張曉峰

（山西省化工設(shè)計(jì)院，山西 太原 030024）

1 化工設(shè)備腐蝕原因

化工設(shè)備在一定程度上受到了腐蝕不僅會(huì)對(duì)正常的化工生產(chǎn)產(chǎn)生影響，而且會(huì)縮短該化工設(shè)備的使用壽命。如果化工設(shè)備的腐蝕程度比較嚴(yán)重，它的管道還可能發(fā)生滲透事故。我們都知道，在一般的化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中，很多種生產(chǎn)原料均為有毒物質(zhì)，且很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，更有甚者還會(huì)出現(xiàn)燃爆現(xiàn)象，這種危險(xiǎn)因素的存在嚴(yán)重威脅著人們生命和財(cái)產(chǎn)安全［1］。化工機(jī)械設(shè)備因周?chē)h(huán)境的變化發(fā)生化學(xué)或者電化學(xué)作用，出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象就是化工設(shè)備的腐蝕。所以，對(duì)于化工設(shè)備，首先必須了解導(dǎo)致化工設(shè)備容易受到腐蝕的原因，然后再針對(duì)性地提出解決方案。

1.1 內(nèi)在因素［2］

1）材料的影響。設(shè)備制造材料一般為金屬材料，材料不同，它的抗腐蝕能力也各有不同；

2）在設(shè)備的制造過(guò)程中，如果技術(shù)人員的技術(shù)工藝不夠精確，同樣也會(huì)對(duì)設(shè)備帶來(lái)一定的腐蝕，化工設(shè)備表面的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到其是否容易受到腐蝕；

3）設(shè)備的外在形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是主要的影響因素。如，在交接的接口處密封不緊密，存在某些縫隙或者錯(cuò)位等都會(huì)使設(shè)備受到腐蝕。

1.2 外在因素

因外部環(huán)境而對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的影響被稱(chēng)為外在因素。像堿、酸、鹽、氧等物質(zhì)都會(huì)是化工設(shè)備發(fā)生腐蝕的原因，就連外在的氣溫及空氣濕度也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。在生產(chǎn)過(guò)程中如果摻入其他的雜質(zhì)，同樣會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。

2 化工設(shè)備腐蝕種類(lèi)

化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕常見(jiàn)的現(xiàn)象就是物理腐蝕、電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕。物理腐蝕就是出現(xiàn)物理溶解導(dǎo)致化工設(shè)備金屬物質(zhì)遭受破壞。在物理腐蝕過(guò)程中是不伴隨電化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)的，就是單純的在液態(tài)金屬中發(fā)生物理反應(yīng)，使得金屬出現(xiàn)物理溶解。電化學(xué)腐蝕就是由于電解質(zhì)溶液接觸到化工設(shè)備之后通過(guò)電極反應(yīng)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，造成對(duì)設(shè)備的破壞。一般潮濕的環(huán)境下更容易出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象?；瘜W(xué)腐蝕這種現(xiàn)象是由于一些物質(zhì)和化工設(shè)備表面的材質(zhì)接觸后發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生一種或者多種氧化物，而生成的氧化物會(huì)對(duì)化工設(shè)備的表面結(jié)構(gòu)造成損害，出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

3 化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的防腐措施

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

化工設(shè)備的設(shè)計(jì)需要重視設(shè)備的抗腐蝕性能。一般有很多的因素都會(huì)對(duì)設(shè)備的抗腐蝕性能造成影響。優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升設(shè)備的耐腐蝕性，能夠?qū)ぴO(shè)備的使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是影響腐蝕的關(guān)鍵因素。一些單位為了化工設(shè)備的簡(jiǎn)單化操作，在設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中直接設(shè)計(jì)在方便安裝的角度，造成設(shè)備設(shè)計(jì)方案缺陷而出現(xiàn)很多安全問(wèn)題。設(shè)備中的死角和縫隙會(huì)在局部沉降堆積一些固體雜質(zhì)，導(dǎo)致液體排出不完全，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)使用中這些死角、縫隙中殘留的液體濃度會(huì)劇增，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。為了防止這一問(wèn)題的出現(xiàn)，在化工設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要避免出現(xiàn)縫隙，防止縫隙腐蝕。在保障設(shè)備正常使用的前提下，可以盡量減少縫隙設(shè)計(jì)，并且盡量使用同一種材料。在焊接時(shí)不能間接焊接，要采用連續(xù)焊接，減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。如果設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要使用搭接接頭，最好不要使用鉚接連接而使用焊接，用焊縫將2個(gè)搭面完全焊接在一起。對(duì)接焊頭時(shí)采用雙面連接，防止焊縫腐蝕。同時(shí)，要平衡判斷設(shè)計(jì)方案和安裝方案之間的聯(lián)系，在保障設(shè)備防腐蝕性能的基礎(chǔ)上還要考慮到設(shè)備的安裝和正常使用問(wèn)題［3］。

在設(shè)計(jì)列管式換熱器、管道、旋轉(zhuǎn)機(jī)械時(shí)，需要重視斷面出現(xiàn)的變化。在一些死角部位控制適當(dāng)?shù)牧魉倌軌蚴沟靡后w濃度均勻化，防止由于堆積物造成的腐蝕。但是，當(dāng)設(shè)備斷面突然發(fā)生大幅度的變化或是流速太大時(shí)，就會(huì)造成不均勻的流動(dòng)狀態(tài)，嚴(yán)重的沖刷會(huì)加大局部的腐蝕，化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中需要重視這一問(wèn)題。

3.2 材料選擇

在化工設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真分析設(shè)備中需要容納的物料、器材、溶液。選擇材料時(shí)，首先需要考慮到操作時(shí)產(chǎn)生的壓力和溫度，其次清楚腐蝕的環(huán)境和掌握操作介質(zhì)的特性，并將此作為化工設(shè)備防腐設(shè)計(jì)的依據(jù)。

3.3 介質(zhì)分析

在化工設(shè)備設(shè)計(jì)中需要對(duì)一些介質(zhì)成分，如蒸汽、氣體、溶液進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)人員沒(méi)有掌握介質(zhì)本身的特性，就無(wú)法制定出相應(yīng)的技術(shù)要求。例如，在壓力容器設(shè)計(jì)圖紙中，在技術(shù)特性表內(nèi)需要標(biāo)注NaOH的濃度，不能只是單純地寫(xiě)堿液，對(duì)熱處理的相關(guān)要求要明確指出。氧化劑能夠使一些材料在介質(zhì)中發(fā)生鈍化，所以要對(duì)空氣混入的程度了解清楚，檢查有沒(méi)有其他的氧化劑。同時(shí)，對(duì)于混液和雜質(zhì)的含量以及混入液體中固體物質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象了解清楚。還要掌握加熱、冷卻的溫度周期變化，了解有的因突然變熱或是突然變冷產(chǎn)生的沖擊或是應(yīng)力變化。優(yōu)化化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的防腐問(wèn)題，能夠防止磨蝕、沖刷、閃蒸、汽蝕引起的設(shè)備容器局部厚度的削減，降低安全隱患。

3.4 有效控制腐蝕

化工設(shè)備另一個(gè)防腐措施就是從腐蝕的原理入手合理地控制腐蝕。首先，最好是減少設(shè)備與能夠和設(shè)備發(fā)生直接反應(yīng)原料的接觸機(jī)會(huì)，防止設(shè)備和材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成化學(xué)腐蝕。為了防止電化學(xué)腐蝕，可以采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，此種方法是使用電極電勢(shì)比需要保護(hù)的金屬更低的金屬作為陽(yáng)極，在需要保護(hù)的金屬上進(jìn)行固定，形成腐蝕電極，需要保護(hù)金屬作為陰極，達(dá)到保護(hù)化工設(shè)備的目的。其次，可通過(guò)對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行鍍層處理，防止物理腐蝕，在金屬設(shè)備表面鍍上難以被溶解和滲透的金屬物質(zhì)，降低物理腐蝕。

4 結(jié)束語(yǔ)

化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的防腐蝕問(wèn)題具有一定的復(fù)雜性，化工設(shè)備設(shè)計(jì)中會(huì)或多或少地遇到一些問(wèn)題，這些問(wèn)題很可能就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的事故，給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，甚至對(duì)人的生命安全造成威脅?；どa(chǎn)中設(shè)備的腐蝕問(wèn)題需要引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)人員的重視，結(jié)合實(shí)際采取對(duì)應(yīng)的措施，及時(shí)處理。

［1］ 吳健忠.化工設(shè)備設(shè)計(jì)防腐相關(guān)問(wèn)題探討［J］.科技風(fēng)，2013（4）：164-166.

［2］ 胡蘭青.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中防腐問(wèn)題分析［J］.山西化工，2014，34（2）：41-42.

［3］ 張引玲，郇新峰，黨引線(xiàn).淺談化工設(shè)備防腐蝕管理和調(diào)查［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（5）：31-32.