议化工机械设备的防腐设计与应对措施

腐蚀现象在化工机械设备中十分常见, 腐蚀以后的设备无论外形、色泽以及性能都会发生相应的变化, 不仅破坏了机械设备也浪费了能源。因此, 研究化工机械设备的腐蚀机理十分重要, 可以以此为基础采取相应的有效途径提高设备的防腐蚀能力, 以此促进工业和化工企业的发展。

1 设备腐蚀的原因以及腐蚀分类

1.1 设备腐蚀原因分析

化工设备腐蚀原因包括两方面:

(1) 内在因素:化工设备的金属结构是导致其发生锈蚀的根本原因, 另外, 金属材质不同, 金属表面粗糙度不同以及其自身形状不同, 都会导致其抗腐蚀能力不尽相同。

(2) 外在因素:工矿企业的环境中、尤其化工企业中的二氧化碳、二氧化硫、氢化物、硫化物等有害气体以及厂房温度和湿度的过高, 在该环境因素的综合作用下, 这些环境中的有害气体和水蒸气就会和金属发生反应, 造成设备腐蚀。

1.2 设备腐蚀分类

根据腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀主要是指金属表面和大气中的有害气体发生化学反应, 从而使金属设备遭到破坏, 其本质就是金属被氧化的一种过程。电化学腐蚀主要是金属材料和电解质直接作用发生电极反应, 从而造成腐蚀, 电化学腐蚀又包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种类型。

2 化工机械设备的防腐设计

2.1 材料的选择

化工设备中普遍选用碳素钢, 碳素钢不仅价格便宜、采购简单而且加工起来也方便, 用在普通环境中不会有较大腐蚀, 但是在一些特殊环境例如化工企业中使用, 就会对碳素钢带来严重的腐蚀。

Q235最为常用, 但是在一些较高浓度的电解质溶液中腐蚀速度十分惊人, 即使对化工设备表面进行防腐也是无济于事, 仍会时常看到大面积的防腐漆脱落以及局部面积腐蚀并不断扩大, 也因此大大缩短了设备的使用寿命。因此这类材料在化工设备中尽量少用或者不用。与之相比, 低合金钢的抗腐蚀能力就强了许多, 因此低合金钢通常被用来制作化工设备的基材, 虽然其价格较高, 但是所取得总体经济效益要远远大于碳素钢。

2.2 结构和工艺防腐设计

通常来说, 机械设备的设计越简单越好, 否则过于复杂则会导致热应力、机械应力、积液以及积尘等缺陷, 从而导致设备局部容易腐蚀。为增强化工机械设备的抗腐蚀能力, 设备结构设计通常要满足以下几个方面的要求:

(1) 设备构件的形状越简单越好, 并且各个构件尽量采用同一材质;

(2) 缝隙部位越少越好, 设备表面尽量光滑无损伤, 管道内部不要留水;

(3) 构件表面的防腐漆要选择优质产品, 以确保腐蚀介质不接触设备部件;

(4) 焊接机械设备时, 防治集中应力出现, 尽量采取连续焊接避免断续焊接;

(5) 避免设备各部件有积水的凹处出现, 若有尽量设计排水孔;

(6) 为避免缝隙腐蚀, 应采用双面连续填角焊接对接口。

2.3 强度设计

化工机械设备若长时间处于浓度较高的电解质溶液热中, 极易发生腐蚀, 从而降低机械部件的性能与强度, 尤其是零部件的强度容易降低甚至损坏。因此, 在设计化工设备部件时, 设计出的正常使用的部件强度还要将腐蚀因素考虑进去。

3 控制腐蚀

化工机械设备的防腐措施有好多种, 但是目前使用最多的为以下几种:

(1) 环境预处理。该方法旨在改变环境, 不影响设备和工艺的使用。该方法有两种去除腐蚀介质的方式, 一是将环境中的水汽、二氧化硫等腐蚀介质除去, 二是通过向环境中添加防腐剂、钝化剂以及中和剂等;

(2) 表面涂层。通常包括 (1) 在部件表面涂防腐漆, 如酚醛树脂或者环氧树脂; (2) 涂金属覆盖层, 包括两种方式, 其一, 涂防腐性能较好的金属, 但对加工工艺要求苛刻, 其二就是覆盖电位低的金属材料以牺牲阳极达到防腐效果; (3) 有机衬里, 如PVC、环氧树脂; (4) 无机衬里, 如陶瓷、玻璃、砂浆等。

(3) 电防腐蚀。该方法就是将外部防腐蚀电流接入设备局部腐蚀电池, 借此消除局部腐蚀电流, 从而使该部位金属电位降至最稳定状态。

4 结语

由上所述, 要想将化工机械设备的腐蚀降至最低点, 需双管齐下, 其一, 设计设备及部件需掌握其要点, 避免不必要的损失外, 其二, 熟悉掌握抗腐蚀措施, 只有将两者有机结合才能确保化工设备达到最佳防腐状态, 从而延长其应用年限, 这对化工企业而言十分重要。

摘要：化工机械设备在化工生产中不可或缺, 其使用寿命、工作性能和效率直接影响化工生产的经济效益。然而, 由于化工设备所处的生产环境以及其自身因素, 即使在正常生产条件下也时常出现腐蚀现象, 这一结果不仅使得设备性能下降, 也缩短了使用寿命, 因此, 化工机械设备的防腐设计就显得异常重要, 本文正是基于此提出了化工设备的防腐设计及应对措施。

关键词：化工机械设备,防腐设计,应对措施

参考文献

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