化工機械設備防腐蝕涂料在鋼表面的應用

摘 要：伴隨我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，化工行業(yè)在我國國民經(jīng)濟中越來越重要，對當前時期我國的化工企業(yè)來說，降低化工機械設備腐蝕的產(chǎn)生，避免設備產(chǎn)生故障，造成化工行業(yè)損失，已經(jīng)成為我們當前亟待解決的重要問題。本文我們主要從化工行業(yè)機械設備的腐蝕種類以及腐蝕過程展開，接著全面分析了腐蝕材料化工行業(yè)機械設備中的應用情況[1]。

關(guān)鍵詞：防腐蝕;化工機械設備;涂料

0 前言

化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會應用到能夠產(chǎn)生很大腐蝕作用的化學原料或化學添加劑，當機械設備同化學原料或添加劑產(chǎn)生密切接觸時，那么就容易對化學機械設備造成一定的腐蝕作用，腐蝕作用不但能夠影響設備的使用壽命，造成設備零件的損壞，造成企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓情況，同時還會造成周邊出現(xiàn)很大的環(huán)境污染、能源浪費等程度不同的危害發(fā)生，從而使企業(yè)產(chǎn)生不可估量的損失。環(huán)境中的中間介質(zhì)同物質(zhì)的相互作用是造成化工行業(yè)機械設備產(chǎn)生腐蝕的最主要因素，外力的影響作用很小，通常僅僅發(fā)生在腐蝕疲勞的情況下才會出發(fā)揮出作用。所以一定要重視相關(guān)機械設備產(chǎn)生腐蝕的重視力度，并積極采取有效措施進行控制改善，這對于提升化工行業(yè)機械設備的整體效益具有十分重要的意義。

1 化工機械設備防腐蝕的種類

1.1 根據(jù)腐蝕能夠產(chǎn)生的破壞性可分成整體腐蝕和局部腐蝕

1.1.1 整體腐蝕

主要指的是化工機械設備在同腐蝕性介質(zhì)相接觸過程中，接觸的部分或全面金屬表面產(chǎn)生的腐蝕。當化工機械設備出現(xiàn)整體腐蝕，就容易降低金屬表面的厚度，因而就容易為化工機械設備帶來非常大的安全隱患。整體腐蝕是在化工機械中發(fā)生腐蝕幾率較高的一種腐蝕類型。在強酸與強堿中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕可以將其歸結(jié)為均勻腐蝕，均勻腐蝕在實際中的危害程度不高，可以在具體維護過程當中進行預測，也可以在設計當中根據(jù)機器使用年限對腐蝕程度實施有效預估。

1.1.2 局部腐蝕

主要指的是在腐蝕情況的發(fā)生僅僅出現(xiàn)在金屬表面的某個區(qū)域，其他部分未產(chǎn)生腐蝕問題或者腐蝕情況較輕;同整體腐蝕的破壞程度相比，局部腐蝕的損害速度一般是非常快的，在特殊情況下，還容易產(chǎn)生意外性破壞，存在很大的安全隱患;點腐蝕、氫腐蝕、雙金屬腐蝕以及磨損腐蝕等都是人們經(jīng)常見到的腐蝕破壞類型。

1.2 根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機理可以將腐蝕類型分為化學腐蝕、電化學腐蝕

化學腐蝕：在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常能夠利用多種容易產(chǎn)生很大腐蝕作用的化學原料或化學添加劑，當化學企業(yè)當中的機械設備同化學原料或添加劑產(chǎn)生密切接觸時，那么就容易在化學機械設備表面產(chǎn)生化學反應從而進一步造成金屬物質(zhì)產(chǎn)生氧化，引發(fā)設備金屬表面出現(xiàn)很大程度的破壞;當外界環(huán)境溫度較高時，這時金屬物質(zhì)的表面與化學物質(zhì)間產(chǎn)生常見的化學腐蝕反應。

1.3 根據(jù)腐蝕的表象以和腐蝕產(chǎn)生的原因也可將腐蝕類型分為大氣腐蝕、震動磨損腐蝕、電化學腐蝕與縫隙腐蝕等

通常在化工企業(yè)中常見的化工機械腐蝕類型有縫隙腐蝕、疲勞腐蝕。

2 化工機械設備腐蝕過程

2.1 大氣腐蝕

大氣腐蝕一般出現(xiàn)在大氣環(huán)境較差，污染較嚴重的地區(qū)，空氣當中常常會有很多的硫化物、酸堿鹽、二氧化碳等一些擁有很強揮發(fā)性的物質(zhì)，同時空氣當中會有很多的工業(yè)粉塵，揮發(fā)性物質(zhì)以及工業(yè)粉塵常常是造成腐蝕性反應的主要介質(zhì)。當這化工機械設備在多種物質(zhì)混合的條件下，處于較高的濕度環(huán)境，那么其中空氣中的水蒸氣常常會同酸性氣體進行混合構(gòu)成無機酸，無機酸的具有更加強的腐蝕性。如當鐵合金或鐵物質(zhì)處于濃度非常高的無機酸條件下時，往往就會產(chǎn)生相當復雜的化學反應。通常人們見到最多的就是鹽酸和鐵物質(zhì)的化學反應，F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2，這種情況下的鋼結(jié)構(gòu)破壞力較強，破壞面積較大。在大氣環(huán)境當中，能夠?qū)C械設備造成腐蝕最重要的因素就是化學腐蝕同電化學腐蝕。這兩種性質(zhì)是腐蝕，從本質(zhì)上來分析，主要是化工機械設備當中的金屬原子失去電子，從而造成陽離子產(chǎn)生的化學反應過程，其中最主要的不同之處為二者產(chǎn)生化學反應的條件不同。電化學腐蝕主要是處于高濕度環(huán)境，產(chǎn)生的一系列氧化反應，例如，化工機械設備當中的鐵合金負極反應情況一般是：2H2O+O2+4e-=4OH-，接著陰陽離子發(fā)生結(jié)合Fe2++2HO-=Fe（HO）2，接著Fe（OH）2在水、氧氣混合作用下形成Fe（OH）3，從而引發(fā)設備產(chǎn)生的大面積腐蝕，由此造成設備使用年限縮短。

2.2 化工機械設備電化學腐蝕過程

化工機械設備當中的金屬物質(zhì)容易產(chǎn)生電化學腐蝕的最重要的因素是就是金屬物的表面會結(jié)合空氣當中出現(xiàn)的導電離子，從而能夠產(chǎn)生一系列的化學反應，進而使設備會有程度不等的破壞。通常情況下電化學原理引起的化工機械設備的腐蝕，都會有超過一個陽極反應與陰極反應。其中電化學腐蝕當中常常出現(xiàn)的一種反應就是氧化反應，氧化反應的發(fā)生主要過程的利用金屬的特性將金屬離子轉(zhuǎn)移出來，然后將其轉(zhuǎn)移到電化學反應的主要介質(zhì)中，通過這種變化能夠產(chǎn)生的電子流往往會同電化學反應的主要介質(zhì)完全結(jié)合;陰極作為化學反應當中較強的腐蝕劑，通常會和陽極轉(zhuǎn)移構(gòu)成的金屬離子形成還原反應。化工機械設備電化學腐蝕過程中產(chǎn)生的電流通常不會出現(xiàn)外部反應，它通常情況下是在內(nèi)部進行陰極的自損，從而會使化工機械設備的腐蝕速率出現(xiàn)大幅增加。

3 常用的防腐涂料

防腐涂料的采用不但能夠有效隔斷金屬物質(zhì)同化學反應中間介質(zhì)的有效接觸，同時還能夠降低金屬的腐蝕性，充分發(fā)揮較好的陰極保護機制。目前應用最多的防腐材料有下面幾種。

3.1 酚醛樹脂涂料

酚醛樹脂涂料本身雖然具有的較強的耐腐蝕性，但是由于受到施工不便因素的影響，同時還由于酚醛樹脂涂料柔韌性與附著力不夠強，所以在化工機械設備防腐施工具體的應用中受到了很大的限制。因此，人們在采用酚醛樹脂涂料之前就需要加強它有效性方面的改進，比如，在松香改性桐油和酚醛樹脂過程職工，要添加進多種顏料，在研磨作用下從而研制出不同的磁漆，磁漆的應用能夠?qū)C械設備起到有效地防護作用。由此分析可以得出，磁漆具有堅韌的特性，價格相對來說也會較低，具有較強的經(jīng)濟性。正因改性后的酚醛樹脂涂料具有較強的耐水耐熱以及很強的附著力，同時最主要是有較強的抗腐蝕性，人們在這種改性后的防腐涂料應用過程中，可以將其擴展到門窗以及裝修涂裝方面[2]。

3.2 油脂材料

它本身屬于一種干性油膜材料，其主要具有下面的優(yōu)點：成本具有較高的經(jīng)濟性、生產(chǎn)效率高、涂刷性能優(yōu)良，涂刷過程中對涂刷面的要求是保持濕潤性，但是同樣具有質(zhì)地較軟或機械性能較差的缺點。

3.3 環(huán)氧樹脂涂料

一般是由環(huán)氧樹脂同固化劑構(gòu)成，因而就擁有了很強的附著力，能夠?qū)A性物質(zhì)、油類產(chǎn)生穩(wěn)定的防護作用，但是它最主要的缺點是壽命相對較短，缺乏較高的抗老化性能。

3.4 生漆

生漆不但擁有很強的附著力和堅韌的漆膜，最主要是由于它一般表現(xiàn)出來很高的光澤性，同時針對土壤、水、油等物質(zhì)的腐蝕作用能夠產(chǎn)生較強的抵抗力。但是生漆最大的缺點就是它具有很強的毒性，能夠引起人們對生漆造成不同程度的過敏反應，且生漆具有較差的強氧化劑和堿性。

4 表面涂層的方法

在化工機械設備表面進行防腐涂漆是人們經(jīng)常應用的，同時也是最有效的防腐蝕方式，選擇科學合理的防銹漆，能夠有效隔離開腐蝕介質(zhì)同構(gòu)件，尤其是要注意化工機械設備中的焊縫涂漆。涂層防工作通常情況下不對設備的強度與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，一般是在化工機械設備的外部實施涂裝防護，從而有效隔離機械設備同周圍介質(zhì)，使其免遭腐蝕或降低腐蝕程度。當前應用最多的防腐涂料很多都是環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂等一些油性的涂漆。人們通常情況下，為了能夠有較好的防腐目的，不僅要對漆膜的防銹能力、漆膜的老化走向以及漆刷能力有要求，同時還對需要刷漆的形狀、部位以及施工條件有深入的了解。

5 化工機械設備防腐蝕涂料在鋼表面的應用

5.1 表面除銹

防銹涂料的應用效果好壞，其中最主要是在表面的處理上，我們不能夠?qū)C械設備的防銹涂料直接涂于物體表面。在防銹涂料涂裝過程中雖然存在一些油污、較少的銹斑情況，但是一定要去除舊漆膜、氧化皮或浮銹，比如，潮濕環(huán)境中的鋼鐵表面當沾有較多粉塵或酸、堿、鹽，這時就需要對表面進行水洗工作，然后晾干處理，直到?jīng)]有水滴出現(xiàn)，然后再進行物體的有效性防腐蝕處理，降低鐵銹以及氧化皮等各種雜物對化工機械的腐蝕，還可以利用噴砂法處理，噴砂完成然后除盡砂塵。總而言之，對化工行業(yè)機械設備的表面除銹一定要達到相應的除銹要求，才能發(fā)揮出涂料的防銹作用，降低多種因素對化工行業(yè)機械設備的腐蝕效果。

5.2 涂裝環(huán)境條件

對化工行業(yè)機械設備的涂裝工作，同環(huán)境條件有很大的關(guān)系，能夠?qū)Ψ栏垦b結(jié)果造成很大影響，所以人們通常在涂裝過程中，要免于在雨雪天氣下進行，同時也要避免涂裝設備處于暴曬環(huán)境進行露天涂裝作業(yè);濕度較大的環(huán)境中不適宜施工;當夏天陽光較強，涂裝材料的溫度超過60°時，也不適宜施工工作的開展。冬季能一般材料夠進行施工的溫度一般在-5°以上，但是H06-3環(huán)氧云鐵防銹漆不適合在室外環(huán)境下進行施工。

5.3 施工方法

化工行業(yè)對機械設備的噴涂施工方法，通常情況下的利用高壓噴涂，當然也可以利用空氣噴涂的形式或手工形式進行涂刷不同的施工技術(shù)方案。為了能夠使焊接、邊角部位的能夠有達到標準要求的漆膜，要首先利用漆進行預先涂刷，然后再實施大面積噴涂作業(yè)施工。在噴涂過程中，相關(guān)操作人員要采用濕膜測厚儀對物體表面的漆膜厚度進行評測。涂裝工藝的進行要采用左右再上下或上下再左右的縱橫噴涂形式，如此一來，就能保證漆膜具有良好的平整度以及均勻的厚度。對施工后的物體表面檢查要保證其無氣泡、無針孔、無脫落和裂紋等問題出現(xiàn)。

6 結(jié)語

綜上所述，化工行業(yè)中的化工機械發(fā)生不同程度的腐蝕性，是化工產(chǎn)業(yè)中非常重要的一項內(nèi)容。化工機械設備的腐蝕不但能夠?qū)υO備的穩(wěn)定運行以及使用壽命產(chǎn)生影響，同時還有很大的安全隱患問題。所以，人們要重視化工機械設備的防腐處理，提升設備的防腐性能，對降低企業(yè)的生產(chǎn)成本以及提升化工行業(yè)機械設備的使用年限有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]孫紅堯，張興鐸，李森林，吳燁.防護涂料在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面的國內(nèi)應用現(xiàn)狀[J].涂料工業(yè)，2019，49（05）：79-87.

[2]張倉碩，劉立柱，等.高羥基水性丙烯酸酯乳液及其防腐蝕涂料的制備及性能[J].材料保護，2020，53（04）：103-110.

作者簡介：

朱新生（1969- ），男，重慶墊江人，學歷：研究生，職稱：中級，研究方向：化工機械設備及鋼構(gòu)防腐材料及防腐涂料。