提高化工機械設備防腐蝕能力探討

時義

（中國石油獨山子石化分公司乙烯廠，新疆 克拉瑪依 833699）

對于化工機械設備在使用階段出現的各種腐蝕現象，要求企業管理人員以及操作人員等給予高度重視，樹立“泄漏即事故”的理念，并且做出有效的防腐措施，進而保證化工機械的使用壽命能夠延長，有效預防發生機械設備泄漏，預防因為腐蝕出現泄漏時導致污染環境、著火、爆炸等事故，社會效益和經濟效益都會受到損失。

1 化工機械設備腐蝕的種類

從化學角度分析，腐蝕主要的劃分類別有化學腐蝕以及物理腐蝕兩種。化學腐蝕指的是由于部分具有較強腐蝕性的化學物質導致設備發生腐蝕的現象，也有因為機械設備本身使用的材料的問題，如鋼鐵等物質因為氧化導致的腐蝕。另外，物理腐蝕最大的特點在于腐蝕的過程中并未發生化學反應，機械設備卻發生了被破壞的現象。此類腐蝕比較常見的是在高溫作業下的化工機械設備。比如鐵，熔點是1535℃，對于很多使用鐵作為基礎物質打造的化工機械設備，當遇到溫度超過1535℃的情況下，將會發生熔化現象，機械設備的組織結構也會發生破壞，這是比較常見的物理腐蝕。相比物理腐蝕，發生化學腐蝕的現象更為常見，尤其是化工生產過程中發生化學腐蝕的現象十分常見，主要原因在于化工生產通常需要非常多的化學物質共同參與，而且需要在高溫高壓的環境下發生。化工機械設備發生化學反應的現象更為常見，以至于發生腐蝕現象。比較常見的化工機械設備化學腐蝕有兩種，其中一種是局部腐蝕。這也是化工機械設備最為常見的一種化學腐蝕現象，最大的特點在于腐蝕現象只集中于某些局部位置，部分位置發生腐蝕而其他部位沒有；還有一種就是均衡腐蝕。此種腐蝕通常發生在金屬完全浸泡在某種特殊的溶液或者是在腐蝕性氣體當中，以至于整個金屬都發生了明顯的腐蝕現象。此類腐蝕最大的特點在于腐蝕速率往往是用線性函數來表示，而且速度極快。

2 化工機械設備的腐蝕原因

2.1 外在原因

從整體來看，化工機械設備發生外在腐蝕的核心因素是進行化工產品生產的過程中，機械設備在應用階段極易發生接觸各種不同性質的化學物質，當化工機械設備接觸這些物質的時候，將容易發生嚴重的腐蝕。此外，隨著介質的溫度越來越高，機械設備所處的生產環境壓力也在持續上升，以至于腐蝕的速度也在持續加大。

2.2 內在原因

第一，機械設備本身具備較差的防腐能力。因為機械本身存在質量問題，很多機械設備在未出廠時并未做好有效的防腐蝕處理，比如鍍層過薄的情況，有的機械設備根本不鍍防腐介質，所鍍防腐金屬質量較差等諸多原因都會導致機械設備極易出現腐蝕的現象。一旦發生腐蝕現象，必然會對化工機械設備的使用性能帶來極大的影響，而且存在一定的安全隱患。第二，機械設備使用時間過長后因為長期接觸外部物質，而且外部物質種類較多也將會對機械設備帶來一定的腐蝕性。很多化工機械設備在平時使用時因為體量較大，再加上內部零件非常多，面臨著清洗困難的問題。以至于機械設備需要經過多種不同類型的化學反應，而且在整個化學反應的過程中會接觸多種不同類型的物質，這些物質對于設備材料都會產生明顯的化學反應，導致腐蝕現象十分常見。較為明顯的是溶液類物質腐蝕更為復雜，因為其均質性以及流動性，導致容易發生化學反應，而且清理起來也是非常困難的，這些都會加重設備腐蝕的概率。另外，不同物質之間發生化學反應也十分常見，這些生成物都會加重化工機械設備被腐蝕的現象。第三，化工機械設備零部件帶來的影響。因為化工機械設備囊括了諸多零部件，安裝工藝非常復雜，發生腐蝕的概率也很高，假如不及時做出防腐蝕處理極易發生大規模的腐蝕情況，進而破壞機械設備的外部保護層，發生非常嚴重的腐蝕現象。

3 提高化工機械設備防腐蝕能力對策

3.1 選用防腐性強的材料

在制作化工機械設備過程中，要盡可能地選用一些具備較強防腐蝕性的材料，而且需要在保證機械設備功能不會受到外界影響的狀況下，選用塑料材料；此外，要把機械設備具體的工作年限考慮進去，還要對現實運行環境做出綜合考慮，并且選用對應的有效的金屬材料，降低發生腐蝕的可能性。

3.2 采取科學手段隔絕導致腐蝕的接觸物

針對很多本身存在極強被腐蝕性的化工設備需要做好有效隔離，而且對于帶有較強腐蝕性的物質也應當減少其接觸化工機械設備的可能性，比如，常用的手段是物理隔離法。比如，可以在化工機械設備的表面涂抹油漆，采取對設備表面進行堿性防腐鍍層的方式能夠有效避免機械設備和帶有腐蝕介質之間進行接觸。然而在具體處理前，需要做到詳細了解這一設備的化學組成成分、應用情況以及物理性質，有效防止因為油漆或者是鍍層物質選取不正確發生機械設備被腐蝕的可能。

3.3 設備的腐蝕余量

鑒于化工機械設備在平時的使用過程中難以避免的因各種因素導致被腐蝕的狀況，建議在設計設備工作強度的過程中預留一定余量。其中，預留的目的在于機械設備本身其外部就包含了防腐蝕材料以及涂層，然而，這只是針對普通運作環境。針對化工企業此類較為特殊的生產環境而言，需要在設計設備的過程中預留較多余量達到抗腐蝕的目的，這也是有效提升化工機械設備使用壽命十分重要和有效的目的之一。

3.4 注意設計工藝的優化實施

加強化工機械設備防腐工作至關重要，其中十分重要的一種辦法就是強化機械設備的設計工藝，簡化其結構形象，進一步避免死角的情況存在。在設計制造階段，也應當降低細縫處存在質量問題的可能性，在設計過程中切不可發生向上的容器狀凹處，能夠避免由于殘余水分滯留在設備上方導致設備發生腐蝕的現象。應當注意化工機械設備的設計要把排水孔考慮在內，切實保證設備表面能夠處于干燥狀態。此外，還要特別重視焊接工藝的應用，保證焊接工藝的科學性，在進行焊接時，要保證做到連續焊接，切不可發生焊接缺陷以及應力集中的現象發生。

3.4.1 結構和工藝的防腐設計

優化設備結構能夠有助于提升其防腐能力，假如設備存在整體形狀冗余或者是整體構造太過復雜的情況，必然會導致機械設備發生嚴重的積液、積塵以及設備表面出現涂層破壞的情況等。所以，在對設備進行結構設計以及工藝設計的過程中，更應該考慮的是設備的防腐能力。在具體的結構設計以及工藝設計的過程中將防腐因素囊括其中，主要應遵循下面幾個基本原則：其一，設備的整體形狀不應該過于復雜，盡量使用相同的材料進行設備設計，有效避免因為材料種類過多導致不同的化學元素之間出現相互腐蝕的現象；其二，在構造上應當少留縫隙，能夠有效預防設備表層出現劃痕的情況，更有利于對設備進行后期清洗以及維護。其三，設備制造過程中，焊接人員應當盡可能地減少或者是消除內應力以及應力過于集中的問題，有效避免存在焊接缺陷。

3.4.2 強度的防腐設計

因為化工單位內使用的各種機械設備所處的工作環境存在非常多的強腐蝕性介質，所以針對機械設備本身的強度更應該提出非常高的要求。因此，在進行強度設計時，不僅要滿足設備本身所需的運行強度，更需要預留一定的腐蝕余量，能夠適應在后期的運行階段因為發生腐蝕給設備運行帶來的破壞。

3.5 增加防腐涂料層

針對很多選用的化工機械設備材料使用了防腐性較差材料的情況，特別是熱交換器，必須通過增加防腐涂料層的辦法增強其防腐蝕性。為了有效防止腐蝕介質接觸到化工機械設備金屬表面，需要進一步增強換熱器的防腐性，應當在金屬表層涂抹保護層，比較常用的一些防腐材料主要有防溶劑涂料以及高溫涂料，需要對化工機械設備做二次防腐蝕處理，此外，還應當做好重防腐以及放油處理。較為常用的一些防腐漆料如鄰苯二甲酸樹脂，在具體的選擇涂漆和應用過程中，也應當充分重視化工機械設備的使用條件以及使用環境，全面提升化工機械設備的防腐質量，降低設備被腐蝕的可能性。

采用必要的科學的化學方法有效控制機械設備發生腐蝕的現象，具體包含了犧牲陽極法以及外加電流法。其中，犧牲陽極法指的是比設備金屬電極電勢更低的合金或者是金屬當作電池陽極，并且將其固定到機械設備表面，進而形成一個腐蝕電池的作用，此時機械設備則成了電池陰極，能夠對機械設備進行有效的保護。比如，可以在鐵制設備表面聯結鋅。由于陽極鋅的溶解能夠取代原來機械設備當中鐵的腐蝕溶解，能夠實現很好的保護設備的目的。比較常見的犧牲陽極法的應用材料主要有鋅、鋁以及鋁合金等，并且已經在我國化工企業中獲得了十分廣泛的應用，比如，應用到對地下管道、化工裝置、鍋爐以及油罐等進行防護，都獲得了良好的效果。

3.6 使用要正確

要想正確地操作一臺設備，要熟悉其結構和工作原理，另外還需要了解介質、設計（操作）溫度、壓力等工藝數據。根據這些參數并結合設備操作維護手冊，制定可行的操作方案。

對于壓力設備，升降壓過程要緩慢，平穩操作，防止沖擊加快腐蝕。對于高溫設備，升降溫過程緩慢，一般不大于30℃/h，并且每隔一定溫度進行一次恒溫操作，過高的升降溫速度，可能造成設備局部過熱、膨脹不均勻，對于低溫設備，升降溫過程也應緩慢進行，防止局部溫差過大而損壞設備。對于運轉設備，嚴格控制轉動速度，做到不超溫、超壓、超速、超負荷。

4 結語

化工機械設備在平時使用過程中常常會因為外界各種因素的影響以及內部工藝流程，再加上使用操作不當等都會在很大程度上對化工機械設備的使用帶來巨大的腐蝕等方面的影響，而降低化工機械設備的使用壽命，甚至會出現腐蝕泄漏，引起環境污染、著火、爆炸、人員窒息、傷亡等安全環保等影響。所以，為了有效提升化工機械設備的防腐能力，有效地做好防腐工作，需要結合必要的物理以及化學手段，并通過嚴細管理, 盡可能地避免化工機械設備發生被腐蝕的現象，這對于促進化工產業發展將起到巨大的促進作用，同時也會為我國化工技術的提升和發展帶來巨大貢獻的重要舉措。