喬 鵬

(山西焦煤運(yùn)城鹽化集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

化工機(jī)械設(shè)備腐蝕是指由于自然介質(zhì)的影響，設(shè)備在形狀、大小等方面發(fā)生變化，從而導(dǎo)致設(shè)備受到破壞，最終造成設(shè)備的損失。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制材料的選擇和生產(chǎn)，不僅能提高化工機(jī)械設(shè)備的防腐性，還有助于延長(zhǎng)化工機(jī)械設(shè)備使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)利益。

1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕原因

1.1 設(shè)備本身原因

1)不同的機(jī)械裝置材料結(jié)構(gòu)，對(duì)各種介質(zhì)的抗腐蝕能力也不同。致密金屬的結(jié)構(gòu)要比粗糙金屬的結(jié)構(gòu)耐腐蝕得多。例如：在同一條件下，鋼制成的設(shè)備要比用鐵造成的設(shè)備更耐腐蝕。

2)機(jī)械設(shè)備突出的部位及其結(jié)構(gòu)連接處容易受到腐蝕。例如：設(shè)備靠口、死角、縫隙金屬腐蝕的速度比同一部位更快，腐蝕的速度也比其他設(shè)備快。

3)設(shè)備的表面越粗，腐蝕速度也越快，相反的表面更光滑，有氧化膜保護(hù)的腐蝕速度也更慢。

4)裝置結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，腐蝕的速度也就越快。當(dāng)機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)太過(guò)復(fù)雜時(shí)，出現(xiàn)問(wèn)題的可能性也會(huì)大增。例如，從積塵、積液、設(shè)備應(yīng)力等角度來(lái)看，更容易引起設(shè)備局部腐蝕[1]。

1.2 生產(chǎn)環(huán)境的原因

1)化工生產(chǎn)環(huán)境通常是腐蝕的介質(zhì)，機(jī)械設(shè)備在空氣中暴露腐蝕的速度將加快，如酸、堿、鹽類、介質(zhì)種類、pH值和氧含量都是造成設(shè)備腐蝕的主要原因。

2)化工生產(chǎn)時(shí)，介質(zhì)溫度不斷上升，相對(duì)壓力也在不斷增加，因此，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的情況可以看到，隨著溫度的升高，腐蝕速率增加了1～3倍。同時(shí)，隨著溫度升高，接觸面也擴(kuò)大，設(shè)備腐蝕的速度也相應(yīng)增加。

2 化工機(jī)械設(shè)備的防腐措施

2.1 選用合適的制造材料

每年化工裝備都會(huì)因腐蝕而報(bào)廢，不僅造成企業(yè)巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)和污染。因此，在化工機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查設(shè)備制造材料，以防止化工設(shè)備的腐蝕，在條件允許范圍內(nèi)，如果我們可以找到無(wú)污染的塑料，并且能夠滿足生產(chǎn)計(jì)劃，那么就不必選擇金屬材料，但是如果必須選擇金屬材料，那么就必須根據(jù)金屬材料的使用年限、適應(yīng)環(huán)境等方面選擇適合使用的材料。此外，雖然我們認(rèn)為選擇材料原則是以企業(yè)最終的利潤(rùn)為基礎(chǔ)，但在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的需求下，我們還應(yīng)綜合考慮環(huán)境作用和設(shè)備的使用壽命。

通常在選購(gòu)機(jī)械設(shè)備材料的時(shí)候，大多數(shù)是碳素鋼，這種材料的價(jià)格低，采購(gòu)方便，而且易加工。在普通情況下，腐蝕不會(huì)對(duì)其造成危害，但在化工工業(yè)高濃度腐蝕介質(zhì)下，由于它的耐腐蝕能力較差，很容易發(fā)生腐蝕。例如，常用的Q235鋼，在酸氣和煙霧介質(zhì)中腐蝕的速度在0.5 mm～1.2 mm以上，雖然企業(yè)經(jīng)常進(jìn)行防腐漆，但只要涂膜被劃傷或部分脫落，就會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，進(jìn)而不斷擴(kuò)大，使用壽命極大降低，因此化工企業(yè)一般不選擇這類鋼料作為化工材料，而是選用16 MuCu、09 MuCuPTi等抗腐蝕強(qiáng)的普通低合金鋼[2]。

2.2 結(jié)構(gòu)與工藝

由于幾何形狀上的復(fù)雜設(shè)計(jì)，機(jī)械應(yīng)力、積液、熱應(yīng)力、積塵和金屬表面膜的損壞，都會(huì)引起局部氧化、縫隙、應(yīng)力腐蝕等。因此，為了保證化工設(shè)備的質(zhì)量，應(yīng)從腐蝕角度對(duì)其結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮。要求如下：

(1)設(shè)計(jì)形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔。(2)防止建筑表面的破損和痕跡。(3)在選擇構(gòu)件時(shí)應(yīng)盡可能采用相同的材料，因?yàn)椴煌牧虾苋菀装l(fā)生電偶腐蝕，如機(jī)座、主機(jī)等。(4)最大限度地減少空間的縫隙。(5)選擇好的防銹漆和合適的結(jié)構(gòu)方式，使腐蝕介質(zhì)與構(gòu)件保持完全隔離，進(jìn)而達(dá)到防腐的效果。特別是焊接之間的漆面，合理地涂漆結(jié)構(gòu)(例如兩個(gè)型材的連接部分應(yīng)采取背靠式等)，可以使每一個(gè)部分都能方便地涂漆。(6)為防止化工設(shè)備滯留的殘存水，在構(gòu)件設(shè)計(jì)中應(yīng)避免置于上方的容器形凹處，如果無(wú)法避免這類情況的發(fā)生，應(yīng)在設(shè)計(jì)中建立排水孔。(7)為避免焊接時(shí)內(nèi)應(yīng)力集中，采用連續(xù)焊、間接焊等方法，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。(8)防止縫隙腐蝕，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)連接時(shí)應(yīng)合理，常見(jiàn)兩種相連形式：搭接與對(duì)接，搭接頭應(yīng)盡量不使用鉚連接，因?yàn)殂T連頭夾縫中含有液體及灰塵，容易引起縫隙腐蝕。因此采用焊接接頭比較合適。焊接應(yīng)采用雙邊連續(xù)填角焊，這樣的搭接面完全封閉，不容易腐蝕。如果使用單面焊接，搭接表面出現(xiàn)空隙，則會(huì)造成縫隙腐蝕、電偶腐蝕等。因此，不推薦大家采用此類的方法。而對(duì)于焊接頭的連續(xù)焊接，應(yīng)盡量采用雙面連續(xù)對(duì)接進(jìn)行焊接，以有效防止焊接縫隙發(fā)生腐蝕[3]。

3 其他腐蝕的防護(hù)措施

3.1 增加了機(jī)械裝置上的金屬護(hù)層

通常機(jī)械設(shè)備表面會(huì)涂抹和噴鍍一種比較耐腐蝕的金屬或非金屬材料，還可對(duì)金屬進(jìn)行氧化和磷化，使設(shè)備表面的金屬與介質(zhì)保持隔離，從而降低金屬腐蝕。保護(hù)層是有效防護(hù)的措施，除了使金屬表面形成一層密封的物質(zhì)，而且還能使介質(zhì)與金屬材料有效地隔離，從而避免發(fā)生腐蝕。因此，在機(jī)械裝置上增加一層保護(hù)膜，可以使設(shè)備表面的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕大大減少。最常用的是金屬護(hù)層方法，主要用于在金屬表面噴鍍或電鍍，然后在金屬表面涂抹致密的合金或金屬。金屬噴鍍是在高溫下將金屬熔化，用壓縮空氣噴出熔化金屬的霧狀粒子，噴到基體表面預(yù)先處理。形成金屬鍍層。采用這種方法所得到的金屬鍍層相對(duì)堅(jiān)固，可起到良好的保護(hù)效果。

3.2 緩蝕劑的使用

緩蝕劑是一種能夠有效地降低金屬在高濃度下的腐蝕。目前，緩蝕劑主要應(yīng)用于設(shè)備、過(guò)濾、管道化學(xué)清理和冷卻水系統(tǒng)防腐蝕的過(guò)程，這種防腐蝕措施不僅可以極大地提高設(shè)備的抗腐蝕能力，而且具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)利益，因此也能起到較好的保護(hù)作用。

3.3 環(huán)境防腐處理

環(huán)境防腐是指在不影響設(shè)備的使用情況下，通過(guò)改變工藝環(huán)境的條件，減少對(duì)設(shè)備腐蝕的影響。主要的內(nèi)容如下：(1)在環(huán)境中去除腐蝕的介質(zhì)。如去除環(huán)境中腐蝕物質(zhì)的水、氧和其它有害成分，可采用去氧劑除除氧、除濕等措施，確保裝置的金屬露點(diǎn)、有效地控制設(shè)備內(nèi)的水份等。(2)在材料表面加鍍或防腐劑，如硫基笨、硫酸鹽、亞硝酸等防腐劑。需要注意的是，在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制試劑濃度。

4 陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)法

陰極保護(hù)是將金屬材料用作腐蝕電池的一種陰極，使其不受腐蝕。主要的措施是用犧牲的陽(yáng)極保護(hù)法來(lái)將比較活剝的金屬或其合金連接到需要保護(hù)的金屬之間，從而產(chǎn)生原電池。一般情況下，使用活性金屬時(shí)，會(huì)腐蝕電池正極，而被保護(hù)的金屬則作為一個(gè)陰極來(lái)達(dá)到保護(hù)。對(duì)于容易鈍化的液體和金屬構(gòu)成的腐蝕系統(tǒng)，可采用陽(yáng)極電流外部進(jìn)行處理，通過(guò)鈍化陽(yáng)極使需保護(hù)設(shè)備減少腐蝕，從而達(dá)到防銹的目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備腐蝕與破壞是化工企業(yè)損失慘重的主要原因之一，化工機(jī)械設(shè)備的損壞不但會(huì)影響生產(chǎn)任務(wù)正常工作，而且最終會(huì)影響設(shè)備使用壽命，而且在金屬設(shè)備被腐蝕后，如果繼續(xù)使用，將會(huì)存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還會(huì)存在很大的污染危險(xiǎn)。因此，加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備防腐力是今后我們研究的焦點(diǎn)，這項(xiàng)工作對(duì)減少后續(xù)費(fèi)用，提高設(shè)備的使用壽命起著重要作用。