化工机械设备的防腐设计与防腐措施研究

化工机械设备的防腐设计与防腐措施研究

刘清民

山东京博控股集团有限公司山东256500

摘要：化工企业要实现发展，推动生产的化工机械设备很重要，然而在实际的生产过程中，化工机械设备被腐蚀的现象常常出现，影响化工企业日常的生产效率，同时腐蚀的化工机械设备将缩短其在工作中的使用寿命，提高化工企业生产的成本。因此，从延长化工机械设备使用寿命和减少企业生产成本的角度出发，研究化工机械设备防腐的原因以及防腐措施就显得十分重要。从化工机械设备的外形、焊化、强度以及涂层方面设计防止设备腐蚀的方案，同时，采用阳极牺牲、电流外加以及电化学的方法进行防腐措施的分析，进而保护化工机械设备。

关键词：化工；机械设备；防腐设计；措施研究

化工腐蚀现象在实际的化工生产领域很常见，因为对化工生产而言，腐蚀性的化工材料是化工生产过程中必备的材料，当化工生产处于温度高且空气干燥的外部环境中时，这些具有腐蚀性的物质会与化工机械设备发生氧化现象，进而腐蚀化工机械设备的金属外层；同时造成化工机械设备腐蚀的还有电化学腐蚀，除此之外还有工业大气、疲劳、缝隙以及焊接方面的腐蚀，作用于化工机械设备的腐蚀。

一、化工机械设备被腐蚀的原因与分类分析

1、化工机械设备腐蚀的原因分析可分为具体的两个部分来探讨，一是化工机械设备本身因素影响的腐蚀；二是外部环境作用下影响化工机械设备的腐蚀：

1.1.内部零件的影响

内部腐蚀原因的分析主要从化工机械设备的各个组成零件进行分析。首先，不同化工机械设备的介质对腐蚀材料的抗腐蚀性存在差异，或者说不同的腐蚀材料对同一个机械介质的腐蚀能力存在不同；其次，对化工机械设备构成的物质不同，其抗腐蚀的能力也不同，如粗晶粒与细晶粒之间的差别、不锈钢与铁之间的差别等；设备表面的粗糙程度也会影响腐蚀现象的发生，零件表面有涂层抗腐蚀性更强；最后，零件的不完整之处更容易发生腐蚀现象。

1.2.外部环境的作用

影响化工机械设备腐蚀的外部环境主要有以下几个方面：第一，化工生产过程中如果碰到易腐蚀的化工材料，则发生腐蚀现象的几率更大。尤其是腐蚀材料中的各项指标，如PH值、介质水分、材料种类等方面，都会影响设备的腐蚀；第二，化工设备的腐蚀的快慢与外界的温度以及设备的承受力有关，且温度越高，腐蚀发生的速度就越快，并且温度对腐蚀电阻也有影响；第三，腐蚀材料的流速对设备的外层保护膜产生影响，造成设备外层保护膜的损坏；第四，设备的外转压力对电池的影响造成的腐蚀现象[1]。

2、化工机械设备发生腐蚀的分类

针对化工企业在生产过程中遇到腐蚀的不同机理可将化工机械设备发生腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型，化学腐蚀即与腐蚀介质有关并且与环境的温度以及水分密切联系；电化学腐蚀即与电解质有关，氧化还原反应以及环境双重作用下的腐蚀。

二、针对化工机械设备防腐的主要设计

由于化工机械设备不合理的几何形状的设计，容易造成死角、缝隙以及边角的腐蚀，进而对化工机械设备造成破坏的现象，因此，从化工机械设备的内部结构以及外形工艺的设计上进行修复，可以有效的提高设备的抗腐蚀能力。

1、修改化工机械设备的外形

化工机械设备的外形尤其是其不规则的外形结构容易造成设备的腐蚀现象，因此，需重视对化工机械设备外形的整修工作，减少化工机械设备复杂的几何结构外形，尽量使用简单且整齐划一的设备材料，避免出现金属之间缝隙以及死角的现象；同时，在修改化工机械设备的外形时应考虑固体或液体物质的囤积对设备运行产生的腐蚀作用，防止由于外形的不合理设计加剧腐蚀现象的发生。

2、缩小设计化工机械设备的缝隙

针对由不锈钢等物质组成的化工机械设备而言，出现缝隙的几率较大，在缝隙较多的化工机械设备中液体会因为不通畅的渠道而在缝隙处产生腐蚀，从而加剧形成小孔腐蚀的现象，毁坏化工机械设备的整体结构。因此，设计人员在对化工机械设备进行设计时应防止出现凹凸不平的表面，减少水分积聚形成的腐蚀，或者在缝隙处设计排水渠道，保持金属表面脱离水的侵蚀[2]。

3、提高对化工机械设备的焊化技术

化工机械设备的焊接技术对化工机械设备的抗腐蚀能力有关系，提高焊化技术能够提高设备抗腐蚀的能力。在对化工机械设备进行焊化时应采取连贯的焊接工艺技术，减少间接集中焊接行为的发生，降低化工机械设备缺陷的出现，如咬边、焊瘤等缺陷，增加腐蚀出现的机会。提高焊化技术的作用是减少设备内应力发生腐蚀。

4、重视化工机械设备的涂层手艺

化工机械设备提高抗腐蚀能力直接有效的方法就是在机械设备的外层实施涂层工艺。重视化工机械设备涂层工艺，首先，需要重视涂漆材料的选择，抗腐蚀性好的涂漆材料才能将化工机械设备的外层与腐蚀材料分开；其次，重视涂漆的位置，在外形的死角、焊接以及缝隙处应加大涂漆的工作量，此外，应考虑涂层的使用对化工机械设备的结构以及强度不会造成显著的影响。同时也可通过加大化工机械设备的强度设计来提高抗腐蚀的能力[3]。

三、防止化工机械设备腐蚀的具体措施

由上述对化工机械设备发生腐蚀原因分析可知，影响化工机械设备发生腐蚀的因素主要在内部以及外部两个方面的因素，因此，控制腐蚀发生的有效措施可从金属介质与腐蚀介质之间进行考虑：

1、根据电化学的有关原理防止腐蚀

电化学保护化工机械设备的使用原理是通过电化学让腐蚀介质与金属介质之间区分开来，从而改善腐蚀的环境。从化工机械设备的金属着手，对金属实施有关的工作，从而使金属成为电池的阴极，这样找到降低金属被腐蚀的方法，起到保护化工机械设备金属的作用，主要包括阳极牺牲和电流外加两种方式。

2、利用阳极牺牲的方法防止腐蚀

化工机械设备发生腐蚀现象有部分是由于微电池的腐蚀而造成的化工机械设备的腐蚀，因此，采用阳极牺牲的方法来保护化工机械设备不被腐蚀的工作原理是将金属或者合金中的相较于化工机械设备更低的电极设置为电池的阳极，同时将其放置在化工机械设备表面的金属介质上，从而形成一个具有腐蚀性的电池，干扰化工机械设备的腐蚀。举个简单的例子，当以金属锌作为电池的阳极放置在化工机械设备的金属表面时，锌溶解产生的物质替代由铁溶解产生的物质，这样对防止铁发生腐蚀现象具有较大的帮助。因此，在对化工机械设备实施腐蚀控制措施时，首先应考虑采取牺牲阳极的方法来保护化工机械设备[4]。

3、采用电流外加的方式防止腐蚀

针对采用电流外加的方式保护化工机械设备的方法来说，其使用的基本原理是以外加电源的方式对化工机械设备的金属实施保护的措施，表现为在电池的负极一端与保护对象相连接，形成阴极的现象，同时将电池的正极一端与废弃的金属介质相连接，形成阳极牺牲的一端，进而在外加电源实施的作用下，转移腐蚀发生的位置，减少化工机械设备发生腐蚀的机会。外加电流发生的阳极牺牲行为与阳极牺牲保护行为的区别在电流的引入上。

总结：化工机械设备的防腐工作是一项系统性的工作，需要对化工机械设备的结构和工艺进行防腐设计，同时采用电化学的保护方法来控制金属表面的腐蚀，这样才能减少化工机械设备发生腐蚀现象的机会，提高化工机械设备的使用寿命，进而减少化工企业的维修成本，增加化工企业的经济收益。

参考文献：

[1]李育文.化工机械设备的防腐设计及措施探讨[J].化工设计通讯,2016,42(5):105-105.

[2]隆玉林.化工机械设备的防腐设计及措施浅析[J].山东工业技术,2016(15):12-12.

[3]吴军萍,吴君莲.化工机械设备的防腐设计及防腐措施分析[J].中国化工贸易,2017,9(24).

[4]芮涛,金飞,冯东方.化工机械设备的防腐设计及防腐措施分析[J].商品与质量,2017(19).