提高化工機械設備防腐蝕性能的方法

石建軍

摘? 要：我國經(jīng)濟發(fā)展過程中，化工行業(yè)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的促進作用。因此，找到一個好的防腐措施或方法去保護石油化工設備，對該產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義?；诖?，本文對化工機械設備防腐的意義、化工機械設備腐蝕的主要原因以及提高化工機械設備防腐蝕性能的措施進行了分析。

關鍵詞：化工機械設備;腐蝕原因;防腐措施

1 化工機械設備防腐的意義

①保證生產(chǎn)效率，化工機械設備在化工生產(chǎn)過程中具有重要作用，其工作狀態(tài)直接決定著化工生產(chǎn)的效率和持續(xù)性，因此確保其處于良好的工作狀態(tài)，安全、可靠、穩(wěn)定的運行具有重要意義。為了達到這一效果，需要加強化工機械設備的監(jiān)控和管理，通過這樣的方式，一方面可以了解設備的運行狀態(tài)，及時進行維護，避免設備出現(xiàn)故障;另一方面，通過做好監(jiān)控和管理，即使設備出現(xiàn)了故障，也可以在第一時間發(fā)現(xiàn)，并且采取措施解決，有效的降低損失。同時可以對設備的各項參數(shù)進行全面的記錄和分析，找出設備出現(xiàn)故障的原因，從而制定設備故障預防方案，有效的降低設備發(fā)生故障的概率。②提高機械設備使用壽命，化工生產(chǎn)過程中，機械設備運行時間長，通常都處于滿負荷的運轉狀態(tài)。加之化工生產(chǎn)過程復雜，機械設備出現(xiàn)故障的概率較高。如果不能夠對機械設備各項參數(shù)進行實時監(jiān)測，做好相應的維護，可能導致設備在運行過程中出現(xiàn)故障?；C械設備出現(xiàn)故障以后會給生產(chǎn)造成比較大的影響，甚至導致生產(chǎn)事故，造成財產(chǎn)損失和人員傷亡。通過做好機械設備的管理和維護保養(yǎng)，可以有效降低設備的故障率，降低生產(chǎn)過程中設備的消耗，延長設備的使用壽命，這對化工生產(chǎn)企業(yè)的長期健康發(fā)展具有重要意義。

2 化工機械設備腐蝕的主要原因

2.1內部原因

設備制備的過程中采用的原材料質量不高或材料加工工藝水平不高，導致化工設備材料抗腐蝕性能不強;在設備或部件的運輸、存儲過程中，因技術或環(huán)境不當導致設備材料發(fā)生腐蝕。在設備制備、采購、運輸、儲存的過程中，因質量管理或技術管理不合格均容易導致設備腐蝕。

2.2外部原因

1）介質的流速。介質流速對設備腐蝕的影響尤其明顯，介質與金屬構件的相對流動速度過快，是金屬表面腐蝕的重要原因。另外，振動因素也會加劇流板罐籠磨損與腐蝕。2）外界溫度。介質的溫度對腐蝕情況具有顯著影響。溫度升高后，電解溶液電阻隨之降低，擴散速度加快，進而加劇腐蝕。油品中含有部分活性硫，受高溫條件的影響，硫迅速分解，以此產(chǎn)生硫化氫，硫化氫具有較強的腐蝕性，儲罐也會受到嚴重的腐蝕。

3 提高化工機械設備防腐蝕性能的措施

3.1 控制腐蝕

機械設備表面涂層屬于防腐措施中最為直觀、簡單的方式。開展涂漆工作時，在選擇涂漆過程中，需要對防銹漆作用及涂漆能力具有較高要求，另外需要充分了解設備材料、工作環(huán)境、表面狀態(tài)以及整體結構等情況。金屬覆蓋法屬于涂層主要方式之一，該措施的實質就是原電池反應原理。設備表面采用低于設備電極電勢的金屬材料，或是選擇合金進行電池陽極設計，固定于設備金屬表面，而設備即自動成為陰極，形成良好保護機制。結合電化學原理分析，電化學保護是對設備內部采用的防腐措施，將設備內部設計成腐蝕電池陰極，對金屬腐蝕具有一定抑制作用，其主要有犧牲陽極與加電流兩種保護形式。其中，外加電流法主要是將另一電極附加到機械設備上，成為電池兩個極，而機械設備是陰極，基于外加直流電作用，有效保護陰極。此種方法在河水、海水、土壤等環(huán)境中具有良好適用性。對于犧牲陽極法，主要選擇低于機械設備電極電勢的金屬材料或是合金進行陽極設計，固定于機械設備中，建立腐蝕電池，而機械設備成為陰極后可以獲得良好保護。

3.2 對制造材料進行合理選擇

化工企業(yè)每年都會因為設備發(fā)生腐蝕而淘汰一些設備，但是這些淘汰的設備因為腐蝕比較嚴重，因此不能對設備中的金屬材料進行回收，這樣就會導致企業(yè)發(fā)生經(jīng)濟損失，而且淘汰的設備會對土地和水資源造成污染，還會對生態(tài)環(huán)境帶來破壞?；诖?，生產(chǎn)化工機械設備的廠家就要對設備材料進行合理選擇，選擇那些既可以有效對抗腐蝕，又不會對環(huán)境造成很大破壞的材料，當然對于機械設備性能和化工生產(chǎn)要求也要進行充分考慮，如，塑料材料，塑料材料對于自然環(huán)境的污染比較小，而且不需要特別復雜的處理步驟，另外，還可以防止出現(xiàn)金屬浪費現(xiàn)象。如果一定要使用金屬材料當做化工設備原料，就要先對材料特性和設備使用時長進行充分考慮，同時還要兼顧設備的抗腐蝕性，盡量使用耐腐蝕的材料，這樣才能延長設備使用時長，避免因為設備腐蝕導致發(fā)生浪費問題。很多機械設備生產(chǎn)廠家都會根據(jù)自身經(jīng)濟條件選擇制造材料，但是為了滿足我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，就要對機械設備的回收再利用進行充分考慮，盡量選擇質量比較高、使用壽命比較長的材料，將腐蝕問題控制在一定范圍內。

3.3 表面涂層的優(yōu)化

最常見的防止機械設備腐蝕的方式就是在設備的表層涂上一層防護漆，這種方式不僅防腐效果良好而且簡單易操作，然而，選擇漆料時必須要特別謹慎小心，防銹漆是最佳的選擇，其能夠將空氣中的強腐蝕性物質與化工設備表面隔離，斷絕它們直接接觸的機會。機械設備的焊接處極易發(fā)生腐蝕，因此可以在焊接處涂上防銹漆可以有效阻止腐蝕。值得一提得是，涂防銹漆不能改變機械設備的結構和工作強度，涂漆前，必須了解涂漆部位的表面狀態(tài)、形狀、使用條件、材料材質等，根據(jù)實際需要選擇漆料。另外，刷漆要嚴格按照工序操作進行。

3.4 實施科學化設備管理模式

化工企業(yè)要加強對化工機械設備管理的重視，不斷完善管理制度，針對現(xiàn)行管治理制度存在的問題進行改進，應安排專人來按照管理流程對機械設備進行管理。同時，對于潤滑油管理中存在的問題，化工企業(yè)要優(yōu)化潤滑油的管理，從潤滑油的選擇開始到使用，整個流程都要加強管理，確保潤滑油的類型和設備需求一致，確保潤滑油及時、合理使用，確保其功能得到充分的發(fā)揮，從而為化工設備的正常運行提供保障。還應該加強對化工設備運行狀態(tài)的管理。為了提高化工設備的綜合性能，針對不同的設備，要科學地選擇潤滑油，確保各個設備應用的潤滑油類型和其需求一致，確保潤滑油的應用性能。此外，要做好潤滑油的管理工作，確保其得到科學的保管，從而使其具有良好的使用效果，使設備處于良好的狀態(tài)。

3.5 設備縫隙優(yōu)化

在使用鋁、不銹鋼、碳鋼等材質的機械設備中，常常會有縫隙出現(xiàn)，縫隙中常隱藏著化學物質殘余，腐蝕現(xiàn)象極易發(fā)生。如果沒有及時處理，進一步發(fā)展，縫隙腐蝕就會演變成孔蝕或應力腐蝕，對機械設備造成嚴重損害。在設計化工設備時，盡量減少縫隙。同理，也盡可能的不要有凹面出現(xiàn)，凹面同樣容易積累化學物質或者水分。如果必須要有凹面，在設計中就要考慮置辦一個排水管，盡量使機械設備在干燥的環(huán)境下工作。

3.6 電化學處理技術

想要使化工機械設備存在的腐蝕情況得到有效降低，可以加強對電化學處理技術的有效運用。在對機械設備腐蝕情況進行控制的過程中，利用電化學防護技術，可以對腐蝕破壞現(xiàn)象進行有效避免或降低，主要方式包括電流保護和陽極保護兩種。

對于陽極保護而言，其原理就是制造電勢差，阻礙金屬內的離子外流。在機械設備工作范圍內，利用電極電量強度低于機械化工設備的金屬，將電解質溶液以及其他腐蝕設備物質作為陰極，則相關腐蝕物質會與金屬保護物發(fā)生反應，從而使金屬保護物中含有的大量金屬物質外流到電解質溶液中，從而避免化工機械設備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。當化工機械設備所處的工作環(huán)境具有較高濕度時，可以將容易氧化的鐵單質保護物和鋁保護物放置在機械設備周圍，能夠對地下管道或儲油罐等設備進行有效保護。

對于電流保護而言，能夠對已經(jīng)遭到破壞的設備進行有效保護，主要通過人工方式增加外接電源，利用電源提供外加電流，從而充分發(fā)揮保護作用，能夠對可吸附電子的化工機械設備以及與電解質溶液相接觸的各類機械設備進行有效保護。在對保護對象之外的防護物位置連接外置電源正極時，如果此時保護對象已經(jīng)出現(xiàn)被氧化的金屬塊狀物質，那么電源陰極應該與電解質溶液或其他對設備造成腐蝕的物質進行連接，這樣能夠使電池陽極具有的防護物與電解質溶液中的電子進行正負電子交換，從而避免對化工機械設備造成腐蝕和破壞。在應用電流保護措施的過程中需要注意，要合理控制電路的長度，通常情況下，電壓等級要保持在24V以下，在保護普通化工機械設備的過程中，只需將電壓保持在3～6V即可。

3.7 加強設備的維護管理

要提高化工機械設備的防腐性能，除了適當采用高耐腐性材料制作設備、科學設計化工機械設備的結構、涂刷防腐涂料以及特殊情況下采用電化學防腐措施之外，對化工機械設備進行有效的管理和維護，也是十分重要的。如果說在化工機械設備服役之前對其進行有效的防腐設計賦予了其“生命”，那么后期良好的管理和維護則是保證化工機械設備“活下去”的重要支撐。首先，化工企業(yè)需加強設備維修隊伍的建設，一方面要引進專業(yè)的化工機械設備維修人員，另一方面還要針對現(xiàn)有的維修人員開展培訓，豐富和拓展其專業(yè)知識，讓其全方位了解不同材質制作的設備的特性，以及設備常見的腐蝕現(xiàn)象、腐蝕原因、處理方法和防護措施。其次，化工企業(yè)要制定詳細的設備管理和維護制度，不僅要明確設備管理人員和維護人員的職責，還要將責任落實到位，并嚴格進行考核與獎優(yōu)罰劣。另外，還要做好化工機械設備的日常巡檢、定期檢修與特殊檢測等，并如實記錄存檔，以利于后期開展檢維修或更換等工作。

3.8 借助化學方法對化工設備的抗腐蝕性進行提升

化工機械設備一般都會使用在氣體或液體環(huán)境中，如果是處于液體生產(chǎn)環(huán)境中的化工機械設備常用的防腐方法就是利用外置電源對因為電化學反應造成的腐蝕現(xiàn)象進行防止，最簡單的方法就是連接電源負極和金屬設備，但是這種方法也存在很多問題，如果電源正極和金屬設備已經(jīng)進行了連接，就不能再采用這種方法，想要采用這種方法就需要用碳棒替換正極金屬材料，也可以用其他惰性金屬替換正極金屬材料，這樣才能確保電流的正常運行，而且可以對金屬表面的腐蝕現(xiàn)象進行有效防止。上面介紹的兩種方法都是借助外在條件來處理腐蝕問題，并對腐蝕程度進行減輕，但并沒有真正的解決腐蝕問題，為此，需要采取更有效的預防措施，可以在機械設備金屬外殼上綁上其他的活潑金屬，這種活潑金屬就會充當電池陽極，進行電化學反應時，就會對這種活潑金屬進行腐蝕，內部化工構件就可以得到保護，這種防腐方法比較適合用在大型化工設備上。在外界氣體的影響之下，機械設備表面會發(fā)生腐蝕，但是如果外界氣體發(fā)生酸堿變化，也會對防腐效果帶來一定影響，這時如果還采用上述幾種方法進行防腐，起到的效果就會變得比較低，這時最合適的方法就是采用物理防腐措施。

4 結束語

總之，化工企業(yè)生產(chǎn)過程具有一定的安全危險性，一旦化工機械生產(chǎn)設備出現(xiàn)較為嚴重的腐蝕現(xiàn)象，就會影響整個化工企業(yè)生產(chǎn)運行的工作效率，嚴重情況下會威脅工作人員生命安全，所以我們需要采取合理的措施進行防腐蝕處理，從而提高機械設備防腐蝕性能。

參考文獻：

[1]管翠翠.改進化工機械設備防腐能力的策略[J].全面腐蝕控制，2021，35（08）：121-122.DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2021.08.121.02.

[2]王冬，陸勇斌.化工機械設備防腐措施的探討[J].上?；?，2021，46（04）：60-62.DOI：10.16759/j.cnki.issn.1004-017x.2021.04.021.

[3]王偉.化工機械設備腐蝕成因及防腐策略[J].化學工程與裝備，2021（08）：196-197.DOI：10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2021.08.100.