設(shè)備焊接工藝中的腐蝕因素及控制方法剖析

饒澤慶　劉棟軍

【摘? 要】現(xiàn)如今，我國的科學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，這使得我國的化工企業(yè)中越來越多的應(yīng)用到了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備，但是在這些設(shè)備中還是存在著諸如腐蝕等問題。為了保障設(shè)備的正常運(yùn)行，需要對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的腐蝕問題進(jìn)行解決。因此，本文首先介紹了化工設(shè)備所受腐蝕危害的分類以及化工機(jī)械設(shè)備焊接工藝中的腐蝕現(xiàn)狀，接著分析了化工機(jī)械設(shè)備焊接工藝中的腐蝕因素，最后提出了相關(guān)的解決措施，希望在化工設(shè)備的防腐上提供一些經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】設(shè)備;焊接工藝;腐蝕因素;控制方法

引言

出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的最主要的因素就是化工機(jī)械設(shè)備一直處于高濕度和高溫度的環(huán)境中。如果化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕，設(shè)備的審美特點(diǎn)以及自身的使用性能都會(huì)受到很大程度上的降低，設(shè)備的使用壽命也大大的縮短，化工企業(yè)的生產(chǎn)成本也會(huì)得到一定程度上的增加。因此，為了最大限度的提升化工機(jī)械設(shè)備的審美特點(diǎn)和審美性能、增加化工機(jī)械設(shè)備的使用壽命、促進(jìn)化工行業(yè)的迅速發(fā)展，一定要詳細(xì)的分析化工機(jī)械設(shè)備在焊接工藝中的腐蝕現(xiàn)象，在實(shí)踐中找出影響其腐蝕的機(jī)理，并且采取相關(guān)的措施解決。

1.化工設(shè)備所受腐蝕危害的分類

眾所周知，相對(duì)于其它的行業(yè)，化工行業(yè)的工作環(huán)境是很差的，許多外界的自然因素、人為因素以及其它因素等或多或少的會(huì)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響。也正是因?yàn)槿绱耍C(jī)械設(shè)備的使用性能以及壽命就更加不可能得到保障了。化學(xué)腐蝕以及電化學(xué)腐蝕是化工設(shè)備生產(chǎn)過程中最主要的兩種腐蝕機(jī)理。其中，電化學(xué)腐蝕是一種較為復(fù)雜的腐蝕，它是因?yàn)殡姾傻牧鲃?dòng)，使得電解質(zhì)溶液和金屬之間產(chǎn)生了變質(zhì)，在這個(gè)過程中的陽極會(huì)產(chǎn)生一定的電子。陰極主要是對(duì)陽極產(chǎn)生的電子進(jìn)行接收，在接收的過程中會(huì)產(chǎn)生電流，這就是電化學(xué)腐蝕。與電化學(xué)腐蝕不同，周邊戒指和簡述管壁之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)就是化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕會(huì)使得介質(zhì)的物理和化學(xué)性能遭到很大的改變。但是金屬介質(zhì)和金屬的內(nèi)部之間并不會(huì)產(chǎn)生電流。化工設(shè)備的腐蝕機(jī)理主要是化學(xué)和電化學(xué)腐蝕，而腐蝕的種類則包括了全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕是一種較為麻煩的情況，也是一種很嚴(yán)重的腐蝕，指的是腐蝕性介質(zhì)都與化工設(shè)備的全部金屬表面產(chǎn)生的化學(xué)或者是電化學(xué)腐蝕。如果發(fā)生了全面腐蝕的情況，化工設(shè)備管道的承壓能力會(huì)大大下降。嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致管道破裂，造成生產(chǎn)中斷，還可能會(huì)出現(xiàn)爆炸等重大事故。局部腐蝕指的是腐蝕性介質(zhì)和化工設(shè)備的部分的金屬表面產(chǎn)生化學(xué)或者電化學(xué)腐蝕，其危害程度也很大，需要引起足夠的重視。

2.化工機(jī)械設(shè)備焊接工藝的腐蝕現(xiàn)狀

雖然說我國在防腐工作中已經(jīng)得到了不小的進(jìn)步，但是還是存在著很多的問題。其中最常見的就是已經(jīng)焊接成型的化工機(jī)械設(shè)備長期和有腐蝕性特點(diǎn)的設(shè)備相接觸，從而產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，使得化工機(jī)械設(shè)備的尺寸或者是外形發(fā)生變化。這使得化工機(jī)械設(shè)備的使用效率不能得到保障，設(shè)備的使用壽命也大大縮短，相關(guān)的技術(shù)人員也面臨著一些未知的危險(xiǎn)。上文中提到了全面腐蝕和局部腐蝕兩種腐蝕類型，局部腐蝕是只出現(xiàn)在金屬設(shè)備上的，而全面腐蝕則要嚴(yán)重得多，不僅會(huì)出現(xiàn)在設(shè)備的金屬上，還會(huì)迅速的腐蝕其它的部位。

3.化工機(jī)械設(shè)備焊接工藝中的腐蝕因素

3.1化工機(jī)械設(shè)備材料

化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的一個(gè)重要的因素就是在設(shè)備焊接工藝中所使用的制作以及焊接的材料都是金屬。金屬長期暴露與空氣中，就非常容易被氧化，或者被其他物質(zhì)腐蝕。現(xiàn)如今，我國很多的化工企業(yè)在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行焊接的過程中使用的材料都是不盡相同的。在這樣的情況下，就很可能會(huì)使用顆粒較粗的金屬原材料，質(zhì)量不好的原材料使得化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度更加迅速了。

3.2液體腐蝕

需要注意的是，在對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行焊接的時(shí)候需要和不同種類的溶液以及其它的取值進(jìn)行直接的接觸。而如果溶液與物質(zhì)具有一定的腐蝕性，如果化工機(jī)械設(shè)備上的金屬材質(zhì)表面，尤其是焊縫表面沒有防腐蝕的涂層或者金屬的防腐蝕性能不理想，這些情況的出現(xiàn)會(huì)對(duì)化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生很大的影響。

3.3機(jī)械零件外表情況

通常情況下，化工機(jī)械設(shè)備的外表出現(xiàn)肉眼可以觀察得到的腐蝕的話，是不會(huì)對(duì)化工生產(chǎn)造成危害的。但是如果化工機(jī)械設(shè)備的零件焊接處內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，那么就有可能影響化工機(jī)械設(shè)備的正常使用性能以及施工安全。對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備的零部件焊縫腐蝕現(xiàn)象來說，會(huì)先表現(xiàn)在零部件焊縫的表面氧化層被腐蝕，導(dǎo)致內(nèi)部金屬暴露在空氣中。金屬的特殊性質(zhì)決定了其很容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。如果化工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長，焊接處應(yīng)力集中，腐蝕速度就會(huì)更快。

3.4客觀環(huán)境腐蝕

在化工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中，會(huì)一直在復(fù)、惡劣的環(huán)境中工作，這種環(huán)境中一般都有許多具有腐蝕性的物質(zhì)。例如，化工生產(chǎn)環(huán)境中最常見的就是酸性物質(zhì)或者堿性物質(zhì)。如果化工機(jī)械設(shè)備焊接處與這些物質(zhì)進(jìn)行接觸，那么設(shè)備的焊接處就會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，當(dāng)焊接處外表被腐蝕后，內(nèi)部的金屬的腐蝕速度也就會(huì)越來越快。

4.設(shè)備焊接工藝中化工機(jī)械設(shè)備的防腐控制方法

4.1科學(xué)選擇化工機(jī)械設(shè)備的焊接材料

上文中已經(jīng)提到，如果使用了不合適的金屬原料來對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行焊接的話，就會(huì)加快化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度，所以說，為了避免這個(gè)問題，一定要堅(jiān)持選擇合適的焊接原材料。在進(jìn)行選擇的過程中，首先要對(duì)每一種金屬材料的特性進(jìn)行了解，比如說其防腐性能、使用壽命等。在化工機(jī)械設(shè)備防腐的過程中，科學(xué)選擇機(jī)械設(shè)備至關(guān)重要，因此，一定要選擇最為正確的方法來進(jìn)行化工機(jī)械設(shè)備的制作。需要注意以下幾個(gè)方面：首先，通過選擇金屬的焊接加工位置來提升化工機(jī)械設(shè)備的防腐性能。其次，單一的某種金屬的抗氧化能力都相對(duì)較差，如果在焊材中加入金、銀、鎳、鈦等金屬材料，但又會(huì)增加化工機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)升本。所以，針對(duì)成本較高的化工機(jī)械設(shè)備零部件，就要按照原材料的使用年限進(jìn)行分類，選用不同的焊接方式和焊材，為了保障設(shè)備的使用性能始終處于最佳的狀態(tài)，一定不能讓化工機(jī)械設(shè)備長期的暴露在腐蝕的環(huán)境中。最后，為了最大限度的延緩化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度，要充分了解化工設(shè)備的工作環(huán)境，然后再選擇合適的金屬材料來對(duì)其進(jìn)焊接。比如說，在濃硫酸環(huán)境中的化工機(jī)械設(shè)備的制作，可以選擇碳鋼性焊接材料;在氧化性較強(qiáng)的環(huán)境中的化工機(jī)械設(shè)備的制作，可以選擇加鈦金屬焊接材料;在氫氟酸環(huán)境中的化工機(jī)械設(shè)備的制作，可以選擇蒙乃爾焊接材料。

4.2在焊接金屬表面增加防腐層

在焊接金屬表面增加防腐層能夠有效地控制焊接工藝中化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象。例如，可以使用噴漆或者外包等方法將金屬與腐蝕性的液體或者物質(zhì)進(jìn)行隔離，既能保證設(shè)備的正常使用，又可以達(dá)到理想的防腐蝕效果。在焊接金屬表面增加的防腐層可以使金屬的外觀發(fā)生改變，而防腐層的材料主要是一些不腐蝕的材料或者低腐蝕性的材料，可以把腐蝕性的物質(zhì)與金屬進(jìn)行隔離。但是部分防腐層的材料密度沒有達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，或者存在較大的孔隙，那么其防腐性能就要重點(diǎn)關(guān)注，通過綜合涂層法，將多種防腐材料搭配使用，確保防腐作用的長期有效。

4.3設(shè)計(jì)防腐蝕措施

在設(shè)計(jì)防腐措施的時(shí)候，需要注意以下幾個(gè)方面：首先優(yōu)化化工機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，在進(jìn)行板面焊接的時(shí)候，要盡量使焊縫遠(yuǎn)離斷面;在進(jìn)行金屬焊接的時(shí)候，要根據(jù)容器壁的厚度科學(xué)選擇合金墊;針對(duì)化工機(jī)械設(shè)備中的金屬構(gòu)件，要進(jìn)行螺母的密封或者噴漆。其次，盡最大的可能簡化化工機(jī)械設(shè)備的外觀結(jié)構(gòu)，減少焊接量;盡量避免凹陷結(jié)構(gòu)，防止設(shè)備焊接處應(yīng)力過大，也可避免腐蝕性物質(zhì)的堆積，減少化工機(jī)械設(shè)備被腐蝕的概率。最后，如果是特殊功能的設(shè)備，要設(shè)計(jì)排水孔，避免液體在設(shè)備內(nèi)長期積存，同時(shí)采取一系列措施保持化工機(jī)械設(shè)備處于干燥狀態(tài)，避免積液對(duì)焊縫熱影響區(qū)造成電化學(xué)腐蝕。

4.4 增強(qiáng)防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從表面開始腐蝕是金屬腐蝕的最大特性，為使得金屬的表面處于最佳的狀態(tài)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，這樣也能夠方便腐蝕控制。最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括了兩種：（1）為了使防腐蝕的效果發(fā)揮到最大，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之初就要對(duì)方面的考慮防護(hù)措施。（2）盡可能對(duì)環(huán)境中的不均勻性進(jìn)行減少或者是消除，滿足設(shè)備的使用性能。在防腐蝕設(shè)計(jì)中需要注意以下幾個(gè)原則：（1）在對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)的設(shè)備外結(jié)構(gòu)最好比較簡單，表面較為光滑。（2）為了防止沉積物和腐蝕介質(zhì)的腐蝕，一定要在設(shè)計(jì)之初就考慮好措施。（3）為了避免電偶腐蝕的情況，在相同的結(jié)構(gòu)中，最好使用一樣的材料。（4）一定要防止對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行沖刷。

4.5強(qiáng)化工作人員的防腐意識(shí)

現(xiàn)如今，許多的化工企業(yè)并沒有很重視防腐工作，防腐意識(shí)不強(qiáng)。所以說，為了更好的做好這項(xiàng)工作，領(lǐng)導(dǎo)一定要從自身做起，從思想上提高工作人員的防腐意識(shí)。其次就是從制度上貫徹執(zhí)行防腐蝕工作，完善防腐蝕的制度，從兩方面入手，保障防腐的效率。

4.6合理應(yīng)用防腐蝕新技術(shù)

隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，有許多的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)在防腐工作中得到了應(yīng)用，所以說，相關(guān)的化工企業(yè)一定要注意這方面的問題，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，努力做好防腐工作。

5.結(jié)束語

總的來說，只有做好防腐的工作才能夠保證化工企業(yè)的生產(chǎn)效率以及安全系數(shù)。所以，非常有必要通過各種防腐蝕控制方法來延緩腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)時(shí)間和減慢腐蝕速度，從而保證化工機(jī)械設(shè)備的使用年限，提升化工生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。還需要注意的是，在對(duì)焊接材料進(jìn)行選擇、對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候都要充分的結(jié)合實(shí)際情況，將防腐工作貫穿全程。

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（作者單位：上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司）