提高化工机械设备防腐蚀性能的研究

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　　摘要：腐蚀现象是化工机械设备最为常见的问题，当化工机械设备出现腐蚀问题时，就会导致其无法高效率、高质量、安全的进行加工生产，严重时将造成人员伤亡情况和经济损失。所以提高化工机械设备的防腐蚀性能非常重要。文章首先对提高化工机械设备防腐蚀性能的必要性进行分析，得出提高防腐蚀性能能够保障化工企业的稳定生产、提高化工企业生产的经济性和安全性。然后再分析常见的腐蚀性问题，其中包含着电化学腐蚀问题、化学腐蚀问题和其他腐蚀类型。最后提出了几点提高防腐蚀性能的措施，分别从化工机械设备防腐蚀的设计方面、方法应用方面和人为管理方面进行分析。通过应用防腐蚀的措施，能够提高设备的防腐蚀性能，增强设备的使用寿命和保障化工企业的生产效率。
　　关键词：化工机械设备;防腐蚀性能;措施
　　中图分类号：TQ050.9 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）12-0107-04
　　如今，化工产业在我国社会中发挥着重要的作用，提高着我国的经济指数，还能够让人民的生活变得更加的丰富多彩。在化工产业中，生产过程中所使用到的机械设备在一定程度上直接影响着化工生产的效益。因为随着科学技术的发展，越来越多的通过使用机械设备代替人工生产，所以在化工产业中，机械设备的使用是非常的普遍，其中化工机械设备的正常运作就显得尤为重要。化工企业要想有着高效率的生产和高回报的利润，就得减少化工机械设备出现问题和隐患，就目前来看，化工机械设备中最为常见的问题就是相關腐蚀性问题，化工机械设备的工作环境比较恶劣和特殊，机械设备会直接的与具有腐蚀性的物质接触，而且化工机械设备的运行时间会比较长，经常不间断的处于工作之中[1]。所以，化工机械设备出现腐蚀的现象是比较常见和明显的。所以对提高化工机械设备的防腐蚀性能进行研究是当务之急。要能够提高化工机械设备的防腐蚀性，让其能够更加安全、长久的运行，从而可以为企业、社会带来更大的效益[2]。
　　1 提高化工机械设备防腐蚀性能的必要性分析
　　在化工产业的整个生产过程中，其中包含这多的程序，其中对于化工机械设备的运用是众多程序中非常重要的一个环节，可以直接对产品的生产效率和质量起到影响。所以在要能够严格的对化工机械设备的运用进行把关，让化工机械设备能够安全运行，发挥其更大的实用性价值，而且还要能够在对产品进行生产的相关环节中能够有着非常流畅的操作，从而生产出高效率的产品。化工机械设备中腐蚀现象是很常见的，如果没有对其进行防护，或者防腐蚀性能不高，机械设备就比较容易受到腐蚀的侵害，当发生腐蚀现象时，如果没有及时的发现和对其进行处理，就会造成比较严重的后果，对企业的经济会造成损失，严重还会造成人员伤亡情况，所以对提高化工机械设备的防腐蚀性能是非常有必要的[3]。具体情况如下所示：
　　1.1提高了化工生产的可靠稳定运行
　　提高化工机械设备的防腐蚀性能是保证化工生产效率的重要条件。当化工机械设备具有很好的防腐蚀性能时，其使用寿命就会增长，不容易出现问题，对于化工生产就会有很好的保障，就能够更加可靠稳定的运行。如果化工机械设备容易受到腐蚀的侵害，就会出现各种问题，导致机械设备无法运转，就会降低化工生产的效率。所以提高化工机械设备的防腐蚀性能可以让化工生产可靠稳定的运行。
　　1.2提高了化工生产经济性
　　当前，我国的化工企业比较多，化工行业竞争比较激烈，对于加强化工企业自身的的经济效益显得非常重要。就化工企业而言，增强自身的经济效益，无非就是提高生产的效率和质量，降低企业的成本花费，化工机械设备的能够平稳的运用，较少的出现腐蚀性问题，就会对企业的化工生产经济性有所帮助。当化工机械设备因为腐蚀陛问题出现时，就需要对其进行维修处理，还会降低机械设备的使用寿命，这样就会提高企业的维修成本费用，并且因为化工机械设备无法运转，就会降低生产效率，从而降低了化工生产的经济性，所以，提高机械设备的防腐蚀性能能够提高化工生产的经济性。
　　1.3提高了化工生产的安全性
　　化工机械设备出现腐蚀现象时，如果没有对其进行及时的解决，就会引发大面积的腐蚀，就会造成泄漏等现象，当工作人员在旁边操作时，具有危险性的化学物质就会对工作人员造成身体伤害，还会对环境造成污染。而且腐蚀现象严重时，机械设备的某些部件会出现断裂等现象，对工作人员的安全也存在一定的威胁。所以提高化工机械设备的防腐蚀性能能够提高化工生产的安全性。这种安全性所涉及到人员安全、环境安全、产品质量安全等。所以要高度重视化工机械设备的防腐蚀性能。
　　2 化工机械设备的常见腐蚀性问题
　　通过对化工机械设备出现各种腐蚀现象的原因进行总结分析，可以分为好多类别的腐蚀，其中常见的腐蚀性现象可以分为3种情况，分别为化学腐蚀、电化学腐蚀和其他腐蚀。
　　2.1化学腐蚀
　　出现化学腐蚀的原因就是化工机械设备与环境中的具有腐蚀性的物质或者能够引发金属发生腐蚀的物质进行接触，因为化工企业的生产环境比较特殊，会存在很多的化学物质，当金属遇到这些介质之后就容易发生化学反应，就会导致机械设备表面的金属发生腐蚀[4]。尤其是在干燥和高温的情况下，发生化学腐蚀的状况就会更加明显。而且化学腐蚀所引起的后果将是比较严重的，另外，发生化学腐蚀的条件比较宽，几乎所有的化工机械设备都会受到化学腐蚀，所以，控制化工机械设备发生化学腐蚀是比较困难的。需要对化工机械设备进行严格的防腐蚀措施，才可能降低发生化学腐蚀的概率。
　　2.2电化学腐蚀
　　化工机械设备发生电化学腐蚀所带来的后果也是比较严重，当某个部位发生化学腐蚀时，如果没能及时的进行处理，就会引发旁边的部位发生腐蚀，且其发生腐蚀的速度较快。发生电化学腐蚀一般是在比较潮湿的环境中，通常发生的是氧化还原反应，因为在潮湿的环境中，电解质容易形成从而就会出现电极反应，就会加快腐蚀速度，对化工机械设备将会有比较恶劣的影响。 　　2.3其他腐蚀类型
　　除了电化学腐蚀和化学腐蚀之外，引起腐蚀现象的原因还有很多，比如，机械设备的振动磨损、疲劳、缝隙等因素都会引起设备发生腐蚀现象[5]。不同的腐蚀原因就是不同的腐蚀类型，所以机械设备发生腐蚀的原因比较复杂，有的是几种因素共同造成的金属腐蚀。所以在分析提高防腐蚀性能的措施时，要能够综合的考虑多个影响因素，从而可以有效的规避上述的因素达到提高化工机械设备的防腐蚀性能。
　　3 提高化工机械设备防腐蚀性能的措施
　　3.1化工机械设备防腐蚀的设计方面
　　化工机械设备的所选用的金属材料，其破坏的主要形式之一就是腐蚀侵害，所以在化工机械设备的设计阶段中，就应该时时刻刻的考虑到防腐蚀。其中材料的选择、工艺设计和机械设备的结构是影响腐蚀的主要原因，于是在对这三个化工机械设备进行设计时，需要有一套完整的关于腐蚀设计的附件，该附件有助于在机械设备的设计阶段能够达到更好的防腐蚀效果。
　　3.1.1化工机械设备材料的选择
　　在通用的机械设备中较为常用的金属材料是碳素钢，选用这种材料的原因在于易于加工，而且价格便宜、有助于采购方便。这种材料的机械设备在一般环境中使用能够抵御腐蚀，即腐蚀不会对该材料造成危害，但是对于化工行业来讲，其中涉及到很多的高腐蚀陛的物质，碳素钢处于这种恶劣的环境中就会很容易受到腐蚀的侵害。比如，Q235钢所制作的机械设备，在酸气等环境中腐蚀速度能够达到0.5～1.0mm/a，其腐蚀速度较决，即使相关工作人员会对化工机械设备进行防腐涂料的使用，但是在其工作的过程中，漆膜会被脱落或者出现划痕，该金属材料就会暴露在空气中，就很容易发生电化学腐蚀，于是对机械设备造成腐蚀侵害。所以对于化工企业来讲，虽然这种材料便宜，但是不利于防腐蚀，所以不会选用此材料作为化工机械设备的制作材料，会选择耐腐蚀性的钢作为制作材料。比如16MnCu等普通低合金钢，虽然这种材料比较贵，但是有利于化工机械设备的稳定运行。因为低合金钢的设备使用寿命是碳素钢的2～3倍，所以低合金钢的综合效益是比碳素钢好的[6]。
　　3.1.2结构和工艺设计
　　化工机械设备的结构如果设计得比较复杂，存在一些隐蔽的角落，就会引起机械应力、金属表面涂漆破损或者漏掉涂抹，而且在一些旮沓角落容易积累灰尘和液体。这样就会很容易的造成化工机械设备的局部地方出现氧化腐蚀或者其他的应力腐蚀等，所以对于在設计阶段，机械设备的结构和工艺需要设计合理，一般会有以下9点要求。
　　1）化工机械设备的结构形状要尽可能的简单，尽量不要出现无法触及的角落。
　　2）化工机械设备在制作过程中，金属表面不能有伤痕或者损坏的地方，如果出现要及时的对其进行处理。
　　3）化工机械设备的构件所选用的材料要尽可能的选择同一种，因为在不同的材料之间容易发生电偶腐蚀。
　　4）对化工机械设备进行设计时，要尽可能的减少缝隙的存在。
　　5）对于化工机械设备在进行涂漆时要是合适的结构形式，所使用的防锈漆也要选择合适的。在对焊缝进行涂漆时要尤为注意。比如，两块相连的型材之间要采用背靠背的方式，这样有利于涂漆，能够让金属表面完全的与腐蚀物质隔绝。
　　6）要尽可能的让化工机械设备没有残余流体的滞留，也要避免金属表面出现凹处，因为凹处容易积水，如果无法避免凹处，应该设置排水孔。
　　7）在对化工机械设备进行焊接时，要尽可能的防止出现应力集中和内应力的出现，可以采取连续焊接的方式。
　　8）焊接时要避免出现焊接缺陷，比如咬边、焊瘤、缺焊等现象，因为焊接所出现的缺陷是非常容易出现腐蚀现象的位置，这些缺陷之间，不仅会存在应力，还会存在缝隙，会发生缝隙腐蚀。
　　9）化工机械设备的构件连接处，要能够合理的设计该夹缝，可以进一步的阻止缝隙腐蚀。在构件连接的过程中，存在两种常见的连接方式，分别为对接和搭接。对于对接的构件连接，要采用双面连续对接焊的方式，可以减少缝隙腐蚀的发生。对于搭接的构件连接方式，不能使用铆接的连接方式，因为会存在缝隙，应该采用双面连续填角焊。
　　3.2化工机械设备防腐蚀的方法方面
　　对于提高化工机械设备防腐蚀性能首要的就是从设计阶段就对其进行防治，当其设计完成之后就需要采用不同的方法对机械设备进行防腐蚀处理，常用的方法有电化学保护法和在金属表面涂抹防腐蚀涂料的方法，这两种方式能够很大程度的降低机械设备的腐蚀侵害。接下来将对两种方式进行具体的分析。
　　3.2.1电化学保护法
　　电化学保护法作为一种较为重要的防腐蚀方法，在化工机械设备中经常被使用。电化学保护法的主要作用就是防止电化学腐蚀，保护化工机械设备的整体性使化工机械设备能够正常、稳定的运行。电化学保护法在实际的工作过程中，其工作原理就是让机械设备作为电路中的阴极结构，作为阴极结构的化工机械设备就能够的到较好的保护，能够降低腐蚀的现象。电化学保护法有两种方式，分别为牺牲阳极法和外加电流法，对这两种方式进行选择时，需要考虑到化工机械设备的工作环境等，在不同的影响因素下选择不同的电化学保护法。通过使用电化学保护法能够使化工机械设备在潮湿的环境中也能够具有很好的防腐蚀效果。
　　其中牺牲阳极法就是选择一种低于设备金属电极电势的合金，将该合金作为电池的阳极，化工机械设备作为阴极，就可以降低阴极化工机械设备的腐蚀侵害。例如在铁制作的化工机械设备中连接锌，这样锌作为阳极，铁就作为阴极，锌所含有的溶液就能够取代铁的腐蚀溶液，从而对化工机械设备进行保护。牺牲阳极法中被使用得比较多的阳极材料是铝合金、锌、铝等。牺牲阳极法是我国使用得比较多，而且效果很好的一种防腐蚀方法，所以应用较为广泛，在地下管道中、油罐防腐中、已经化工装置防腐中等等都有着很好的应用效果。
　　3.2.2防腐涂涂料的运用 　　有些防腐蚀涂料性能较差，将其运用于化工机械设备中，尤其是换热器中，使用性能较差的防腐蚀涂料达不到防腐蚀的效果，为了促进化工机械设备的防腐蚀效果，必须得提高防腐蚀涂料的性能，并且在不同的金属材料和构件中，要选择更为合适的防腐蚀涂料。以换热器为例，当完成了其防腐蚀结构和工艺设计之后，为了能够提高防腐蚀性能，需要在金属表面涂抹保护层，高温涂料和防溶剂涂料是当前用得比较多的一种防腐蚀性涂料。涂抹完保护层之后还需要对化工机械设备做好二次防腐蚀处理，邻苯二甲酸树脂是比较常用的防腐蚀漆料，在对防腐蚀漆料进行选择时，并不是选择防腐蚀性能最强的就行，还需要考虑到机械设备所使用的金属材料、应用条件和工作环境等因素，从而选择出最为合适的防腐蚀漆料，因此可以很大程度的提高化工机械设备的防腐蚀性能[7]。
　　3.3化工机械设备防腐蚀的人为管理方面
　　3.3.1设计人员要重视防腐蚀能力的设计
　　上文分析过化工机械设备的结构设计对防腐蚀性能的提高是有很大影响的，当设计不合理就会降低设备的防腐蚀性能，所以要从化工机械设备的设计阶段对其进行防腐，使其从根本上提高防腐蚀性能。化工机械设备的防腐蚀结构设计优劣主要与设计人员有关.相关设计人员要能够对设备防腐蚀结构设计有高度的重视感，才能设计出更好的防腐蚀效果。设计人员要能够使用新的设计理念，选择合适的新型材料，遵循简约的设计理念，做好化工机械设备的复核工作，保证设备的完整性，当发现出现问题时，不论大小都要及时、严格的对其进行处理。设计人员对待自己的工作要认真负责，不断学习，加强自身的专业能力，设计出更加具有防腐蚀效果的化工机械设备。
　　3.3.2标准化管理化工机械设备的使用
　　化工机械设备在生产到投入使用的整个过程中，会遇到很多的问题，较为常见的划痕、撞瘪等现象就会降低化工机械设备的防腐蚀性能。为了避免化工机械设备出现各种问题需要对其进行标准化管理。标准化管理是一种非常有效的管理方式，对化工机械设备从设计阶段到生产阶段到投入使用阶段都有非常严格的要求。由于化工机械设备的工作任务是重復不变的，所以使用标准化管理方式对化工机械设备进行管理是较为合适的。主要管理要求有以下2点。
　　1）高配置的相关工作人员。对于标准化管理，需要有较高的人员配置，而且相关的工作人员也需要执行标准化管理，相关的工作人员所从属构成不一样、专业不一样、年龄不一样，这些都需要进行标准化管理，因为人员的标淮化管理对化工机械设备的防腐蚀性能能够有一定程度的提升。另外，上级部门要能够安排合适的管理人员去管理化工机械设备，在某些特殊情况要能够权利下放。一个合理科学的人员配置可以将化工机械设备进行很好的管理，从而提高其抗腐蚀性能。
　　2）设备装置使用和存放执行标准化管理。化工企业中存在很多的设备装置，工作人员在使用过程中难免会管理不当，就会造成其出现各种问题，所以对于这些装置实行标准化管理是非常有必要的。需要按照机械设备的使用功能不同进行分类，然后派出合适的管理人员对其进行统一管理。设备还需要定期不定期的进行检查，以及时的发现是否存在腐蚀现象，所以需要安排相关的工作人员对其进行保养与维护。设备按照功能不同进行分类分区后，每个区域的设备要能够独立工作，不会存在互相干扰的情况。针对不同的工作人员，要明确其工作任务，设置每个工作的责任人，当出现问题时需要对责任人进行惩罚，这样不仅可以提高员工的工作认证态度，还能减少出现问题就互相推诿的现象。
　　4 结语
　　综上所示，提高化工机械设备的防腐蚀性能是非常重要的，对整个企业的经济效益将会造成直接的影响，还会对环境和人员健康情况造成影响。通过本文提出的几点提高防腐蚀性能的方式，可以一定程度的降低化工机械设备发生腐蚀的效率。随着时代的发展，越来越多具有防腐蚀性能的新材料和新工艺将会创造，能够将其灵活的运用于化工机械设备的生产中将会更进一步的提高其防腐蚀性能。所以将来的化工机械设备会更少的被腐蚀侵害，具有更加稳定生产的能力，从而给社会提供更大的经济效益。
　　参考文献
　　[l]王洪侠.提高化工机械设备防腐蚀能力探讨[J].科技展望，2017，27（3）.
　　[2]蔡旭东，冯军.刍议化工机械设备的防腐设计与应对措施[J].冶金与材料，2019，39（04）：153-154.
　　[3]岳宗坤，胡东川，化工机械设备腐蚀原因及防腐策略分析[J].当代化工研究，2018（10）：67-68.
　　[4]董建国，化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].中外企业家，2018（03）：200.
　　[5]尹光凯.浅谈化工机械设备的防腐设计[J].计算机产品与流通，2018（10）：101.
　　[6]宋欣，冯丽锋.提高化工机械设备防腐蚀能力探讨[J].石油和化工设备，2011，14（4）：71-73.
　　[7]茅国龙.化工机械设备的防腐设计与应对措施[J].化工设计通讯，2017，43（11）：126-127.
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