提升化工機械設備防腐蝕能力的措施分析

代曉宇

（大慶石化建設有限公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

化工生產環境通常較為復雜，受溫度、濕度、電解質、大氣環境等因素影響，化工機械設備在長時間使用中通常會出現被腐蝕現象?；C械設備出現腐蝕不僅會影響設備運行及生產效率，而且也是很大的安全隱患，化工生產機械設備防腐蝕管理是一項重要工作。提高化工機械設備防腐蝕能力不僅能夠有效提升化工生產環境的安全穩定性，而且還能出促進化工生產經濟效益的提高，因此提高化工機械設備防腐蝕能力具有重要意義。

1 化工機械設備腐蝕原理及腐蝕類型分析

化工機械設備腐蝕本身是一個化學反應的過程，設備與物料介質作用是影響腐蝕發生情況的重要因素，從這個角度分析，設備腐蝕一般可分為活性材料腐蝕和惰性材料腐蝕兩種形式。

活性材料腐蝕主要是指材料表面在均勻腐蝕作用下，局部區域因腐蝕較為嚴重而出現較多痕跡或坑洞，進而在痕跡伸出產生裂開紋路的現象。

惰性腐蝕則是材料表面由于形成鈍化膜而沒有產生明顯腐蝕痕跡，斷裂紋路主要由材料表面向內部及深入蔓延，出現交叉斷紋的情況較少。

簡單而言，活性材料腐蝕通常發生在金屬等不耐化學腐蝕材料中，在腐蝕介質侵蝕作用下慢慢被破壞而形成溝槽等情況。這些小溝槽的根部在機械設備運行的循環載重中就會發生塑性移動，從而使腐蝕活性增加，進一步加強腐蝕作用，導致紋裂形成。相對于活性材料腐蝕而言，惰性材料腐蝕主要發生在可以耐一般化學腐蝕金屬中，從微觀角度分析，這些材料部分區域內存在不均勻及殘余應力，因此在較小循環載重下也會發生塑性流動，從而導致局部范圍內出現滑移帶?；茙П旧砭哂屑訌姼g性，其逐漸延伸到一定程度后就會破壞所處部位的鈍化膜，金屬材料于介質發生作用后就導致了腐蝕現象。

另外，從化學角度對化工機械設備腐蝕類型進行分類，可將腐蝕分為化學腐蝕和物理腐蝕兩種類型?；瘜W腐蝕是機械設備在較強腐蝕性化學物質影響下而發生的腐蝕現象，也有氧化導致的腐蝕，這主要跟機械設備本身材料有關。機械設備物理腐蝕具有腐蝕過程未發生化學反應但卻對機械設備造成破壞的特點，處于高位作業環境下的化工機械設備較容易出現此類腐蝕?；瘜W腐蝕是化工生產機械設備中較為普遍的一種腐蝕現象，是化學反應導致的腐蝕?；瘜W腐蝕往往集中于設備局部位置，也有均衡腐蝕的情況，但比較少，只有在設備完全浸泡于某種特殊溶液或腐蝕性氣體的情況下才發生，這類腐蝕速度通常也較快。

2 化工機械設備發生腐蝕的影響原因分析

2.1 外在影響因素

2.1.1 原料腐蝕

化工生產是一個復雜的過程，生產中使用的原料很多也具有腐蝕性，原料腐蝕是化工機械設備發生腐蝕的重要原因之一。例如酸性物質、堿性物質，對金屬物質等都是具有一定的腐蝕性的，機械設備在這些物質長時間侵蝕下就會出現銹蝕等現象。原料腐蝕通常作用于較多區域，而首先受到影響的就是原料存儲設備，反應物長時間存儲于設備內部空間后，設備壁厚在腐蝕作用逐漸下降，如若不及時處理久而久之就會發生滲漏問題，從而造成設備破壞而影響化工生產進行。另外，運輸設備也是受腐蝕的重要設備，雖然原料在運輸設備中存儲的時間并不長，但是其腐蝕影響也是不容忽略的。運輸設備中，運輸管道、各類閥門等是腐蝕較為明顯的地方，腐蝕到一定程度就會導致滲漏等問題，從而影響設備各項性能，使設備不能正常運行使用。

2.1.2 環境腐蝕

化工生產環境也是導致機械設備發生腐蝕的原因之一，生產環境的溫度、濕度等對腐蝕作用有很大影響。機械設備為提高防腐蝕性能，往往會對表面進行一定的處理，例如噴防腐油漆等，但對于大結構機械設備往往很難做到全面防腐，這些機械設備處于室外自然環境中，久而久之表面就會出現銹蝕。處于室內環境的機械設備，也并不是不發生腐蝕情況，只是腐蝕的速度比較慢，這種情況下更要加強對設備的檢修維護，避免疏忽而導致嚴重腐蝕情況。

2.2 內在影響因素

2.2.1 機械設備自身防腐蝕能力

化工機械設備防腐能力是影響腐蝕情況的重要因素，相對于防腐能力較強的機械設備，防腐能力較差的往往更容易受到腐蝕。而設備自身質量問題是影響其防腐能力的重要因素，如果機械設備材料質量本身不好，或是出廠前沒有全面做好防腐蝕處理，那么其在化工生產實際使用中的防腐性能就較差，就更容易出現腐蝕現象。

2.2.2 機械設備自身結構及組成

許多化工機械設備都具有體量大、內部零件多等特點，這就增加了平時清洗維修的難度?；C械設備在長時間使用中會與外部具有不同程度腐蝕性的物質接觸，接觸一定時間后就會出現不同程度的銹蝕等現象，為避免腐蝕現象加重，工作人員需要對腐蝕進行及時處理，但是如果化工機械設備本身結構及組成較為復雜，很難對腐蝕進行徹底處理，那么長時間運行下腐蝕情況也會逐漸加重，從而導致腐蝕現象的發生。

3 提高化工機械設備防腐蝕能力的具體措施

3.1 合理選擇設備材料

化工機械設備本身材料是影響設備整體防腐蝕能力的重要因素，因此在機械設備制造過程中，應重視對材料的選擇，在保證設備功能基礎上盡量選用防腐蝕性強的材料，從根本上提高化工機械設備防腐蝕能力。當前，大部分機械裝置的生產都是采用普通碳素鋼作為主要材料，這主要是由于該類材料價格不高，并且加工工藝不復雜，如果運用到化工行業當中，因為化工設備常常會接觸到高濃度腐蝕性介質，加上材料自身防腐性能較差，所以極易發生腐蝕。如使用頻率較高的Q235 鋼材，如若在鹽酸環境中腐蝕速度可以達到（0.5～1.0）mm/a。雖然在實際生產過程中，不少企業都會定期對設備的表面進行防腐材料的涂抹，不過如若設備表面出現涂料脫落或是出現劃痕的情況下便會出現電化學腐蝕，讓電化學腐蝕速度更快，使得設備的使用壽命大打折扣。所以在實際生產過程中，需要避免使用該類鋼材作為原材料，并且應當科學選用09MnCuPTi、16MnCu 等耐腐蝕鋼作為設備的制造基材。在選擇設備過程中則需要盡量選用耐腐蝕鋼為材料的裝置，如304 不銹鋼等，雖然該類裝置價格要高一些，不過在整體經濟及效益來說，防腐性能要更優，能夠減小生產成本，延長設備的使用壽命。

3.2 加強物質流速與自然環境控制

在實際化工生產中，一些物體在較高流速情況下會形成更強的作用力，從而加速對設備的腐蝕作用，降低設備壁厚，因此可以從這個角度考慮，通過控制物質流速來降低物質對設備的腐蝕作用。在實際處理操作中做到以下2 點：①優化閥門、管道等重點部位設置，充分利用這些部位進行物質流速調節，使整個生產系統更加穩定運行；②合理設置流速控制裝置，以降低腐蝕效果。對于不能控制的機械設備，應加強各構件檢修和更換工作，合理采用加大轉折角度等方式對物質流速予以控制。自然環境控制方面，如果是室內環境，應利用排風扇、空氣干燥設備等對環境溫度、通風度及濕度等進行有效控制，為化工機械設備創造更好環境。

3.3 做好化工機械設備日常養護工作

化工機械設備管理及養護是化工生產企業生產運營管理的重要內容，也是及時發現設備問題及故障、確保機械設備正常運轉的有效手段，因此針對提升機械設備防腐蝕能力而言，日常養護非常重要?；どa企業應安排專業人員對各種機械設備進行定期檢修和養護，在運行過程中發現任何異常都要高度重視，并組織技術人員進行檢查分析，及時處理解決，確保化工機械設備以最佳狀態運轉，從而降低機械設備受腐蝕作用，保證化工生產安全穩定進行。

3.4 科學運用防腐蝕方法

運用合理方法對化工機械設備進行防腐蝕處理也是提升設備防腐蝕性能的重要手段。具體可從3 個方面著手：

（1）電化學防腐方法。電化學方法是一種通過化學反應將化工機械設備作為陰極，其他物質作為陽極而構成防腐蝕電池環境來提升設備防腐蝕能力的方法，在由于水或土壤等物質導致的腐蝕方面防治效果較為顯著，化工生產企業應根據設備特性及實際情況合理采用電化學等方法進行防腐蝕處理。

（2）設置絕緣層。對化工機械設備設置絕緣層也是提升防腐蝕能力的一種有效方法。通常應用的絕緣層有致密氧化層和防腐油漆兩種。前者目前已開發出多種形式，在與反應物直接接觸的設備中應用較多；而設備表面常用刷涂防腐涂料的方式進行防腐蝕處理，但實際上，在許多化工機械設備中都是將兩種方式融合應用，以達到最佳防腐蝕效果。

（3）外加電流陰極保護法。外加電流陰極保護法防腐蝕通常指的是采用輔助陽極與外加直流電來讓電流通過土壤來進入到被保護的機械設備當中，讓整體設備的結構電位都比周邊的環境要低，從而達到保護設備的作用。

4 結束語

因為化工生產企業常常會需要使用到腐蝕性的介質，因此對于生產機械設備的抗腐蝕性能要求較高。所以在實際生產運行過程中，工作人員應當要能夠由多方面進行考慮來不斷提高化工機械設備的防腐蝕能力，延長設備的使用壽命。