提升化工機械防腐能力路徑的探究

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所謂腐蝕，具體指的就是在化學(xué)亦或是化學(xué)作用之下導(dǎo)致物體消耗亦或是破壞。化學(xué)機械腐蝕則屬于自發(fā)性的普遍現(xiàn)象，在其發(fā)生腐蝕以后，外形、自身性能與色澤等都會有所改變，使得設(shè)備破壞與資源、能源浪費程度增加，導(dǎo)致企業(yè)承受嚴重的經(jīng)濟損失。由此可見，深入研究并分析提高化工機械防腐能力具有一定的現(xiàn)實意義。

一、腐蝕概述

(一)具體原因

金屬發(fā)生銹蝕的根據(jù)就是其組成與結(jié)構(gòu)，而導(dǎo)致金屬發(fā)生銹蝕的主要客觀因素就是外界條件，集中表現(xiàn)在溫度、濕度、和金屬發(fā)生接觸的物質(zhì)。針對部分工業(yè)企業(yè)，特別是化工企業(yè)環(huán)境介質(zhì)，有害物質(zhì)主要包含了氫氧化物、鹵化物、二氧化硫、硫化物、二氧化碳以及煙霧等等，甚至還有部分環(huán)境較為潮濕且溫度偏高。受以上因素影響與作用，會使得金屬和有害物質(zhì)之間出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)，進而出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

(二)常見種類

一方面，以腐蝕形成機理為基礎(chǔ)分類：(1)發(fā)生化學(xué)腐蝕的金屬表面和周邊介質(zhì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，并形成全新物質(zhì)即氧化物，嚴重破壞金屬。這種類型的金屬腐蝕就是以高溫且干燥的環(huán)境為基礎(chǔ)，使得金屬和腐蝕介質(zhì)之間形成了直接的反應(yīng)。(2)發(fā)生電化學(xué)腐蝕的金屬材料和電解質(zhì)溶液相互接觸，并在電極反應(yīng)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，這種類型的腐蝕一般會在潮濕的環(huán)境之下發(fā)生。

另一方面，以腐蝕產(chǎn)生原因與表象為基礎(chǔ)分類。根據(jù)腐蝕實際產(chǎn)生的原因和表象，能夠?qū)⒏g細化成工業(yè)大氣腐蝕、點狀腐蝕、振動磨損腐蝕、剝層腐蝕、海洋大氣腐蝕、電化學(xué)腐蝕、晶間腐蝕、疲勞腐蝕、高溫氧化腐蝕、縫隙腐蝕等等。

在化工行業(yè)實際發(fā)展的過程中，機械設(shè)備腐蝕的類型主要包括疲勞縫隙、電化學(xué)腐蝕、縫隙腐蝕與焊接應(yīng)力腐蝕等等，尤其是電化學(xué)腐蝕的嚴重性最大，受多種類型腐蝕的影響，很容易誘發(fā)電化學(xué)腐蝕。

二、提高化工機械腐蝕能力的有效路徑

根據(jù)以上對化工機械腐蝕原因與常見種類的研究與分析了解到，要想不斷提高化工機械腐蝕能力，最關(guān)鍵的就是要結(jié)合實際情況，通過材料選擇、結(jié)構(gòu)與工藝防腐、強度、加大控制腐蝕力度等四個方面合理地采取必要措施，才能夠優(yōu)化化工機械腐蝕的能力。

(一)材料選擇方面

通常情況下，碳素鋼是最常使用的機械設(shè)備，對此種類型材料加以利用，最突出的優(yōu)勢就是價格不高，加工十分方便，供應(yīng)也很便利。碳素鋼在常規(guī)條件下，腐蝕程度并不劇烈，所以大部分企業(yè)會將其當做機械材料。對于化工行業(yè)而言，針對濃度與腐蝕性偏高的環(huán)境條件，碳素鋼的應(yīng)用并不可行。最主要的原因就是其抗腐蝕性能薄弱，如果與高濃度腐蝕性介質(zhì)相互接觸，必然會發(fā)生程度更為嚴重的腐蝕，無法確保化工機械的長時間使用。以Q235鋼為例，若將其放置于酸性介質(zhì)常態(tài)條件下，發(fā)生反應(yīng)的實際速度能夠達到每年0.5～1.0毫米。即便大部分企業(yè)對此種材質(zhì)化工機械進行選擇的過程中，會將防腐涂漆涂抹于化工機械的表面，如果漆膜出現(xiàn)脫落的情況，將導(dǎo)致金屬和空氣出現(xiàn)極為強烈的化學(xué)反應(yīng)。所以在化工企業(yè)經(jīng)營發(fā)展的過程中，鋼材類型的金屬并不適用于機械設(shè)備的制造。要想不斷增強機械材料抗腐蝕的性能，應(yīng)盡量選擇使用普通的低合金鋼當做制造化工機械的主要材料，即便此類型的材料價格高于碳素鋼，然而抗腐蝕性能遠遠超過碳素鋼。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，由低合金鋼制作的設(shè)備，較之于碳素鋼材料制造的設(shè)備，使用的時間超過2～3倍。所以選擇使用低合金鋼材質(zhì)進行化工生產(chǎn)能夠獲取可觀的經(jīng)濟效益。

(二)結(jié)構(gòu)與工藝防腐方面

在化工機械防腐設(shè)計過程中，除了材料以外，結(jié)構(gòu)與工藝因素也十分關(guān)鍵。其中，機械設(shè)備結(jié)構(gòu)會直接影響化工機械的防腐性能。另外，若設(shè)備幾何形狀缺乏合理性，亦或是構(gòu)造復(fù)雜性較強，也會使設(shè)備出現(xiàn)積液亦或是積塵現(xiàn)象，甚至還會破損表面涂層。所以，在設(shè)計機械設(shè)備結(jié)構(gòu)與工藝的過程中，一定要對防腐能力加以考慮。在設(shè)計機械設(shè)備形狀的過程中，應(yīng)規(guī)避過于復(fù)雜且要簡潔，在整體角度上確保選用相同類型的金屬材料，以免采用過多的材料種類。在構(gòu)造設(shè)計方面，要盡量減少縫隙數(shù)量，以免表面發(fā)生劃痕，且要保證構(gòu)造清洗的便捷性。在實際焊接的過程中，應(yīng)確保內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)力的集中性，有效規(guī)避焊接缺陷的發(fā)生。在涂抹防銹涂層的過程中，一定要保證均勻性，盡可能選擇使用具有較強防腐性能的涂料，特別是要在焊接點的位置，強調(diào)涂刷的重要性。針對構(gòu)件的連接部位，需要采取必要的處理方式，以免發(fā)生縫隙腐蝕的問題。

(三)強度方面

設(shè)計化工機械設(shè)備的過程中，設(shè)計工作人員要對化工環(huán)境強腐蝕性能做出綜合性考慮，所以設(shè)計期間，也應(yīng)當強調(diào)機械設(shè)備強度設(shè)計的重要性。在這種情況下，設(shè)計剛度的時候，要求構(gòu)件與機械剛度、強度具體要求相適應(yīng)，并對腐蝕余量設(shè)計給予必要關(guān)注。一般來講，對化工機械進行設(shè)計期間，腐蝕余量是設(shè)備使用時間周期內(nèi)腐蝕深度的2倍。

(四)加大控制腐蝕力度

在合理控制化工機械設(shè)備防腐程度的過程中，就必須要針對其實施定期的防腐涂漆處理，并對金屬本質(zhì)加以改善，有效處理金屬的表面。在此基礎(chǔ)上，也必須對腐蝕環(huán)境進行改善，全面保護電化學(xué)腐蝕。另外，還要對周邊環(huán)境的污染程度加以控制，盡量減少腐蝕性或者是有害性氣體濃度，對工作環(huán)境溫濕度條件進行必要的控制。綜合考慮電化學(xué)腐蝕基本原理，對陽極進行犧牲處理，并對陰極加以保護，就能夠?qū)C械設(shè)備實施必要的保護。另外，也可以將外加電流加入其中，進而規(guī)避腐蝕問題的出現(xiàn)。具體的內(nèi)容就是將保護金屬和另一附加電極當做電池陰極和陽極，并且被保護金屬作為電池陰極。充分利用外加電流的作用，即可更好地保護陰極。

三、結(jié)語

在實踐過程中，應(yīng)當科學(xué)合理地采取必要的防腐措施，以達到防腐蝕的目標。針對防腐技術(shù)實施必要的研究并加以完善，特別是防腐材料性能方面，綜合考慮多種使用環(huán)境，對防腐漆亦或是防腐涂料加以合理化選擇，確保化工機械設(shè)備的防腐蝕性能不斷提高。