(shè)備的目的。比較常見(jiàn)的犧牲陽(yáng)極法的應(yīng)用材料主要有鋅、鋁以及鋁合金等，并且已經(jīng)在我國(guó)化工企業(yè)中獲得了十分廣泛的應(yīng)用，比如，應(yīng)用到對(duì)地下管道、化工裝置、鍋爐以及油罐等進(jìn)行防護(hù)，都獲得了良好的效果。

3.6 使用要正確

要想正確地操作一臺(tái)設(shè)備，要熟悉其結(jié)構(gòu)和工作原理，另外還需要了解介質(zhì)、設(shè)計(jì)（操作）溫度、壓力等工藝數(shù)據(jù)。根據(jù)這些參數(shù)并結(jié)合設(shè)備操作維護(hù)手冊(cè)，制定可行的操作方案。

對(duì)于壓力設(shè)備，升降壓過(guò)程要緩慢，平穩(wěn)操作，防止沖擊加快腐蝕。對(duì)于高溫設(shè)備，升降溫過(guò)程緩慢，一般不大于30℃/h，并且每隔一定溫度進(jìn)行一次恒溫操作，過(guò)高的升降溫速度，可能造成設(shè)備局部過(guò)熱、膨脹不均勻，對(duì)于低溫設(shè)備，升降溫過(guò)程也應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止局部溫差過(guò)大而損壞設(shè)備。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度，做到不超溫、超壓、超速、超負(fù)荷。

4 結(jié)語(yǔ)

化工機(jī)械設(shè)備在平時(shí)使用過(guò)程中常常會(huì)因?yàn)橥饨绺鞣N因素的影響以及內(nèi)部工藝流程，再加上使用操作不當(dāng)?shù)榷紩?huì)在很大程度上對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的使用帶來(lái)巨大的腐蝕等方面的影響，而降低化工機(jī)械設(shè)備的使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)腐蝕泄漏，引起環(huán)境污染、著火、爆炸、人員窒息、傷亡等安全環(huán)保等影響。所以，為了有效提升化工機(jī)械設(shè)備的防腐能力，有效地做好防腐工作，需要結(jié)合必要的物理以及化學(xué)手段，并通過(guò)嚴(yán)細(xì)管理, 盡可能地避免化工機(jī)械設(shè)備發(fā)生被腐蝕的現(xiàn)象，這對(duì)于促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展將起到巨大的促進(jìn)作用，同時(shí)也會(huì)為我國(guó)化工技術(shù)的提升和發(fā)展帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)的重要舉措。