李合琛 程亮 曲直(.盤錦檢驗檢測中心特檢所,遼寧 盤錦 4000;.遼寧寶來生物能源有限公司,遼寧 盤錦 4000)
化工機械設(shè)備多為金屬制成,因此,化工機械設(shè)備的腐蝕原因也是金屬的腐蝕原因。金屬受周圍介質(zhì)的作用而損壞稱之為金屬腐蝕,在腐蝕時,金屬的外表會出現(xiàn)化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng),使金屬轉(zhuǎn)為氧化狀態(tài),即離子狀態(tài),當(dāng)這一狀態(tài)發(fā)生時,金屬的力學(xué)性能會明顯降低,從而縮短化工機械設(shè)備的使用壽命,據(jù)統(tǒng)計,每年由于金屬腐蝕造成的鋼鐵損失約占當(dāng)年鋼產(chǎn)量的10~20%.金屬腐蝕事故引起的停產(chǎn)、停電等間接損失就更無法計算。本文主要研究化工機械設(shè)備的腐蝕狀況及腐蝕類型,從腐蝕類型分析腐蝕原因,并就化工機械設(shè)備的腐蝕原因提出合適科學(xué)的意見。
化工機械設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象是常見現(xiàn)象,在機械設(shè)備的日常運轉(zhuǎn)與工作中,由于和介質(zhì)長時間產(chǎn)生接觸,金屬表面就容易出現(xiàn)不同的腐蝕痕跡,腐蝕不僅會對化工機械設(shè)備的美觀度產(chǎn)生影響,也會影響其使用壽命,更嚴(yán)重的,還會影響企業(yè)生產(chǎn),造成企業(yè)盈利上的虧損,不同腐蝕類型的形成有不同的原因[1]。具體信息見表1
表1 化工機械設(shè)備腐蝕類型及相關(guān)條件
腐蝕的方式主要有以下三種?!包c蝕”又稱坑蝕或小孔腐蝕。點蝕有大有小,一般情況下,點蝕的深度要比其直徑大的多。點蝕經(jīng)常發(fā)生在表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。在電解液中,金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙,縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動受到了阻滯,形成濃差電池,從而產(chǎn)生局部腐蝕,這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。另外還有應(yīng)力腐蝕,材料在特定的腐蝕介質(zhì)中和在靜拉伸應(yīng)力(包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等所引起的殘余應(yīng)力,以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等)下,所出現(xiàn)的低于強度極限的脆性開裂現(xiàn)象,稱為應(yīng)力腐蝕開裂,應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個基本條件:一是材料對介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性;二是存在足夠高的拉應(yīng)力。最后,均勻腐蝕和晶間腐蝕也是較為常見的腐蝕方式。
腐蝕造成的原因是多方面的,化工機械設(shè)備腐蝕的發(fā)生與很多因素有關(guān),包括設(shè)備所用的金屬材料,由于每種金屬材料的耐腐蝕性是不同的,因此其抗腐蝕性各有不同。另外,還有水或者空氣對化工機械設(shè)備造成的腐蝕,以及防腐蝕劑在機械表面上的殘留面積等,在人為原因上,設(shè)備的管理維護(hù)不當(dāng)也會造成腐蝕現(xiàn)象的頻發(fā)。
在化工機械設(shè)備材料的選擇上,不同的金屬材料會有不同程度的抗腐蝕性。研究表明,金屬材料的耐腐蝕性與它的金屬顆粒大小和顆粒密度有密切的關(guān)系,組成金屬的金屬顆粒越小,顆粒的密度越高,金屬的耐腐蝕性就越高,也就是正相關(guān)的關(guān)系,舉一個反例,鑄鐵的金屬顆粒較為粗大,且顆粒的分布較為稀疏,從外觀上來看,鑄鐵的表面不夠光滑,觸感也較為粗糙,其聲音在敲擊時也沒有想象中的堅硬回聲,因此鑄鐵的耐腐蝕性較差,空氣或水分就會在鐵的表面形成腐蝕,也就是我們常說的“鐵銹”。因此,在材料選用上,好的耐腐蝕性材料會更具有使用價值。
在工廠使用化工機械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時,除了空氣和生產(chǎn)用水會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕外,在生產(chǎn)過程中的化學(xué)液體也會對設(shè)備表面產(chǎn)生腐蝕,相對于空氣和水,化學(xué)液體產(chǎn)生的腐蝕在腐蝕速度和腐蝕程度上都要嚴(yán)重得多。例如腐蝕性較強的酸性液體(鹽酸、硫酸、醋酸等)或堿性液體(碳酸鹽、氨水、碳酸氫鹽溶液等),[2]這些介質(zhì)腐蝕不僅會減少設(shè)備的使用壽命,并且會影響生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量,從而降低企業(yè)的生產(chǎn)利潤。
在化工機械設(shè)備零件上,粗糙度過高也會產(chǎn)生腐蝕,當(dāng)機械設(shè)備的零件外部被磨損時,暴露在空氣中的部位就越多,這樣就會加劇零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的腐蝕,從而影響機械設(shè)備的生產(chǎn),拉低生產(chǎn)效率。另外,在零件的構(gòu)造上,如果零件與零件之間有構(gòu)造縫隙,而這個構(gòu)造縫隙又可以充分接觸外界的腐蝕性物質(zhì)(如腐蝕性液體)時,就會造成零件內(nèi)部的腐蝕,這樣的腐蝕情況不像外部腐蝕那樣具有肉眼可見性,在機械設(shè)備的生產(chǎn)過程中,這種腐蝕情況往往會由于肉眼不可見而被忽略。
機械設(shè)備的生產(chǎn)過程離不開工作人員的監(jiān)督,嚴(yán)格的生產(chǎn)監(jiān)控體制不僅會保證生產(chǎn)的順利,同時會減少意外的發(fā)生,在化工機械的生產(chǎn)中,機械設(shè)備的維護(hù)和管理也是重中之重,在化工機械設(shè)備在生產(chǎn)過程中,常常會出現(xiàn)由于忽略了防腐液體的涂抹,金屬的腐蝕程度加深的現(xiàn)象,工作人員由于缺乏這種設(shè)備維護(hù)意識從而導(dǎo)致了金屬腐朽、機械報廢的悲劇。在生產(chǎn)過程中,一些小的腐蝕現(xiàn)象不易被察覺,工作人員在工作中極易忽略這類微小腐蝕,這就給了腐蝕可發(fā)展和可擴展的機會。
針對不同的腐蝕情況和腐蝕原因,工作人員要做好化工機械設(shè)備防腐措施。主要有以下幾種拯救方法:
在材料的選擇上,注重材料的耐腐蝕性,兼顧經(jīng)濟性,選擇與介質(zhì)相適應(yīng)的材料從而提高設(shè)備的使用壽命。
在金屬表面涂抹一層防腐材料也是很好預(yù)防金屬腐蝕的方法,在防腐層的涂抹上,可以選擇耐腐蝕性較強的材料,另外,市面上有很多種類的金屬防腐蝕劑,針對不同的金屬選擇合適的防腐蝕劑,達(dá)到強力防腐蝕性。
機械設(shè)備內(nèi)部也可以做防腐處理,包括機械與機械的連接部分和機械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)上,在機械與機械的連接上可以涂抹無害的防腐液體材料,增加耐腐蝕性,在零件的內(nèi)部中,多多少少會存在可腐蝕空隙,在這些空隙處可以刷一層防腐液體材料或者實施防腐處理,減少金屬本身暴露在外界的面積。
工作人員要加強對設(shè)備的維護(hù)和管理,留意零件或設(shè)備上出現(xiàn)的微小腐蝕現(xiàn)象,將腐蝕現(xiàn)象上報給有關(guān)部門,請求進(jìn)行去腐處理,對于腐蝕嚴(yán)重的設(shè)備或者零件要及時進(jìn)行更換,相關(guān)企業(yè)可采取成立專業(yè)團(tuán)隊,定期對化工機械設(shè)備進(jìn)行檢查,成立培訓(xùn)小組或開設(shè)培訓(xùn)課程,面向生產(chǎn)員工,對腐蝕現(xiàn)象的原因和防腐手段進(jìn)行講解,讓生產(chǎn)工人能對設(shè)備進(jìn)行簡單的基礎(chǔ)管理與維護(hù)。
在化工機械設(shè)備的生產(chǎn)過程中,腐蝕現(xiàn)象是常見現(xiàn)象,設(shè)備材料的耐腐蝕性差、生產(chǎn)環(huán)境的空氣水分較重、設(shè)備管理不合理等原因都是引發(fā)腐蝕的罪魁禍?zhǔn)?,但只要找?zhǔn)原因,“對癥下藥”,就能解決設(shè)備的腐蝕問題,做好材料的選用工作,把設(shè)備管理意識放在首位,用合適的手段對設(shè)備做防腐處理,這些手段都能在一定程度上降低腐蝕發(fā)生的概率,減少腐蝕給設(shè)備使用壽命和安全上的危害,從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率,增加企業(yè)利潤。相信在未來化工機械設(shè)備的防腐技術(shù)會有進(jìn)一步的突破。