化工機(jī)械材料的腐蝕分析及防腐蝕研究

徐鈺峰，薛 霞

（內(nèi)蒙古鄂爾多斯市中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

化工產(chǎn)業(yè)具有極為特殊的生產(chǎn)性質(zhì)，這導(dǎo)致很多化工機(jī)械材料必須在部分特殊環(huán)境中才能工作，這些特殊環(huán)境有濕、溫度和一些容易產(chǎn)生腐蝕性的物質(zhì)。在不斷地對(duì)化工機(jī)械進(jìn)行使用的過程當(dāng)中，機(jī)械材料會(huì)出現(xiàn)不同程度地遭到腐蝕的現(xiàn)象，所以從這一點(diǎn)上來說，有效地保障化工機(jī)械材料不遭到腐蝕同時(shí)更加深入的保證化工機(jī)械材料能夠得到有效的養(yǎng)護(hù)是非常重要的。而且這也能夠讓化工企業(yè)在生產(chǎn)安全和穩(wěn)定兩大方面都得到間接提升。

1 化工機(jī)械材料的腐蝕類型

1.1 應(yīng)力腐蝕

這種樸實(shí)類型指的是一些化工機(jī)械材料的表面在外界力量和特定的腐蝕環(huán)境交叉作用下所遭遇到的腐蝕類型。部分化工廠的化工機(jī)械會(huì)經(jīng)常處在含有多種酸性氣體的環(huán)境之中。如果濕度和溫度適宜的話，這些酸性氣體就會(huì)形成弱酸，比如一些生產(chǎn)硫化物的話，工廠就會(huì)在濕度適宜的情況下和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有腐蝕性的弱硫酸硫化鎢，而他們的存在容易讓氫原子更深層次的擴(kuò)散到化工機(jī)械材料內(nèi)部。如果機(jī)械材料表面有孔，溪河間隔等部位，那么空氣中硫化物的存在，就會(huì)讓這些較為薄弱的機(jī)械部件出現(xiàn)質(zhì)變。而這些較為薄弱的機(jī)械部件還容易在自身力運(yùn)動(dòng)的作用下，讓機(jī)器內(nèi)部已經(jīng)被外部硫化物所腐蝕的部件出現(xiàn)斷裂[1]。

1.2 電化學(xué)腐蝕

在使用機(jī)械的過程當(dāng)中產(chǎn)生腐蝕的機(jī)制里面，電化學(xué)機(jī)制是一個(gè)非常重要的機(jī)制，一些化學(xué)工業(yè)工廠在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械耐腐蝕性測(cè)試的時(shí)候，一定要對(duì)電化學(xué)腐蝕進(jìn)行特別防范。必須要能夠充分的對(duì)電化學(xué)腐蝕的原理進(jìn)行有效理解。所謂電化學(xué)腐蝕，指的是機(jī)械與外部環(huán)境相對(duì)應(yīng)的媒介，在進(jìn)行接觸之后，產(chǎn)生了電子陽極或陰極的反應(yīng)，這就導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。具體來說，電化學(xué)腐蝕是作為外部環(huán)境和介質(zhì)之間的化學(xué)，金屬，機(jī)械材料，遭遇到陽極和離子化反應(yīng)之后所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

1.3 縫隙腐蝕

中腐蝕類型指的是在化工機(jī)械材料表面的縫隙處，或者是其他較為隱蔽的區(qū)域內(nèi)所發(fā)生的局部腐蝕狀態(tài)?？p隙腐蝕是各類機(jī)械腐蝕一行中最為常見的一種，這是因?yàn)榛C(jī)械上有很多焊接和螺栓處，而這些地方不可避免的會(huì)出現(xiàn)狹窄縫隙，從而導(dǎo)致縫隙腐蝕。一般來說，基本上所有的酸性和中性環(huán)境都會(huì)對(duì)化工機(jī)械的材料表面造成縫隙腐蝕[2]。

2 化工機(jī)械材料的腐蝕原因分析

2.1 內(nèi)在原因

部分化工企業(yè)在選用化工機(jī)械材料的時(shí)候，他本身的抗腐蝕能力就比較差。加上當(dāng)前的部分化工機(jī)械材料往往是由各種不同的金屬材料部件所構(gòu)成，而這些金屬材料的不相同，也對(duì)化工機(jī)械材料性能產(chǎn)生了比較大的影響。還說一個(gè)金屬材料在晶體密度方面如果越大，那么它的抗腐蝕能力也就越強(qiáng)，所以很多化工企業(yè)在購置機(jī)械材料的時(shí)候，都會(huì)選擇高密度的金屬材料來進(jìn)行材料的制造。第二點(diǎn)是環(huán)境當(dāng)中腐蝕性或溶液和氣體的存在。很多化工廠在進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)的時(shí)候，會(huì)用到各種酸堿性溶液，而這些腐蝕性溶液長時(shí)間接觸化工材料，也容易對(duì)化工機(jī)械材料自身材料產(chǎn)生不同程度的腐蝕效果。尤其是濃硫酸和各類強(qiáng)堿溶液，都會(huì)對(duì)化工機(jī)械材料造成腐蝕方面的影響，雖然部分化工機(jī)械材料自身擁有較為恒定的抗腐蝕設(shè)計(jì)，但是長期與腐蝕液體接觸，這種抗腐蝕設(shè)計(jì)的能力也會(huì)受到削弱[3]。

2.2 外在原因

外部環(huán)境的影響同樣會(huì)導(dǎo)致化工機(jī)械材料出現(xiàn)各種不同類型和不同程度的受腐蝕問題。很多化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，肯定要用到大量的化工原材料。這一部分化工原材料里面有很多的化工材料已高腐蝕性為主，而在產(chǎn)品的正式使用和生產(chǎn)過程當(dāng)中，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿以及各類金屬鹽溶液都要成為反映物質(zhì)，那么這些反應(yīng)物質(zhì)混雜在空氣中，或者是比化工機(jī)械材料產(chǎn)生接觸的時(shí)候。所產(chǎn)生的腐蝕問題就會(huì)更加明顯。一般來說，如果所使用的化學(xué)材料為靜態(tài)材料，那么產(chǎn)生腐蝕的程度也許會(huì)比較小可是在部分化工工作當(dāng)中，機(jī)械材料性質(zhì)肯定會(huì)出現(xiàn)變化，這就在一定程度上給了化工材料腐蝕程度增強(qiáng)的機(jī)會(huì)。在各類環(huán)境和反應(yīng)壓力之下，化工材料內(nèi)部的反應(yīng)介質(zhì)會(huì)和外部的反應(yīng)介質(zhì)產(chǎn)生相互作用，最終導(dǎo)致機(jī)械腐蝕問題更加嚴(yán)重[4]。

3 防止化工機(jī)械材料腐蝕的措施

3.1 表面防護(hù)處理

針對(duì)化工機(jī)械材料的腐蝕措施最為重要的一點(diǎn)一定是要做好對(duì)化工機(jī)械材料表面的防護(hù)處理。這些處理方法主要有電鍍和熱鍍以及化學(xué)鍍層等。通過把能夠抗腐蝕的涂層材料有效而均勻的油墨并覆蓋在經(jīng)過處理的化學(xué)機(jī)械材料表面，可以在化學(xué)，機(jī)械材料的兩個(gè)月的產(chǎn)生一層。厚度恒定且密度較強(qiáng)的有機(jī)或無機(jī)涂層，這種涂層能夠隔絕機(jī)械材料表面與腐蝕環(huán)境的接觸。有效阻礙腐蝕過程的產(chǎn)生以及發(fā)展，而化學(xué)鍍是在沒有通過外加電流的情況下，用在化還原反應(yīng)你在一部分具有催化活性的機(jī)械金屬表面獲取純金屬鍍層或者是合金鍍層，并且把這兩類鍍層作為機(jī)械的保護(hù)層。而熱鍍則是通過運(yùn)用助鍍劑來有效地對(duì)機(jī)械表面進(jìn)行濕潤，然后再讓機(jī)械表面的金屬材料和機(jī)體產(chǎn)生反應(yīng)，并且發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，這樣一來可以讓附著性較好的合金層作為機(jī)械的防腐蝕保護(hù)層，從而有效減輕機(jī)械層表面所受到的腐蝕程度[5]。

3.2 選擇合適的制造材料

我國的化學(xué)工業(yè)發(fā)展如火如荼，這導(dǎo)致我國每一年各地都會(huì)產(chǎn)生大量的因?yàn)楦g及其嚴(yán)重而無法使用的化工材料。而十分麻煩的是，這些報(bào)廢的化工材料是因?yàn)樽陨硭獾降母g程度較為嚴(yán)重，導(dǎo)致其自身材料不能被切割下來進(jìn)行回收利用。這你與此同時(shí)，很多化工企業(yè)所廢棄的遭遇，腐蝕嚴(yán)重的機(jī)械材料，會(huì)產(chǎn)生不少重金屬污染其所在區(qū)域的土地資源和水資源，進(jìn)而間接影響當(dāng)?shù)鼐用裆眢w健康。所以在進(jìn)行化工機(jī)械材料生產(chǎn)以及使用的過程當(dāng)中，就必須要嚴(yán)格的選擇化工材料。為有效減少腐蝕問題發(fā)生，一定要能夠在化工材料生產(chǎn)的過程當(dāng)中選擇對(duì)環(huán)境污染較小，而且能夠保證化工材料可以正常使用的材料。當(dāng)然這種選擇要建立在企業(yè)的允許范圍之內(nèi)[6]。選擇這類材料的目的是因?yàn)樗麄兡軌蛟谝欢ǔ潭壬细俚膶?duì)自然環(huán)境產(chǎn)生危害，而且在進(jìn)行處理的時(shí)候，這一類材料處理方式比較簡單，而且還可以避免金屬材料乃至金屬資源的浪費(fèi)，如果必須要用金屬材料進(jìn)行化工材料生產(chǎn)。一定要考慮這種材料本身對(duì)材料特性有何需求，并且考慮材料的使用年限以及材料可能會(huì)在哪些方面受到腐蝕，從而最大程度的為占地材料腐蝕所可能出現(xiàn)的污染浪費(fèi)問題做好削減準(zhǔn)備。

3.3 建立健全機(jī)械防腐管理計(jì)劃

化工企業(yè)必須要構(gòu)筑健全而完備的化工材料防腐蝕管理機(jī)制，這在化工材料抗腐蝕工作當(dāng)中是必不可少的一環(huán)。在日常生產(chǎn)工作當(dāng)中，化工生產(chǎn)單位都希望自己的機(jī)械材料不會(huì)因強(qiáng)腐蝕問題而徹底失去運(yùn)作能力。為了達(dá)到這一點(diǎn)，相關(guān)的化工企業(yè)高層管理人員一定要構(gòu)筑起一套完善的機(jī)械材料管理方案，有效提升化工材料防腐蝕性能。具體的做法是，讓化工生產(chǎn)單位內(nèi)部工作人員必須要積極重視對(duì)機(jī)械材料的抗腐蝕管理維護(hù)工作，同時(shí)還必須要求工作人員都能夠擁有對(duì)化工機(jī)械材料的高操作能力，在化工機(jī)械材料經(jīng)歷的持續(xù)不斷的生產(chǎn)過程當(dāng)中，很容易受到各類外部環(huán)境的影響而出現(xiàn)程度不一的腐蝕現(xiàn)象，所以在這個(gè)時(shí)候，就必須要讓相關(guān)管理人員對(duì)自己管轄范圍內(nèi)的機(jī)械材料，性能與情況進(jìn)行充分了解和仔細(xì)分析[7]。在面對(duì)自己所管轄范圍內(nèi)的機(jī)械材料的腐蝕問題的時(shí)候，一定要對(duì)材料使用說明書認(rèn)真了解，并且在結(jié)合工廠內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境的基礎(chǔ)上。找到機(jī)械材料受腐蝕的本原因，然后對(duì)癥下藥，給出有關(guān)防止和減少機(jī)械材料受腐蝕的準(zhǔn)確方案。

在建立健全的機(jī)械防腐蝕管理計(jì)劃方面，還需要將機(jī)械的設(shè)計(jì)以及制造都囊括進(jìn)去，換句話說，對(duì)機(jī)械的防腐蝕管理要從機(jī)械材料的設(shè)計(jì)就開始。在對(duì)化工機(jī)械材料進(jìn)行設(shè)計(jì)以及制造的過程，理念如果出現(xiàn)了不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，那么化工機(jī)械材料容易遭到腐蝕的概率會(huì)大大提升[8]?；C(jī)械材料容易因?yàn)楦g而叫快，報(bào)廢的概率也會(huì)大大提升，所以要想有效地對(duì)化工機(jī)械材料抗腐蝕能力進(jìn)行加強(qiáng)，一定要從化工機(jī)械的設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)就開始把關(guān)，采用科學(xué)設(shè)計(jì)和制作工藝，保證化工機(jī)械材料自身就具有一定的抗腐蝕性能。

4 結(jié)語

化工機(jī)械材料的抗腐蝕工程是一個(gè)極為系統(tǒng)化的工程。在這個(gè)系統(tǒng)化工程里面，涉及到化工機(jī)械材料的管理是一定要做到的。而從設(shè)計(jì)化工機(jī)械設(shè)備開始，抗腐蝕工程的管理工作就已經(jīng)開始了。設(shè)計(jì)制造上要能夠保證化工機(jī)械材料自身就擁有一定的抗腐蝕性。而以這種材料所構(gòu)筑出的化工機(jī)械設(shè)備，同樣也要在結(jié)構(gòu)方面能夠最大程度的擁有抗腐蝕能力。這樣的話才可以真正保證化工機(jī)械材料不會(huì)受到腐蝕侵?jǐn)_。