探究化工設(shè)備設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題

駱劍峰 吳小飛(杭州中泰深冷技術(shù)股份有限公司，浙江 杭州 311402)

在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代背景之下，化工產(chǎn)業(yè)獲得了巨大的發(fā)展機(jī)遇，但是隨著生產(chǎn)需求的增加，越來越多的化工設(shè)備也開始在強(qiáng)腐蝕的環(huán)境下運(yùn)行，所以如何防止化工設(shè)備因腐蝕而發(fā)生故障已經(jīng)成為化工企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題。與此同時(shí)，化工設(shè)備的高溫結(jié)構(gòu)也是設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題。但是現(xiàn)實(shí)情況是，由于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)有待提高，所以對設(shè)備的防腐蝕問題考慮不全面，使得它們在生產(chǎn)過程中存在很多安全問題，所以在設(shè)計(jì)中注意防腐蝕問題對化工企業(yè)的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。下面我們就從設(shè)備腐蝕的類型、危害和防治的主要措施等三個(gè)方面對設(shè)計(jì)中的防腐蝕問題進(jìn)行分析。

1 化工設(shè)備腐蝕的類型概述

根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，化工設(shè)備可以被分為不同的類型。如果按照設(shè)備的材料劃分，可以分為金屬和非金屬腐蝕。如果按照腐蝕的表面形態(tài)來看，可以分為全面和局部腐蝕，其中局部的腐蝕又可以被分為小孔、縫隙、電偶、應(yīng)力和磨損腐蝕等類型。如果按照腐蝕的性質(zhì)來看，可以分為物理、化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。

其中物理腐蝕主要是指單純物理作用對材料的破壞，主要的腐蝕大部分是由滲透或者是溶解等因素導(dǎo)致的，例如高溫、熔融和熔堿等。化學(xué)腐蝕主要是指由非電解質(zhì)和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的破壞，主要是純氧化還原反應(yīng)引起的[1]。電化學(xué)腐蝕主要是指電解質(zhì)溶液和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的破壞。

2 化工設(shè)備腐蝕的主要危害

2.1 容易導(dǎo)致安全隱患

當(dāng)化工設(shè)備發(fā)生腐蝕，尤其是發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕時(shí)，其反應(yīng)的過程會(huì)涉及到化工設(shè)備的材料和周圍的環(huán)境。一旦發(fā)生腐蝕，不管是哪一類型的腐蝕，設(shè)備材料的固有功能和作用都會(huì)受到不同程度的破壞，最終對設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。

2.2 會(huì)給企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)損失

當(dāng)機(jī)械類的化工設(shè)備發(fā)生腐蝕后，機(jī)械的性能就會(huì)受到很大的影響，尤其是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的化學(xué)反應(yīng)還有可能讓整個(gè)設(shè)備都陷入癱瘓，對化工企業(yè)的整體生產(chǎn)和穩(wěn)定生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的消極影響，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中解決腐蝕問題的有效措施

化工設(shè)備腐蝕問題主要是由于設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中考慮不周全而導(dǎo)致的，有的甚至為了追求快速的出產(chǎn)商品而降低了對設(shè)備的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為了改善這些問題，我們可以采取以下措施。

3.1 采取電化學(xué)的保護(hù)措施

這一措施的主要原理就是讓金屬腐蝕的電位在外部電流的作用下發(fā)生變化，通過降低腐蝕的速率來對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。具體來說，陰極保護(hù)和陽極保護(hù)是電化學(xué)保護(hù)的主要內(nèi)容。陰極保護(hù)的側(cè)重點(diǎn)在于金屬結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)就是該保護(hù)很容易受到外界因素的影響。如果化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較簡單，周圍的環(huán)境不具有太強(qiáng)的腐蝕性，就可以采用這種保護(hù)措施。同時(shí)，陰極保護(hù)可以有效保護(hù)均勻的腐蝕之外，還能夠有效預(yù)防材料的點(diǎn)蝕、沖擊、晶間腐蝕等[2]。目前，這種保護(hù)措施已經(jīng)引起了設(shè)計(jì)者的廣泛關(guān)注，因?yàn)樗哂薪?jīng)濟(jì)實(shí)用的優(yōu)勢，所以應(yīng)用前景比較廣闊。

3.2 積極開發(fā)耐腐蝕的材料

在化工設(shè)備抗腐蝕性的設(shè)計(jì)中，積極開發(fā)耐腐蝕材料是一種創(chuàng)新方式，也會(huì)在化工設(shè)備的防腐蝕上發(fā)揮巨大的作用。我們提到的防腐材料包括金屬、高分子、無機(jī)非金屬材料等。而在化工設(shè)備中，最常見的材料是金屬材料或合金材料等會(huì)，并且以鋼鐵材料的應(yīng)用最為廣泛。但是鋼鐵材料的耐腐蝕性能并不高。為了提高化工設(shè)備的耐腐蝕性，科研工作者的重點(diǎn)應(yīng)該集中在努力提高合金材料的耐腐蝕性能上，例如含鉬高的耐蝕合金、鎳基合金、高純鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼、低合金鋼等。目前，化工企業(yè)應(yīng)用最廣泛的材料是耐蝕的非金屬材料[3]。這種材料最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有很高的耐蝕性能，而其機(jī)械性能則可以通過其他途徑來彌補(bǔ)。在一些化工企業(yè)中，這種材料甚至已經(jīng)開始逐漸取代鋼材料等，例如鋼化玻璃、石墨等。

3.3 采用耐腐蝕的涂料

除了上述兩種措施之外，還有一種可以有效預(yù)防化工設(shè)備腐蝕問題的措施，即采用具有較高耐腐蝕性的涂料。在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用中，耐腐蝕涂料具有非常重要的作用。相關(guān)的研究報(bào)道顯示，在化工設(shè)備中，防腐蝕涂層的應(yīng)用是很重要的，如果一旦被損壞，就要進(jìn)行有效的處理，在這個(gè)處理當(dāng)中。由于其基體表面處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，因此，一定要謹(jǐn)慎的處理，加大對表面處理質(zhì)量重視程度。

4 結(jié)語

綜上所述，在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中，化工機(jī)械是保證化工企業(yè)進(jìn)行正常生產(chǎn)的必要生產(chǎn)設(shè)備，化工機(jī)械設(shè)備所面臨的防腐問題也逐漸受到了化工相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的普遍關(guān)注。本文在論述化工設(shè)備腐蝕類型和腐蝕主要危害的基礎(chǔ)上，從采取電化學(xué)的保護(hù)措施、積極開發(fā)耐腐蝕的材料和采用耐腐蝕的涂料等三個(gè)方面提出了自己的建議，希望能為大家提供參考。

[1]戴健偉，吉華，楊崗，等.基于GA_BP算法的化工設(shè)備設(shè)計(jì)人工時(shí)預(yù)測[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2013，07（23）:1665-1675.

[2]孟明.最優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].輕工科技，2014，08（14）:134-135.

[3]劉增溫.化工設(shè)備中高溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題淺析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，19（05）:261-262.