朱明龍(浙江省特種設備檢驗研究院,浙江 杭州 310020)
提高化工機械防腐能力的探討
朱明龍(浙江省特種設備檢驗研究院,浙江 杭州 310020)
隨著科學技術的不斷進步,社會對化工產品的需求也越來越大,生產設備也扮演著越來越重要的角色,因此,如何使生產設備具有較強的防腐能力,從而延長設備的使用期成為人們最關注的問題之一。本文通過對機械設備腐蝕的原理進行分析,從而提出合理的解決和預防措施,希望對生產實踐活動帶來一定的啟示。
化工機械;防腐能力;解決方式;預防措施
腐蝕是化工設備常見的問題之一,產生腐蝕的原因多種多樣,腐蝕指的是設備與周圍環(huán)境相接觸,從而發(fā)生物理、化學反應或者電化學反應導致金屬性能發(fā)生變化,進而導致設備損壞的一種現(xiàn)象。因此,通過研究化工機械設備的腐蝕機理,進而提出合理的解決措施,對企業(yè)提高生產效率具有重要作用。
設備腐蝕的原因主要包括內因和外因兩部分。內因主要是由設備的材料及結構所導致的,采用易被腐蝕的材料進行生產加工,那么設備的使用壽命將會大大減少,另一方面,在進行設備設計時,由于沒有考慮腐蝕性,使設備大面積裸露也易造成腐蝕;外因主要是指周圍環(huán)境的影響,包括溫度、濕度、氣體含量等多方面的影響。例如,在潮濕悶熱的環(huán)境下進行生產加工,那么設備很容易發(fā)生化學腐蝕或者電腐蝕。
按照腐蝕機理可以將腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類:
(1)化學腐蝕:化學腐蝕指的是機械設備在運行過程中其表面直接與周圍環(huán)境相接處,周圍環(huán)境與機械設備發(fā)生了化學反應,從而形成一種新的物質的過程。
(2)電化學腐蝕:電化學腐蝕指的是在潮濕的環(huán)境下,機械設備的金屬材料與電解質溶液接觸,通過電極反應產生的腐蝕,電化學腐蝕本身也是一種氧化還原反應。
由于機械設備大都是由金屬所制作而成,因此極易發(fā)生電化學腐蝕現(xiàn)象,電化學腐蝕指的是金屬的表面與周圍環(huán)境中的電解質相互接觸后,受到電解質中的陰、陽離子的作用,在金屬表面產生一定的電極,從而腐蝕破壞金屬的過程。電化學腐蝕包括陽極反應和陰極反應兩種,陽極反應指的是機械設備中的陽離子在電極作用下,像電解質中的陰離子方向移動、放電的過程,是一種陽極氧化過程;陰極反應指的是介質中氧化劑組分吸收來自陽極的電子的還原過程。電化學腐蝕的機理實際上是在機械設備與周圍環(huán)境中形成一個短路的電路,從而產生極大的電流的過程。
工業(yè)大氣指的是工業(yè)生產過程中所產生的氣體,主要包括硫化氫、二氧化硫、二氧化碳、粉塵、堿性氣體等,這些氣體在潮濕的環(huán)境中易變成酸性或堿性溶液,與金屬表面接觸后,發(fā)生化學反應從而腐蝕金屬。
化工機械的腐蝕對于設備的破壞是巨大的,一旦設備遭到破壞,則將無法再繼續(xù)進行生產,因此在機械設備防腐設計時,設計者需要把控各個環(huán)節(jié),不僅需要針對所處環(huán)境選擇合適的材料,同時也要注意結構及工藝的防腐設計。
重要的
由于普通碳素鋼材料價格便宜、原料多,因此在普通工作條件中被大量作為原材料進行使用。但是在腐蝕性嚴重的化工行業(yè),如果使用碳素鋼作為設備的原材料進行加工生產,那么設備易受周圍環(huán)境的影響發(fā)生腐蝕。因此在化工企業(yè)中,應選擇低合金鋼作為設備的原材料,低合金鋼的價格雖然比碳素鋼要貴,但是使用壽命是普通碳素鋼的2-3倍,因此性價比相對較高。
設備的機構和工藝設計同樣是防止腐蝕的重要一環(huán),如果結構不合理,會造成機械熱應力損傷,如果凹槽過多,會導致設備積水過多產生腐蝕,如果防腐涂層的用料不防腐,不但起不到防腐效果,同時也會有損企業(yè)的經濟效益。因此,為了使設備具有良好的防腐性能,除了對原材料進行優(yōu)選外,還應該注意以下幾個方面:
(1)機械設備的幾何形狀不易太復雜,形狀越簡單越好;
(2)工作人員需要定期對設備進行維護、涂防腐層,防止因為損傷導致腐蝕程度加??;
(3)考慮到不同種類金屬之間會產生電偶腐蝕,因此在選擇材料時,同一種或者相隔較近的設備需要使用同一種金屬;
(4)由于大量的灰塵會在縫中堆積,易產生電化學反應,因此機械設備表面應盡量減少縫隙;
(5)在選擇防腐涂層材料時,不要單純考慮價格因素,應著重關注性價比問題,選擇防腐效果好的材料;
化工機械設備防腐的種類很多,主要有以下幾個方面:(1)改變機械的金屬材料,使金屬設備在該環(huán)境下不易腐蝕;(2)采用涂漆的方式,使金屬表面與周圍環(huán)境分離;(3)用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極,并把它固定在被保護金屬上,這樣被保護金屬可以作為陰極被保護;(4)將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極,使被保護的金屬作為陰極。
化工行業(yè)中金屬腐蝕現(xiàn)象不僅危害巨大,而且容易發(fā)生,金屬設備一旦發(fā)生腐蝕,不僅影響設備的正常運轉,更重要的是會導致企業(yè)的經濟損失,因此,化工企業(yè)需要重視設備的防腐能力,運用技術手段良好的解決設備腐蝕問題。只有這樣,才能使企業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。
[1]趙麥群,雷阿麗﹒金屬的腐蝕與防護[M]﹒北京:國防工業(yè)出版社,2002.
[2]陳霞.提高化工機械防腐能力的探討[J].廣東化工,2009,36(6):205-206).
朱明龍(1987-),性別:男,籍貫:江西省吉安市萬安縣,學歷:本科,畢業(yè)于南昌航空大學;現(xiàn)有職稱:中級工程師;研究方向:特種設備檢驗檢測。