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摘要:腐蚀是化工设备常见的问题之一,产生腐蚀的原因多种多样,腐蚀指的是设备与周围环境相接触,从而发生物理、化学反应或者电化学反应导致金属性能发生变化,进而导致设备损坏的一种现象。因此,通过研究化工机械设备的腐蚀机理,进而提出合理的解决措施,对企业提高生产效率具有重要作用。
关键词:化工机械;防腐能力;有效路径
前言
我国的工业化水平随着经济的发展得到了稳定的提升,而化工企业的日常生产离不开化工机械设备的使用。但是机械设备往往会因为各种原因受到腐蚀,产生质量问题,从而影响到工业生产。因而如何提升机械设备的防腐能力成为了化工企业的主要工作重心。
1化工机械腐蚀的原理
1.1大气腐蚀原理
在很多地方,因为大气污染严重,空气中存在着大量的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等腐蚀性的物质。这些物质借着高温和水分,极容易与金属发生化学反应,形成不同程度的腐蚀。长此以往,腐蚀物越来越多,越来越厚,就会影响机械的正常使用,使得机械设备失去原有的工作效率和能力,无法发挥其自身的作用。
1.2电化学腐蚀原理
金属的电化学腐蚀指的是,由于离子导电介质与金属表面发生电化学作用使得金属表面被破坏,产生腐蚀现象。根据电化学机理,任何一种腐蚀反应至少包含有一个阴极反应和一个阳极反应,而且可以把介质中的离子流和电子流紧密地联系在一起。电化学腐蚀是一个较长的过程,但是其形成的腐蚀物往往质地坚硬,不易消除和剔除。很多时候,电化学腐蚀不容易发现,也许等到发现的时候,机械已经遭受了很长时间的腐蚀,腐蚀物的厚度很大。这种电化学腐蚀的机理本质上是在金属内部形成短路原电池,即电流不对外做功,电池的回路短接,电子在还原反应中由腐蚀电池内阴极吸收自耗,加剧腐蚀的速度,促进阳极的离子化。
2化工机械腐蚀的原因
2.1化学腐蚀
化工企业在进行生产作业的过程中,往往需要接触到很多具有高腐蚀性的化学原料,这些生产原料与机械设备的金属表面接触之后会发生相应的化学反应,一般会产生金属氧化物,对金属的表面造成损害。这类的腐蚀一般是发生在高温干燥的环境下,金属和具有腐蚀性的介质直接进行化学反应的形式。
2.2由于设备振动引起的腐蚀
在一些机械设备容易由振动引发形状突变的地方,例如,开口、缝隙或死角等位置,金属发生腐蚀的几率是相对比较大的。
2.3由于电化学引起的腐蚀
对于电化学腐蚀来说,一般是发生在一些相对潮湿的生产环境中,本质就是氧化还原反应的一种形式。在化工机械设备的一些金属部件在接触到电解质液体之后,加上电极的反应而导致的腐蚀现象。
3提高化工机械防腐能力的路径
3.1保证选择机械设备材料的科学性
(1)需要对于产生腐蚀的环境进行充分的了解,例如,介质的成分、浓度以及作业施工的温度或压力等;液体流动速度的快慢;各种材料的接触情况;施工周边的环境变化等一些需要特别加以重视的环境状况等;(2)对于机械设备的类型、相关结构及产品的特别要求都是需要进行认真考虑的;(3)对于机械设备的预期设计使用年限的问题。在其设计的环节中应该使得设备以及管道的各个位置材料进行均匀质化,使用的材料费用、施工费用及维修的费用都是需要进行综合性的经济考虑的,这用可以最大化的降低机械设备的腐蚀程度,进一步延长机械设备的使用寿命。
3.2科学设计机械设备的工艺与结构
在对机械设备结构设计的时候应该充分考虑到防腐蚀的问题,进行全面科学合理的设计,其设计需要满足以下几个方面:
(1)对于机械设备的设计形状应该尽可能保持简单,选择同种的金属材料来避免死角的问题。对于设备中一些常见的液体残留物或者是固体的物质残留堆积,这些不但会在设备进行使用的环节中出现集聚或者是浓缩的现象,导致腐蚀,还可能在设备停止运转的时候发生腐蚀现象。因此在进行设计的时候应该对于死角以及液体难以有效排除的位置尽量避免。
(2)尽可能减少缝隙,对于大部分的金属设备来说,一般容易在一些缝隙、液体难以流通的位置发生缝隙腐蚀的现象,例如,很多的额碳钢、铝制设备、不锈钢等机械设备都是可能会出现这种现象的。在缝隙发生腐蚀的现象之后,一般又会引发孔蚀或者是应力腐蚀,这样对于设备就会引发较大的破坏。为了有效避免机械设备上面液体滞留的现象,在其设计的初始阶段应该尽可能避免出现容器的凹处,如果实在不能够避免,应该在这个位置设置相应的排水孔,这些良好的设计细节都是有效防止设备发生腐蚀的最好措施。
3.3应用防腐蚀的涂料和涂层
化工设备的防腐涂层可以降低设备构件与腐蚀性物质接触的概率,因此其防腐效果非常优异,尤其采用在焊接处进行优良防腐漆涂层技术操作,可以使焊接缝的耐腐性增强,这一过程的技术重点就是要注意不能因为涂层防护而引起设备强度与结构的改变,使机械设备的本身性能受到影响。就目前的防腐涂料而言,常见的有环氧树脂和酚醛树脂等几类防腐漆料,在进行实际化工设备设计中要根据设备的实际情况选择合适的涂漆,要针对设备构件的状态和材质标准、运转环境等进行研究,据此选择防腐性能与其他机械性能相匹配的涂漆材料。
作为最有效的防腐蚀方法,那就是在机械设备的表面涂上防腐油漆,这样就可以有效减少腐蚀的情况发生,但要注意的是,一定要根据设备的特性对防腐漆精心选择,切实确保设备构件和腐蚀介质之间没有联系,特别是在机械设备的焊缝处,漆膜一定要达到设计要求厚度,而且要保证油漆的质量没问题,对机械设备进行涂层的方式进行防护,是对设备产生不了负面影响的,更不会对其强度以及结构造成改变。
3.4电化学防腐措施
3.4.1牺牲阳极保护
该方法主要通过采用电极电势比保护对象低的合金作为电池阳极,也可以是金属,把其固定在保护对象上,这样能够形成腐蚀电池,而保护对象为阴极。比如,机械设备表面为金属铁,可以在上面固定上锌,以锌为阳极代替铁溶解,这样就能防腐。
3.4.2外加电流
以外加电源的方式保护机械设备金属,该方法原理:把保护对象接到负极,令其为阴极,此外在正极上接入废钢铁,把它当做牺牲阳极,另外,通过外加电流使阴极电势向负极方向移,这样它上面所产生的还原反应能够起到防腐蚀效果。
3.5提升防腐的强度
由于化工机械设备的运转环境中存在大量具有腐蚀性的物质,因此设备就易因发生腐蚀损伤而降低设备强度,正是基于此,在进行化工设备的相应结构规划设计时就要进行强度优化,要根据实际情况进行腐蚀余量的设置,可以根据设计规范将这个腐蚀余量设定在设备腐蚀限值的二倍以上。
4结语
化工企业的机械设备的使用频率是非常高的,且高强度的生产对于设备的要求也非常高,所以设备的使用寿命就显得非常关键。作为影响设备使用的最大因素,如何提升设备的抗腐蚀能力在未来仍然是化工企业需要重点关注的问题。这需要企业在这一方面加大研究力度,从材料到管理上进行全面控制,加强防腐技术和水平,从根本上解决设备的腐蚀问题,提升设备的使用效率,为保障企业的经济效益打好坚实的基础。
参考文献
[1]王海艳.关于提高化工机械防腐能力的探讨[J].机械管理开发,2016,31(04):147-148.
[2]陈棋坤.提高化工机械防腐能力的方法分析[J].化工管理,2016(09):183-184.
[3]倪建东.关于化工机械防腐能力的探讨[J].世界有色金属,2015(09):99-100.
[4]赵刚.对化工机械防腐能力的分析[J].科技经济市场,2015(05):172.