曹金龍(內(nèi)蒙古大唐國際克什克騰旗煤制天然氣有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025300)

0 引言

化工企業(yè)的主要設(shè)備有汽輪機(jī)、泵、壓縮機(jī)、熱交換器和其他設(shè)備組成。在化工生產(chǎn)過程中，其管道和設(shè)備會在外部因素和內(nèi)部環(huán)境的影響下不同程度地腐蝕，從而影響設(shè)備的可靠性和質(zhì)量。尤其是化工生產(chǎn)中的各種材料，由于不同的因素容易受到腐蝕，從而導(dǎo)致生產(chǎn)停滯、材料損失、資源和能源消耗、環(huán)境污染以及產(chǎn)品質(zhì)量下降。因此，了解腐蝕和設(shè)備的腐蝕防護(hù)技術(shù)并提高腐蝕防護(hù)管理對化工企業(yè)至關(guān)重要。

1 腐蝕的概述

腐蝕通常是由環(huán)境與材料之間的電化學(xué)和化學(xué)相互作用引起的損壞，導(dǎo)致化工企業(yè)蒙受巨大的損失，這是由于如果化工設(shè)備被腐蝕，其運行狀態(tài)會變的不穩(wěn)定，從而嚴(yán)重影響其性能，導(dǎo)致化工設(shè)備的故障率升高[1]，大大增加了生產(chǎn)成本，導(dǎo)致化工企業(yè)的利潤率下降。所以，化工企業(yè)在正常生產(chǎn)過程中針對化工設(shè)備的腐蝕的原因與記錄進(jìn)行防護(hù)，積極應(yīng)用新的防腐蝕措施以改善化工設(shè)備的防腐蝕性能，勢在必行[2-3]。

2 化工設(shè)備的防腐價值

化工設(shè)備的腐蝕一般是正常的自然現(xiàn)象，這種自然腐蝕作用并不明顯，但是，對于化工企業(yè)中的化工設(shè)備，在設(shè)備與介質(zhì)之間的接觸過程中往往會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，這很容易引起腐蝕，從而影響化工設(shè)備部件的性能，最終無法使用。這種腐蝕的發(fā)生無疑是對化工企業(yè)的不利干預(yù)，也將導(dǎo)致大量能源和資源的損失。有許多介質(zhì)會嚴(yán)重?fù)p壞化工設(shè)備，如果發(fā)生事故，將直接造成環(huán)境污染。因此，考慮到化工設(shè)備的腐蝕，尋找設(shè)備腐蝕的根本因素并進(jìn)一步改進(jìn)防腐措施對化工企業(yè)的長期發(fā)展至關(guān)重要。

3 化工設(shè)備的腐蝕因素

化工設(shè)備腐蝕的因素可分為外部因素和內(nèi)部因素，根據(jù)腐蝕的程度和位置不同又可以分為全面腐蝕和局部腐蝕。其中全面腐蝕主要指的是化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕均勻地發(fā)生在所有金屬表面上或大多數(shù)與侵蝕性介質(zhì)接觸的區(qū)域中，大部分為自然腐蝕，危害一般較小；局部腐蝕指的是在部分特定位置發(fā)生，其他位置基本沒有，局部腐蝕率通常更高，有時會突然損壞，更加危險。但不論腐蝕破壞的形式如何，化工設(shè)備被腐蝕過程中主要的機(jī)理有兩類，分別是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。其中化學(xué)腐蝕指主要指的是金屬和介質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)，最重要特征是在腐蝕過程中金屬內(nèi)部或金屬與介質(zhì)之間不存在電流(電荷)，這也是化學(xué)腐蝕和電腐蝕之間最顯著的差異；電化學(xué)腐蝕指的是金屬與電解質(zhì)溶液之間的電化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致金屬腐蝕，稱為電化學(xué)腐蝕。在反應(yīng)過程中，陽極失去電子，陰極獲得電子，并且電子流是電流。該過程符合電化學(xué)動力學(xué)定律，最常見的金屬腐蝕是電化學(xué)腐蝕，其危害比化學(xué)腐蝕嚴(yán)重得多。

3.1 內(nèi)部因素

金屬本身的耐腐蝕性不足。化工設(shè)備的主要材料主要為金屬材料，因此金屬材料本身的質(zhì)量對化工設(shè)備的影響非常大，具體到腐蝕而言，如果金屬材料其本身的耐腐蝕性能不足，那么就更容易受到腐蝕，應(yīng)用在化工設(shè)備中就會導(dǎo)致化工設(shè)備的耐腐蝕性降低。一般而言，金屬材料密度越高，其耐腐蝕性也越強(qiáng)，此外合金的耐腐蝕性一般比單質(zhì)金屬更高，因此化工設(shè)備中較多使用合金以及密度較高的金屬材料。

生產(chǎn)介質(zhì)的性質(zhì)不同。化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，不可密閉的要使用酸性和堿性溶液，而化工設(shè)備是這些溶液的主要容器，酸性或減弱溶液的腐蝕性較強(qiáng)，尤其是濃酸和濃堿的腐蝕性更強(qiáng)，如果在使用過程中造成泄漏，或者使用完成后存在殘留而未能及時清除，那么其就會停留在化工設(shè)備的易腐蝕部位，日積月累會對化工設(shè)備造成較大的影響，導(dǎo)致化工設(shè)備受到腐蝕。

化工設(shè)備設(shè)計不科學(xué)?；ぴO(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計部科學(xué)也是引起化工設(shè)備腐蝕的重要原因，主要因素如下：首先，化工設(shè)備零件的焊接結(jié)構(gòu)中有許多縫隙和角落，因此在生產(chǎn)過程中會形成酸堿溶液或殘留物停留在這些位置，不僅會使人員的清潔工作復(fù)雜化，還會增加化工設(shè)備的腐蝕和老化；其次，如果化工設(shè)備的表面過于粗糙，則容易殘留生產(chǎn)介質(zhì)，那么就會導(dǎo)致腐蝕，研究表明，化工設(shè)備中的腐蝕始于零件。如果零件的表面粗糙，則會減少氣體和液體腐蝕的可能性。

3.2 外部因素

腐蝕性氣體和液體對化工設(shè)備的影響。在很多化工生產(chǎn)的過程中，必須使用強(qiáng)腐蝕性的酸或堿溶液或氣體，溶液和氣體會與化工設(shè)備的表面發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，從而引起化工設(shè)備的腐蝕問題，如果員工不及時清潔和處理殘留的酸堿，不僅會導(dǎo)致化工設(shè)備腐蝕，還會在一定程度上影響水和空氣，甚至影響生命安全。

腐蝕性氣體和液體流速對化工設(shè)備的影響?；瘜W(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的接觸面積有關(guān)，腐蝕性氣體和液體的流速增加，相當(dāng)于變相增加了與化工設(shè)備的接觸面積，因此也會導(dǎo)致化工設(shè)備的腐蝕加快。此外，如果化工設(shè)備的表面粗糙，也會增加與腐蝕性氣體和液體的接觸面積。

對安全生產(chǎn)的認(rèn)識還不夠高。化學(xué)制造過程涉及風(fēng)險，因此有必要提高化工生產(chǎn)中安全生產(chǎn)的認(rèn)識，通過加強(qiáng)培訓(xùn)以及完善制度可以有效提高員工的安全意識，有效降低風(fēng)險發(fā)生的可能性，提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效益。盡管一些化工企業(yè)已經(jīng)將許多自動化技術(shù)引入了生產(chǎn)之中，可以有效降低化工生產(chǎn)的風(fēng)險，但仍然離不開人的參與控制。如果員工的安全意識不足，無法及時發(fā)現(xiàn)化工設(shè)備中的問題，會對化工生產(chǎn)活動產(chǎn)生負(fù)面影響。

4 化工設(shè)備的防腐蝕措施

4.1 加強(qiáng)材料的耐腐蝕性

化工設(shè)備的制造原材料的耐腐蝕性直接決定了化工設(shè)備的耐腐蝕性，因此有必要選擇盡可能多的具有最佳耐腐蝕性的金屬作為原材料。為了保護(hù)化工設(shè)備，應(yīng)選擇盡可能多的導(dǎo)電設(shè)備。主要因素是可以使用導(dǎo)電設(shè)備在化工設(shè)備外部連接電源，形成原電池效益，將化工設(shè)備極化為原電池陰極，與外部活潑金屬相連，利用原電池的陰極保護(hù)效應(yīng)，可以有效提高化工設(shè)備的耐腐蝕性。此外，在化工設(shè)備的制造中，可以根據(jù)實際應(yīng)用的環(huán)境，適當(dāng)?shù)倪x擇塑料材質(zhì)來達(dá)到防腐蝕的目的，且維護(hù)和清潔更加方便。

4.2 重視化工設(shè)備防腐蝕能力設(shè)計

化工設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理性對于其耐腐蝕性至關(guān)重要，因此在設(shè)計化工設(shè)備時要根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計：首先，要選用合適的材料和高質(zhì)量的零件，如果材料和零件的耐腐性不佳，會直接影響化工設(shè)備的耐腐蝕性；其次，在使用之前要進(jìn)行檢查和調(diào)試，經(jīng)過嚴(yán)格驗證后確保化工設(shè)備的質(zhì)量符合要求；此外，可以在化工設(shè)備表面涂刷防腐材料加強(qiáng)其耐腐蝕性。

4.3 提高設(shè)備焊接和間隙處理的質(zhì)量

為了有效提高化工設(shè)備的耐腐蝕性并確保生產(chǎn)活動不中斷，化工企業(yè)需要提高設(shè)備焊接和間隙處理的質(zhì)量。如果工人在焊接化工設(shè)備時遇到焊縫質(zhì)量問題，例如焊縫破裂和熔深不完全，則化工設(shè)備將出現(xiàn)腐蝕問題。

4.4 化工生產(chǎn)過程中化工設(shè)備的防腐措施

(1)使用中的防腐：長期使用與侵蝕性介質(zhì)接觸的設(shè)備時，有必要經(jīng)常檢查保護(hù)層的完整性以及襯里是否存在裂紋。由于設(shè)備在高溫高壓環(huán)境下運行，腐蝕泄漏的概率將增加。在此過程中，有必要加強(qiáng)對腐蝕的控制，以防止腐蝕的發(fā)生并控制腐蝕裂紋。為了提高設(shè)備管理數(shù)據(jù)的效率和準(zhǔn)確性，建立計算機(jī)信息管理系統(tǒng)和安全評估系統(tǒng)，以確保數(shù)據(jù)和信息的一致性。對化工設(shè)備進(jìn)行完全的視覺控制，收集設(shè)備性能數(shù)據(jù)，對臨時調(diào)整和異常情況采取措施，確保設(shè)備的正常運行。防腐處理的第一條原則是管理人員嚴(yán)格遵守工作程序和對化工生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)管。

(2)安裝儲存和運輸過程中的防腐：設(shè)備必須經(jīng)過從工廠到調(diào)試的運輸和安裝過程。因此，有必要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和技術(shù)條件。不要因疏忽而腐蝕。因此，應(yīng)該有適當(dāng)?shù)姆栏幚碛媱澓驼f明。如果處理不當(dāng)，則會發(fā)生腐蝕。在設(shè)備的存儲，運輸和安裝過程中，小心避免碰撞、刮擦，特別是對于搪玻璃設(shè)備，防止由于運輸引起的變形而導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋。

(3)制造過程中的防腐：加工和制造缺陷會導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。因此，化工設(shè)備必須嚴(yán)格按照行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)制造。在制造階段，冷加工的殘余應(yīng)力是應(yīng)力腐蝕的主要因素，在冷加工期間，殘余應(yīng)力將殘留在工件中。為了消除殘余的加工應(yīng)力，有必要對局部和通用設(shè)備結(jié)構(gòu)的金屬進(jìn)行熱處理，并設(shè)法將其最小化或消除。兩件式焊縫在制造過程中不能再固定，焊接過程會直接影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。采用機(jī)械清潔方法，可以使用機(jī)械軋制、研磨、噴砂、高壓水除銹等措施。由于設(shè)備的組成材料和特性不同，因此在熱處理過程中需要分別進(jìn)行處理，應(yīng)靈活使用不同的處理方案。襯里或表面涂層的防腐設(shè)備是最方便和有效的方法，在設(shè)備表面使用具有不同特性的金屬保護(hù)膜可以中斷金屬與腐蝕性環(huán)境之間的緊密接觸，防止金屬表面暴露，并延長設(shè)備壽命。

(4)設(shè)計防腐措施：在設(shè)備進(jìn)行防腐蝕處理時，腐蝕的因素有很多。設(shè)計師雖然不是腐蝕專家，但不應(yīng)完全忽略腐蝕知識。設(shè)計時，必須充分利用防腐知識，設(shè)備狀況和設(shè)計經(jīng)驗。設(shè)計應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計、腐蝕防護(hù)方案、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等開始。對于化工設(shè)備，設(shè)計人員應(yīng)熟悉設(shè)備的使用，使用現(xiàn)代設(shè)計方法和理論，并選擇自動化系統(tǒng)進(jìn)行項目實施，以最大程度地提高設(shè)備安全性和安全性。例如有限元建模是一種現(xiàn)代的數(shù)值方法，不僅可以用于復(fù)雜、非平穩(wěn)和非線性工程中，還可以用于復(fù)雜組織的力學(xué)分析工程中。

(5)設(shè)備維護(hù)的防腐處理：設(shè)備維護(hù)時要及時清除設(shè)備中的所有廢液和殘留廢物，并清除設(shè)備內(nèi)部的灰塵，特別是在腐蝕性環(huán)境下。去除腐蝕產(chǎn)物后，吹干以保持內(nèi)部清潔干燥，以防止殘留物腐蝕和設(shè)備損壞。此外，在維修設(shè)備時，應(yīng)盡量減少新的凹坑，劃痕和對設(shè)備的損壞，并應(yīng)確保設(shè)備外部的防腐蝕涂層和保護(hù)層的完整性。

5 結(jié)語

在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，化工設(shè)備是保證正常運行的必要生產(chǎn)設(shè)備?；ぴO(shè)備面臨的防腐蝕問題逐漸在化工生產(chǎn)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。提高化工設(shè)備的耐腐蝕能力，最大限度地延長化工設(shè)備的使用壽命，并盡可能降低運行成本已成為化工企業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。