化工機械設備腐蝕原因及防范措施初探

楊勝義

摘 ? 要：化工機械設備主要是由金屬構件組成的，所處運行環境比較惡劣，長時間運行難免會出現腐蝕問題，輕則導致機械設備故障，重則導致安全事故。對于這一問題，只能采取有效的防范措施，盡可能地減少化工機械設備腐蝕問題。就此展開了討論，結合實際詳細分析了化工機械設備腐蝕的類型及其形成原因，就如何防范化工機械腐蝕提出了幾點建議。

關鍵詞：化工機械設備;腐蝕原因;防范措施

機械設備是化工生產的重要組成部分，不僅可以提高生產效率，增加企業產能，還能節約勞動力，減少生產成本。但是，化工機械設備經常會出現腐蝕問題，導致化工生產效率下降。所以，化工企業應當重視這一現象，并從實際生產入手制定一系列的防范措施，降低化工機械設備腐蝕對化工生產的影響，從而促進化工生產效率的提升。

1 ? ?化工機械設備腐蝕類型

1.1 ?化學腐蝕

化學腐蝕是最常見的腐蝕現象。化工機械設備產生化學腐蝕的主要原因是化工生產需要各種各樣的化學試劑，化工機械設備長期與化學藥劑接觸，難免會發生反應，導致化工機械設備金屬構件出現腐蝕現象。若是再受到外界溫度、濕度的催化，化工機械設備的化學腐蝕現象會更加嚴重。

1.2 ?電化學腐蝕

電化學腐蝕是指金屬材料與電解質溶液接觸，并在電極的作用下發生氧化還原反應，導致化工機械設備出現腐蝕現象。尤其是在潮濕的環境下，化工機械設備更容易發生電化學腐蝕[1]。

1.3 ?其他腐蝕

不同化工機械設備的組成、屬性都是不相同的。因此，所產生的腐蝕現象也不相同。如物理腐蝕，即材料出現單純的物理破壞問題，通常多是由溶解、滲透等造成的。另外，污水、化工機械設備超負荷運轉等也會導致化工機械設備出現腐蝕問題。

2 ? ?化工機械設備的腐蝕原因分析

2.1 ?內在原因

具體來說分為3種：（1）化工機械設備自身的防腐蝕能力比較弱。眾所周知，化工機械設備是由金屬構件組成的，晶粒密度越大的金屬，防腐蝕能力越強，組成的化工機械設備防腐能力也會越強。反之，越弱。（2）由于設計原因導致化工機械設備防腐能力下降。就目前來說，化工機械設備局部腐蝕現象最為嚴重，主要，是因為化工機械設備設計不合理，導致局部結構易沉積溶液及雜質。（3）化工機械設備零部件表面過于粗糙，更容易受到各種因素的影響，出現腐蝕問題。

2.2 ?外在原因

造成化工機械設備腐蝕的外在原因包括：（1）介質腐蝕性的影響。在化工生產中存在許多能夠導致機械設備腐蝕的介質。介質的濃度、成分不同，導致的腐蝕程度、情況也不相同。以硫酸為例，硫酸是化工生產必不可少的原材料，但是硫酸具有很強的腐蝕性，尤其是濃硫酸，不僅腐蝕性極強，還具有較強的氧化能力，即便是一些耐腐蝕的材料，在濃硫酸溶液中也會很快被腐蝕。（2）腐蝕性介質的流速也會造成化工機械設備腐蝕。無論是腐蝕液體還是氣體，其流速快慢會對機械設備造成不同程度的腐蝕。流速越高，化工機械設備腐蝕越嚴重。（3）溫度對化工機械設備腐蝕的影響。在溫度的催化下，一些腐蝕性不強的介質可能產生較強的腐蝕能力。（4）外界環境包含的氧、酸、堿、水分等均有可能導致化工機械設備出現腐蝕問題[2]。

3 ? ?防范化工機械設備腐蝕的措施

3.1 ?科學選材

避免化工機械設備腐蝕的根本方法就是結合化工生產實際腐蝕環境選擇合適的材料。在這之前，除卻了解腐蝕環境外，還要了解以下內容：第一，化工機械設備所處的溫度、壓力、濕度環境狀況;第二，材料的力學、物理、化學性質;第三，加工工藝，如熱處理、焊接、冷彎的工藝性能;第四，設備結構及經濟條件，盡可能地選擇比較經濟且使用性能佳、使用壽命長的材料;第五，充分依據行業標準選擇設備材料，如在選擇壓力容器材料時，需充分考慮《鋼制壓力容器》《壓力容器安全技術監察規程》等的要求。

現如今，比較常用的耐腐蝕材料有高分子材料、玻璃鋼、工程陶瓷、耐蝕塑料等。高分子材料有環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、含鹵素高分子材料等，其中，含鹵素高分子材料是指含氯、含氟的材料。常見的含氯材料有PVC、氯磺化聚乙烯等，多用來制作化工容器、管道、貯罐等機械設備。含氟的材料有聚三氟氯乙烯等，多用于防腐墊片、導管等制作。玻璃鋼材料主要指以玻璃纖維與其他材料合成的增強塑料，如環氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、酚醛玻璃鋼等。在貯槽、管道、輸送泵的設備制作中都可以應用玻璃鋼材料。工程陶瓷是一種新型材料，具有耐高溫、耐腐蝕等特點，如氮化硅陶瓷、氧化物陶瓷等。耐蝕塑料有PTFE、PPS、PVDF等?；て髽I在具體選擇時，可充分考慮上述條件，科學選擇耐腐蝕材料，提升化工機械設備的耐腐蝕能力。總之，通過科學選擇機械設備結構組成材料，可以進一步提升機械設備自身的防腐能力。

3.2 ?優化機械設備結構設計

在化工機械設備結構的防腐設計中，需注意以下問題：（1）盡量減少結構縫隙、死角。因為縫隙、死角很容易堆積溶液、固體物質，導致機械設備出現腐蝕問題。（2）盡量保持液體溫度的均勻化，以免液體局部溫度過高或過低，造成電位差，進而引發機械設備腐蝕。（3）盡量保證液體流速均勻，以免液體斷面變化過大，導致液體質量濃度不均勻。另外，若流速不均勻，還可能造成下沖蝕、孔蝕現象。尤其是在管道、旋轉機械中，最容易出現這些問題，導致機械設備出現腐蝕現象。（4）盡量簡化機械設備結構，以免形狀過于復雜。（5）在結構設計中，還需充分考慮機械設備施工工藝，盡可能地采用連續性焊接工藝，以免出現應力集中、焊接缺陷等問題，如咬邊、焊瘤等很有可能導致化工機械設備出現腐蝕問題。咬邊問題還會引發應力集中問題，導致凹陷邊出現夾縫，使機械設備出現嚴重腐蝕。（6）優化強度設計。化工機械設備處于高腐蝕、高溫等環境下，難免會出現腐蝕及性能下降的問題，所以，在結構設計中還需充分考慮化工機械設備結構的強度，確保其強度能滿足生產需求。另外，還可提前設計腐蝕余量，即在考慮機械設備使用壽命的基礎上，提前增加壁厚，該值的大小主要取決于腐蝕介質對材料的腐蝕速率、設備材料特性。需要注意的是，腐蝕余量的設計是針對化工機械設備均勻腐蝕的，對于點狀腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕等并沒有意義。（7）優化機械設備表面涂層工藝。這是一種非常有效的防腐方法。在防腐涂層設計中，優先選擇防銹漆，從而隔離金屬構件與腐蝕介質，同時，在死角、縫隙處涂抹防腐劑，要合理控制其涂抹質量，保證通過涂抹防腐劑既能達到提升化工機械設備的防腐能力，也能保證涂層不會導致機械設備的強度、結構發生改變。就實際來看，常用的有環氧樹脂、酚醛樹脂等。另外，在實際應用中，還需充分考慮防腐涂層應用對象的材質、形狀、使用環境等因素，進一步加強涂層工藝的管控?？傊ㄟ^合理優化機械設備結構設計，可以有效提升化工機械設備腐蝕的防范效果。

3.3 ?“一脫四注”防腐技術的應用

“一脫四注”是常用的防腐措施，能有效提升化工機械設備的防腐能力。目前，這種方法被廣泛應用到了煉油化工行業中。從原理上來說，這種工藝能有效緩解含鹽及氯化物對機械設備的腐蝕，所以，還可將其應用到石油化工等其他領域中。

“一脫四注”是指原油脫鹽、注堿、注氨、注堿性水、注緩蝕劑。其中，原油脫鹽是指減少原油的鹽酸含量，進而減少氯化氫生成量，達到緩解腐蝕的目的。因為原油中少量的鹽進入水中后會發生水解反應，生成氯化氫氣體，進而形成以氯化氫、硫化氫、水為主的腐蝕介質。這種腐蝕介質對冷凝系統、塔盤的腐蝕危害最為嚴重。“四注”是一種防腐工藝，在實際應用中多進行一體化的操作，從而進一步提升機械設備的防腐蝕能力。其中，“注堿”是指向原油中注入堿，從而使原油中氯化鎂轉化為氯化鈉。由于氯化鈉的可溶性比較好，所以它不會發生水解、生成氯化氫氣體，這樣就可以有效防止化工機械設備出現腐蝕現象。“注氨”是指在完成“注堿”工藝后，繼續向其中加入氨，從而使氨與氯化氫反應生成氯化銨，這樣就能減少氯化氫含量，緩解化工設備腐蝕問題?！白A性水”是指向包含氯化銨的溶液注入堿性水，使其與氯化銨反應，從而達到溶解氯化銨、防治氯化銨堵塞設備的目的?！白⒕徫g劑”是指其中注入可形成膜的有機胺類化合物，從而使其吸附在金屬表面，形成保護膜，達到防治機械設備腐蝕的目的。總之，這一工藝能消除化工生產中包含的含鹽及氯化物，提升機械設備的抗腐蝕能力。

4 ? ?結語

化工機械設備防腐工作對化工生產非常重要，化工企業應當高度重視機械設備防腐工作，并從機械設備腐蝕原因入手，靈活采用優化機械設備結構設計、科學選擇設備結構材料等防腐措施。

[參考文獻]

[1]魏者聰，高 ?陽，王長紅，等.化工機械設備電化學腐蝕與防護方法研究[EB/OL].（2019-11-10）[2020-02-10].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1183.TQ.20191107.1511.058.html.

[2]林海波，盧艷芳，蔡 ?浪，等.化工機械設備腐蝕原因及防腐方法分析[J].化工管理，2018（5）：193-194.