化工设备腐蚀与腐蚀控制的措施

苏渊

摘要：本文首先分析了化工机械设备腐蚀原因，接着分析了化工机械设备腐蚀控制的措施。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：化工设备;腐蚀;控制措施

引言：

在化工机械设备运行过程中，无法控制其与外界环境等不确定因素接触的程度和大小，致使机械设备上形成碳化物、氧化物等腐蚀性物质，机械设备的外观和功能受到影响，严重影响作业进度和质量，给化工企业造成巨大的经济损失。

1化工机械设备腐蚀原因

1.1机械设备材料本身

化工机械设备所使用的材料金屬占据很大一部分比例，但就其性质而言，长时间暴露在外界环境中，易被空气氧化，也极易被其他介质腐蚀。腐蚀介质的存在形式和传播速度受温度的影响较大，温度越低，分子扩散速度越慢，腐蚀过程中的反应速率也会相对放缓。反之，温度越高，腐蚀速率就越快。影响化工机械设备腐蚀的包括介质的传播速度，气体或液体的速度越快，腐蚀也会随之越严重。金属耐蚀性的程度与金属颗粒的密度有关。由高密度小颗粒构成的金属机械设备耐蚀性较强。

1.2接触腐蚀性液体

化工机械设备的生产和运行中，经常会接触到大量的酸碱液体。由于它们具有较强的腐蚀性，会对机器和设备造成严重腐蚀，特别是酸性液体。化工机械设备防止腐蚀性液体侵蚀的主要措施是及时清理残留物和垃圾，防止机械设备与腐蚀性液体长期密切接触，影响设备及后续生产。此外，腐蚀性液体的挥发也会造成机械设备的腐蚀，还会危及空气和水源。

1.3配置零件的干扰

化工机械设备的外壳和主要部件最容易发生腐蚀。通过化工机械设备的腐蚀程度来观察评估，但不能通过观察设备的核心部件来判断腐蚀程度，所以主要部件的腐蚀也容易被忽略。在化工生产过程中，核心部件对安全生产和作业效率至关重要。要知道，主要零部件的腐蚀是由机械设备零件表面氧化，氧化层腐蚀导致金属层直接暴露引起的。化工生产环境本身具有很强的腐蚀性，因此长期暴露会导致腐蚀，但核心部件长期运行过程会增加腐蚀速率。

1.4结构设计不合理

化工机械设备的结构设计也是造成腐蚀的重要影响因素。在机械设备的设计中，由于焊接过程中零件的预留间隙和边缘较多，这些间隙很容易造成液体和原料残渣的侵蚀，加之清理困难，容易腐蚀机械设备。再者，设备表面粗糙度比较差，根据生产经验，化工机械设备的腐蚀在大多数情况下开始与零部件，表面设计越粗糙，腐蚀率越低。

2化工机械设备腐蚀控制的措施

2.1选择耐腐蚀的材料

防腐材料的选择是最直接的防腐措施，对于微酸性溶液则选择使用316L不锈钢或者更高等级的2204、1.4529双相不锈钢，也可以选择耐腐蚀的氟塑料等耐腐蚀的物质。输送或者盛装何种介质，选择何种材质是化工设备的基本常识，对于部分危害性较大往往也会选择高级别的材料。例如，介质为稀硝酸、有机酸、碱液等选择304材质或316L材质;各种浓度的酸、碱、盐、氧化剂、氢氟酸等氧化性较强的介质选择PP材质。同时，对于金属材料还可以采用导电设备，在设备外部接通电源，采用牺牲活泼电极的方式保护化工机械设备能够有效的应对电化学反应的影响。

2.2优化表面涂层工艺

化工设备的表面防腐是降低防腐成本、保证设备机械强度的有效措施，也是化工机械设备防腐最为有效、最为直观的防腐方法。对于表面防腐方式、防腐材料的选择非常重要，必须保证腐蚀介质与设备构件完全隔离开，避免渗透。对于暴露在空气中的表面设备需要做到2度以上的防腐油漆，1度的防腐面漆;对于盛装腐蚀液体的容器，内里则根据溶液的性质选择采用衬胶、衬玻璃钢等不同的方式，这样既能够保证防腐，又能够保证设备的机械强度。目前，较为常用的防腐漆料包括聚乙烯醇缩丁醛+磷酸、环氧树脂、酚醛树脂和邻苯二甲酸树脂等油料涂漆。在化工设备的防腐应用中，应该避免涂层的老化，机械损伤，充分考虑设备应用的环境和条件，提高设备的使用寿命，做到有效防腐。

2.3结构和工艺的防腐设计

工艺设计看似简单，但是如何做到适应工作条件，避免出现设备的热效应、机械应力以及积液等缺陷是比较困难的。所以，应该尽量做到优化设计，降低设备的氧化腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。在设备的工艺设计和结构设计中，通常应考虑以下四点：第一，设备的工艺构件外形要尽量简单，避免有积液部位，并且材质的组成应该选择相同材质的，避免多种材料复合形成电化学腐蚀。设备设计避免有类似U型弯式设计，防止存在积液造成浓度浓缩和固体的沉积，有效的避免排液不尽的问题;第二，尽量减少缝隙，很多设备都需要焊接，容易形成焊缝、对接口等缝隙，液体流动不畅则会对缝隙形成腐蚀。一般的碳钢材质、铝合金以及不锈钢等都会存在这种问题。缝隙腐蚀之后往往会在后续里产生孔蚀和应力腐蚀，时间久了就会发生结构的破坏。设计的时候应该对有积液的设备及管道设计排水孔，避免向上的设备有凹状设计;第三，化工设备在焊接的时候应该避免出现应力集中，采取连续焊接的工艺;严格按照焊接的要求操作，避免出现咬边、焊瘤、未焊透的问题，因为这些很有可能导致设备出现腐蚀点;第四，化工流体含有强腐蚀性是非常常见的，如果按照常规设计不考虑腐蚀余量这么很容易造成设备使用年限时间短，容易造成设备故障等问题。所以，应该考虑设备的强度问题，预留一定的设备强度和刚度，按照腐蚀深度的2倍以上进行设计。

结束语：

综上所述，在化工企业的生产经营活动中，机械设备腐蚀问题是目前尚无法彻底解决的难题。然而，细致分析腐蚀机理，根据机械设备的结构和工艺进行腐蚀防护设计，完善腐蚀防护管理方案，进一步提高机械设备的防腐能力，提高设备的安全性能，延长设备的使用寿命。这不仅有助于降低生产成本，提高化工企业的生产效率，而且对促进化工行业的可持续发展也意义重大。

参考文献：

[1]曾小川.提升化工机械设备防腐性能的研究[J].当代化工研究，2021（03）：131-132.

[2]乔猛.化工机械设备腐蚀原因及其防腐措施[J].化工管理，2020（35）：123-124.

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