淺談化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施

李陽(yáng)

【摘 要】石油化工機(jī)械設(shè)備是石油生產(chǎn)過(guò)程中的核心內(nèi)容，其質(zhì)量與石油企業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，但工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中存在化工機(jī)械使用設(shè)備腐蝕問(wèn)題，其主要體現(xiàn)在機(jī)械性能、機(jī)械可靠性等方面。基于此，論文介紹了化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕類型，研究了化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施。

【Abstract】Petrochemical machinery and equipment is the core content of petroleum production process， its quality is closely related to the production of petroleum enterprises， but there are corrosion problems in the use of chemical machinery and equipment in the process of industrial development， which are mainly reflected in mechanical performance， mechanical reliability and other aspects. Based on this， this paper introduces the corrosion types of chemical machinery and equipment， and studies the anticorrosive design and measures of chemical machinery and equipment.

【關(guān)鍵詞】化工機(jī)械設(shè)備;防腐設(shè)計(jì);防腐措施

【Keywords】 chemical mechanical equipment; anticorrosive design; anticorrosive measures

【中圖分類號(hào)】TQ050.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）03-0179-02

1 引言

在石油化工生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，極易出現(xiàn)化工機(jī)械設(shè)備腐蝕問(wèn)題，造成這一問(wèn)題的主要原因是在化學(xué)反應(yīng)的作用下，使得物體被損耗和損壞，被腐蝕的機(jī)械設(shè)備色澤外形及其性能發(fā)生了一系列改變，這就會(huì)破壞機(jī)械設(shè)備的基本性能，為石油化工企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)不必要的損失。因此，石油化工企業(yè)工作人員需要深入分析機(jī)械設(shè)備的腐蝕機(jī)理，并采取合理的防護(hù)措施，確保機(jī)械設(shè)備具備較強(qiáng)的腐蝕能力，推動(dòng)石油化工企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕類型

2.1 均勻腐蝕

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，石油化工行業(yè)的發(fā)展十分迅速。在石油化工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，石化設(shè)備腐蝕的主要類型是均勻腐蝕，其指的是機(jī)械表面出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題，這種腐蝕不會(huì)影響石油化工企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行，但會(huì)在很大程度上影響機(jī)械的表面光澤和外觀。在機(jī)械制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)腐蝕余量有利于確保機(jī)械使用的穩(wěn)定性，其標(biāo)準(zhǔn)是在一定時(shí)間內(nèi)，腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬材料的腐蝕深度或金屬構(gòu)件的壁厚減薄量。

2.2 局部腐蝕

在石油化工企業(yè)的發(fā)展中，局部腐蝕是主要的腐蝕類型之一，其主要是均勻腐蝕之外的一種腐蝕類型，具體是機(jī)械設(shè)備單獨(dú)發(fā)生的部分，這種腐蝕不會(huì)為石油化工企業(yè)帶來(lái)很大的損失，但這種腐蝕造成的威脅會(huì)勝于均勻腐蝕。與均勻腐蝕不同的是局部腐蝕極易完成監(jiān)測(cè)、預(yù)防控制等工作，局部腐蝕引起的破壞不易被發(fā)現(xiàn)，但局部腐蝕嚴(yán)重的情況下，會(huì)在很大程度上影響設(shè)備運(yùn)行的問(wèn)題性，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)瞬間破壞機(jī)械結(jié)構(gòu)的問(wèn)題引發(fā)意外。

3 化工機(jī)械腐蝕的化學(xué)機(jī)理

3.1 電化學(xué)腐蝕

在化工企業(yè)的發(fā)展中，引發(fā)化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的主要原因是電化學(xué)腐蝕，其本質(zhì)是空氣中的電離子和金屬物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得機(jī)械設(shè)備被腐蝕和損壞。但是，電化學(xué)反應(yīng)的根本原理是陰極和陽(yáng)極的共同作用，一般情況下的陽(yáng)極會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，陰極出現(xiàn)還原反應(yīng)，而電化學(xué)反應(yīng)指的是從金屬單質(zhì)中發(fā)生電離，生成金屬離子，在離子互相轉(zhuǎn)移的情況下實(shí)現(xiàn)平衡。通常情況下，電化學(xué)反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生電流，但這種電流只能夠在反應(yīng)內(nèi)部做功，這就產(chǎn)生了電化學(xué)反應(yīng)，使得設(shè)備的腐蝕速度有所提升。

3.2 工業(yè)大氣腐蝕

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，這就使得空氣中揮發(fā)出了大量的氫氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳和鹽等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)在潮濕環(huán)境中產(chǎn)生無(wú)機(jī)酸，其腐蝕作用極強(qiáng)。除此之外，工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境中極易出現(xiàn)機(jī)械腐蝕問(wèn)題，這種腐蝕的主要原因是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕共同作用。

4 化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)

4.1 材料選擇

在機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展中，企業(yè)主要應(yīng)用的設(shè)備材料是碳素鋼，這種材料需要的成本比較少，易于加工。通常情況下，碳素鋼不易出現(xiàn)腐蝕，其在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，能夠滿足機(jī)械設(shè)備防腐蝕的實(shí)際需求。但是，石油化工行業(yè)的運(yùn)行環(huán)境比較特殊，碳素鋼無(wú)法滿足設(shè)備的防腐蝕的實(shí)際要求，極易造成腐蝕嚴(yán)重問(wèn)題。因此，在石油化工行業(yè)的發(fā)展中，企業(yè)需要將耐腐蝕材料應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中，避免出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題[1]。

4.2 化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)工藝

第一，在設(shè)計(jì)機(jī)械構(gòu)件的過(guò)程中，技術(shù)人員需要確保機(jī)械設(shè)備的簡(jiǎn)單化;第二，避免機(jī)械構(gòu)件出現(xiàn)損壞和傷痕問(wèn)題;第三，在應(yīng)用機(jī)械構(gòu)件材料過(guò)程中，需要使用單一的材料;第四，避免機(jī)械構(gòu)件縫隙問(wèn)題;第五，為了確保機(jī)械構(gòu)件和腐蝕介質(zhì)能夠隔離，技術(shù)人員需要合理地選擇防銹漆和結(jié)構(gòu)形式;第六，避免機(jī)械設(shè)備中存在殘留的水分，這樣就不會(huì)出現(xiàn)容器狀的凹處，在無(wú)法避免的情況下需要設(shè)置排水孔;第七，在焊接機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該確保其不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)力集中問(wèn)題，并應(yīng)用連續(xù)焊接工藝，這樣就不會(huì)在焊接過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力;第八，在焊接過(guò)程中，應(yīng)該減少焊接缺陷問(wèn)題，避免形成新的腐蝕點(diǎn);第九，技術(shù)人員需要合理地設(shè)計(jì)構(gòu)件的連接夾縫。

5 化工機(jī)械設(shè)備的防腐措施

5.1 使用防腐涂料

防腐涂料是一種操作比較簡(jiǎn)便的腐蝕措施，現(xiàn)已被應(yīng)用到化工機(jī)械表面中，其主要是在機(jī)械設(shè)備表面涂抹防腐材料，阻止空氣、水汽進(jìn)入機(jī)械設(shè)備中，有效地解決設(shè)備表面的防腐問(wèn)題。防腐涂料的主要作用是：第一，屏蔽作用。防腐涂料有利于阻隔腐蝕介質(zhì)和化工機(jī)械設(shè)備，這樣就能夠阻斷腐蝕通路，提高化工機(jī)械設(shè)備的電阻。第二，緩蝕作用。特定的顏料能夠在成膜物發(fā)生水反應(yīng)后，對(duì)金屬表面進(jìn)行保護(hù)，延緩腐蝕侵蝕問(wèn)題。第三，陰極保護(hù)作用。與底材金屬電極電位相比，漆膜電極電位比較高，現(xiàn)已被應(yīng)用到腐蝕電池中，其中的漆膜作為犧牲陽(yáng)極而保護(hù)金屬表面。現(xiàn)階段，防腐蝕涂料已在化工領(lǐng)域中得到了一定的應(yīng)用，防腐蝕涂料的主要作用是延緩化工設(shè)備的腐蝕，取得了良好的效果[2]。

5.2 電化學(xué)保護(hù)方法

為了確保石油化工企業(yè)的正常運(yùn)行，技術(shù)人員需要改善金屬物質(zhì)自身的本質(zhì)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)金屬和空氣的有效隔離，應(yīng)用表面處理措施提升抗腐蝕能力。電化學(xué)保護(hù)措施的本質(zhì)是應(yīng)用犧牲金屬陽(yáng)極的方式保護(hù)金屬內(nèi)部的陽(yáng)極，發(fā)揮出較強(qiáng)的防護(hù)作用，其中常用的材料是鋁陽(yáng)極、鎂陽(yáng)極。

5.3 犧牲陽(yáng)極保護(hù)措施

石油化工企業(yè)在應(yīng)用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的過(guò)程中，需要將犧牲陽(yáng)極焊接在機(jī)械設(shè)備中，并應(yīng)用螺栓固定機(jī)械設(shè)備，在固定螺栓的過(guò)程中，技術(shù)人員需要對(duì)陽(yáng)極和金屬進(jìn)行絕緣處理，一般應(yīng)用的隔離材料主要是橡膠墊和尼龍墊，在應(yīng)用陽(yáng)極焊接設(shè)備構(gòu)件的過(guò)程中，需要確保陽(yáng)極和金屬留出相應(yīng)的距離，避免陽(yáng)極和金屬進(jìn)行接觸。在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，應(yīng)用比較廣泛的方法是犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，這種方法主要是保護(hù)化工裝置、地下管道、鍋爐等。

5.4 設(shè)備防腐蝕方法

化工企業(yè)針對(duì)機(jī)械設(shè)備防腐蝕的方法很多，技術(shù)人員需要從金屬自身特質(zhì)的角度進(jìn)行考慮，避免金屬和腐蝕性介質(zhì)直接接觸，并在金屬表面涂抹防腐蝕材料[3]。其中，電化學(xué)保護(hù)法的原理是應(yīng)用電化學(xué)機(jī)理優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的性質(zhì)，這樣金屬設(shè)備會(huì)轉(zhuǎn)化成腐蝕電極中的陰極，對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，常用的方法是外加電流法和犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。其中，外加電流法指的是將需要保護(hù)的金屬作為電池一極，將另一種附加電極作為電池另一極，并將需要保護(hù)的金屬作為陰極，并添加外加電流，保護(hù)陰極的金屬;犧牲陽(yáng)極保護(hù)法指的是將被保護(hù)金屬材質(zhì)相同的金屬作為陽(yáng)極，將其固定到被保護(hù)的金屬中，作為腐蝕電池，被保護(hù)的金屬作為陰極，這種方法具有較強(qiáng)的合理性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)的發(fā)展中，取得了預(yù)期的效果。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，石油化工企業(yè)的工作環(huán)境相對(duì)比較惡劣、復(fù)雜，存在很多腐蝕介質(zhì)。機(jī)械設(shè)備在這種環(huán)境中，其腐蝕速度和腐蝕程度會(huì)不斷提升，為石油化工企業(yè)造成不必要的損失。因此，在石油化工企業(yè)的發(fā)展中，相關(guān)部門(mén)需要積極探索化工機(jī)械設(shè)備的防腐蝕措施，有效地提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，為企業(yè)創(chuàng)造更多效益。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄭昌松.探析化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)與維護(hù)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018（10）：109.

【2】李亮.化工機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)及防腐設(shè)計(jì)[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2017，32（04）：138-139.

【3】郭永風(fēng).化工機(jī)械防腐能力提升的有效路徑研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（09）：145-147.