提高化工機械防腐能力的有效路徑分析

蘭勇

（中化藍天氟材料有限公司，浙江 杭州 311228）

化工機械設備防腐性能的提升對于提高設備的運行效率具備較大的現實意義，并且還能夠延長化工機械設備的使用壽命，為企業創造出更大的經濟效益。在此過程中，企業應當對化工設備的運行環境進行有效維護，并且落實對化工機械設備強有力的運維管理，對設備在運行期間所存在的問題進行分析、評估，優化設備設計形式，借助新涂料、新涂層來增強設備的防腐性能。

1 造成化工機械腐蝕的原因分析

在當今石油化工生產領域需要結合大批量機械設備的使用，以此才能提高生產管控效率，然而在相關機械設備實際運行過程中卻易受到周邊環境的影響，從而導致表面銹蝕，進而影響機械設備正常穩定地運作。一般情況下，在石油化工生產過程中，具備復雜多變的外部環境條件，同時在相關生產區域蘊含大量的空氣、水、二氧化碳，同時在石油生產過程中也會涉及到硫化氫、二氧化硫等氧化物質的生成，因此相關化工機械設備需要具備較強的耐腐蝕能力，能夠在環境中抵御長時間的腐蝕影響。

然而，化工設備在運行過程中由于長期處于與化合物、水蒸氣相互結合的大氣環境中，其表面通常會覆蓋有相應的酸性、堿性物質，若設備在運行期間溫度升高，則會導致相關腐蝕影響進一步加劇。化工機械設備的外表通常是由金屬材料所構成，相關物質與酸性、堿性物質會發生較強的化學反應現象，從而出現機械腐蝕。通常情況下，化工機械腐蝕主要以電化學以及化學反應兩類為主，化學反應主要是通過附著在金屬材料表面的物質，實現外表金屬材料與相關腐蝕物質的反應，從而生成其他物質如氧化鐵、氯化鐵等，最終在機械設備表面生成相應的鐵銹，從而給機械設備的完整性、穩定性造成嚴重的影響；而電化學主要是通過金屬材料與電解溶液之間的電極反應造成置換腐蝕影響，在潮濕環境中容易構建相應的電化學反應條件，從而使得電解質能夠發揮出腐蝕的作用。此外，大部分石油化工機械設備在接受到高溫氯化腐蝕之后也會出現嚴重的損害，并且在化工生產過程中也時刻面臨點狀、疲勞、剝層以及縫隙腐蝕。總之，在當今化工生產領域，導致機械設備腐蝕的因素相對較多，工作人員需要對其中所存在的各種腐蝕物質進行分析、評估，同時優化現有的化工設備設計形式，結合新工藝、新技術、新手段，以此來增強化工設備的防腐能力。

2 化工機械設備防腐能力存在的問題分析

2.1 化學反應造成化工機械設備腐蝕

在化工企業運作過程中，在生產區域會存在大量的氧化物以及硫化物，相關物質與空氣、水接觸會形成相應的腐蝕溶液，如硫酸等，相關物質濃度過高在特定的環境下生成相應的無機酸，雖然此類物質腐蝕性相對較弱，但是在與機械設備表面金屬部件長時間接觸之后也會造成相應的腐蝕影響，一旦設備表面出現腐蝕現象則會導致腐蝕程度進一步加劇，從而給機械設備的表面造成嚴重的破壞影響，由于大部分化工機械設備主要材料是金屬，因此相關設備具備較高的分子活躍性，在與硫化物充分接觸之后便會發生相對較為劇烈的化學反應現象。

2.2 電化學反應造成機械銹蝕

在電化學反應過程中，通常是基礎表面與電解質直接發生接觸，電化學反應會導致機械設備外表面出現嚴重的腐蝕現象，通常情況下，電化學反應腐蝕是以陽極反應為主，從而使得金屬轉為相應的游離狀態，之后陽離子與其他物質結合，從而使得金屬物質被氧化或硫化，最終出現極度的腐蝕現象。

通過對化學探究可以看出，無論是電化學腐蝕還是化學腐蝕，兩者均是通過氧化反應還原反應造成金屬物質的結構發生相應的改變，從而使得金屬元素轉變為不同的形態。化學反應所應對的環境相對較為干燥，同時對反應要求較高，而電化學反應則需要在相對較為潮濕的環境下，無論在何種環境條件下，機械設備均有可能出現相應的銹蝕狀況，因此工程師以及相關技術人員需要加大對設備防腐管控力度，增強機械設備的防腐蝕能力，減少對機械設備所造成的損害。

此外，在當今石油化工生產領域，機械設備所接觸到的物質相對較多，并且不同物質之間所產生的衍生物也各具形態，機械設備在運行過程中極易遭受到外部物質的影響，比如在石油管道運輸、石油煉化方面具備不同的物質，如硫化物、氧化物會給設備的運行穩定性造成相應的影響。同時在石油中還包含大量的礦物質成分，其中也夾雜著相應的鹽類物質，而相關物質對設備的運行會造成極大的影響，并且電化學反應以及化學腐蝕在微觀層面上需要維持在一個較為平衡的狀態，如果周邊環境發生變化時便會導致相關平衡受到相應的影響，而外部復雜多變的環境導致設備運行平衡、大氣中的電解平衡遭受到相應的影響。并且，在化工生產過程中也會結合催化物質的使用，而催化物質也會導致設備腐蝕加劇，從而給設備的運行造成嚴重的損害。

3 提高化工機械防腐能力的策略分析

在化工機械設備腐蝕現象中，金屬表面出現銹蝕的現象相對較為常見，因此為了增強機械設備運行的穩定性，工程師需要通過以下幾個途徑來提高機械設備的防腐性能：選取優質的材料、優化現有的防腐設計、結合防腐涂層實現對機械設備定向化防腐處理，同時工程師以及相關技術人員還需要落實對機械設備高效化的運維管控，確保設備時刻處于良好的運行狀態中。

3.1 為機械設備選取合適的原材料

在石油化工領域中，大部分機械設備通常是結合碳素鋼作為基礎原材料來實現防腐管控，碳素鋼具備較為低廉的價格，并且也具備相應的防腐能力，正常情況下碳素鋼發生腐蝕的概率相對較低，但是在長期工業生產管控過程中，碳素鋼結構在外部介質長時間腐蝕作用下，其抗腐蝕性能也會受到相應的影響，因此在化工機械生產管理過程中，需要選取優質的防腐材料比如可以結合鎢合金等相關材料作為機械設備外部金屬構件，以此來增強機器設備的防腐性能，減少設備出現的腐蝕影響。但是相關材料卻具備較高的造價，工程師以及相關設計人員應當結合當前的設備采購預算，選取性價比優異的材料，但是在通常情況下，此類高質量、高性能的材料具備較長的使用壽命，因此在對相關設備材料進行選用的過程中，工程師應當綜合分析考量設備的性價比。

3.2 在化工機械中采用防腐設計

在對化工機械設備防腐設計的過程中，工程師需要對機械設計結構、設計方式進行合理管控，如果在設計機械設備時存在設計不合理則會導致設備在后續運行過程中出現極度腐蝕現象，而為了有效避免此類情況出現，設計師在對化工機械進行防腐設計管控過程中應當遵循以下管控原則，首先設計師需要對化工設備外形進行簡約化設計，防止設備出現復雜的外部形態，盡可能減少設備塵土與溶液在機械設備表面出現聚集、堆積的狀況，以此來減少外部物質給機器設備所造成的腐蝕影響。

除此之外，在對化工機械設備材料進行選取選用的過程中也需要選取性能優異的原材料，避免設備種類過多而出現相互反映、相互影響、相互銹蝕的狀況。其次，在設計化工機械設備的工作進程中，工程師也需要減少機械縫隙的出現，通過數據調研分析可以看出，化工機械設備表面出現縫隙也是引發腐蝕現象的關鍵因素，一旦相關溶液流入到機械縫隙內部便會給設備造成相應的銹蝕影響，同時相關化學反應還會沿著縫隙進一步擴大從而給機械設備造成更加嚴重的影響。因此，在對化工機械設備進行設計管控的過程中，設計師應當選取縫隙相對較少的設計管控方案，以此來提升化工設備的綜合機械防腐性能。

此外，工程師以及相關設計人員還需要對機械設備表面實施噴涂防腐處理，通過噴涂相應的防腐涂層能夠提高機械設備表面的防腐性能，在對相關防腐材料進行噴涂的過程中需要在不改變機械結構前提下來進行，在涂抹相關材料時，工程師需要對表面整體實施噴涂管控，同時還需要對焊接位置進行定性化噴涂處理，確保在機械設備表面形成完整的保護涂層，將機械設備與周邊外部環境有效隔絕，避免環境中的腐蝕性物質給機械設備造成腐蝕影響，以此來增強機械設備的防腐蝕能力。在當前化工機械設備中常使用到的防腐材料包含樹脂、油脂涂料、酚醛樹脂等，并且不同的防腐涂料具備不同的防腐性能，工程師應當結合設備的運行環境對防腐涂料進行合理選用。此外，若設備在運行期間與水進行接觸便會導致設備的腐蝕現象加劇，因此工程師要確保在設計機械設備時完善排水設計，盡可能減少水分在設備上停留時間，降低設備被銹蝕的概率。

在強度設計方面，在對機械設備進行防腐設計管控的過程中，工程師以及相關技術人員也需要對當前化工設備的運行狀況進行必要的防腐處理，以此來增強相關設備的綜合使用性能。在此期間，應對設備的防腐使用需求，設計師應當強化防腐設計，在對設備剛度設計管控方面，一方面需要滿足機械設備對使用強度的要求，另一方面還需要對腐蝕余量進行定向化設計管控，一般情況下，在對化工機械設備腐蝕余量進行設計的過程中需要將其設置為設備壽命內腐蝕深度的2倍以上，以此才能夠提高機械設備運行效率。

3.3 做好設備常態化運維管理

為了提高設備的防腐性能，工程師除了需要對設計材料、設計方式進行嚴格管控之外還需要加大對設備日常維護保養力度。首先，在對機械設備進行管理管控的過程中，企業需要對化工人員進行專項培訓，確保相關工作人員在工作管理期間能夠對腐蝕現象進行有效防范處理管控，增強相關人員對機械腐蝕現象的防范管控意識，使其能夠嚴格參照作業指導書來完成對化工機械設備的操作管理。其次，工程師以及相關技術人員還需要定期對機械設備進行維護保養，在對設備進行維護管理的過程中需要重點關注防腐性能相對較差的設備，及時建立起機械檔案資料庫，記錄當前化工機械設備的運行狀態，同時及時對相關養護信息進行處理管控，為后續對設備日常維護管理工作提供相應的參考依據，以便采取必要的防腐處理，增強機械設備的綜合性能。

3.4 加強腐蝕控制

通過對上文的分析比較可以看出，導致機械設備腐蝕的因素相對較多，機械防腐的方式也多種多樣，通過改善金屬本質或對其表面進行保護處理能夠實現對金屬物質高效地防范管控。在腐蝕控制過程中包含電化學保護以及對機械設備定期定點的運維處理，在此過程中，工程師以及相關設計人員還需要有效管控環境污染程度，盡可能降低空氣中有毒有害氣體的濃度，保持空氣濕度和溫度在適宜的狀態。除此之外，根據電化學腐蝕原理，工程師在對化工機械設備進行防腐蝕管控過程中可以采用犧牲陽極的保護策略來落實對設備穩定高效地防腐控制，給予設備定向化保護，根據電化學反應原理，在金屬設備上采取必要的防腐蝕措施。使之成為電池中的陰極，通過陽極實現對金屬部件的防腐管控，在此過程中結合犧牲陽極的保護方法具備更大的優勢，而被保護的金屬作為陰極而得到了有效保護管控，同時也可以結合電流法來實現對金屬物質的保護處理，使得被保護金屬變為陰極，從而減少磨損。

4 結語

總體來說，要想進一步提高化工機械防腐能力，企業應當采取行之有效的管控措施，對設備的運行環境進行分析、評估，結合新工藝、新技術、新手段，以此來提高設備的運行效率。