摘要:化工设备的工作条件极为苛刻,经常会遭受高温、高压、强酸、强碱等环境,所以很容易发生各种腐蚀。化工设备的腐蚀通常分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀三种。化工企业要提高工作人员的防腐技能水平,控制化学介质的浓度,利用防腐涂料和缓蚀剂等物品对化工设备进行保护,提高我国化工生产的安全水平。
关键词:化工;机械设备;防腐技术
化工过程几乎离不开温度、压力的变化,并且各种化工原料大都具有一定的腐蚀性,因此制造化工设备的材料要求耐腐蚀,强度高,延展性好,这也是化工设备设计选材的首选问题。设备的腐蚀在生产中的影响是很大的,严重的腐蚀会带来设备的泄露,从而使企业造成重大的经济损失以及人员伤亡事故和环境的污染。因此,化工设备防腐可谓意义重大,做好防腐工作,不仅能够节约大量的能源,提高企业经济效益,还能带来良好的社会效益,对人们的生活与生态环境的保护都具有重要作用。
一、化工机械设备的腐蚀机理
大多数机械设备都是金属制成的,尤其是化工企业,其机械设备发生腐蚀的机率要比其它企业高出许多倍,因为化工企业本身就处于一种具有各种腐蚀性气体(CO2、SO2、氢氧化物、硫化物等等)的环境当中,再加上生产车间的环境也非常适于腐蚀现象发生的条件,在这种内外因素的综合作用下,就会进一步的加速机械设备被腐蚀的过程。
1、电化学腐蚀现象的腐蚀机理
电化学反应,有阴阳两极的存在,阴极发生离子间的还原反应,阳极则发生氧化反应,阴极和阳极之间会有离子介质的流动,阴极不断吸收阳极发出的电子来发生它的还原反应,这就产生了电化学现象,然而,金属表面和电解溶液的这种电化学反应,并不会对外释放电流,只在内部的阴极消耗,于是便对金属产生了很大程度上的腐蚀作用。
2、工业大气造成腐蚀的腐蚀机理
工业生产会排出很多污染环境的气体,比如说二氧化硫,还是一种有毒气体,二氧化碳以及氢氧化物等挥发性都比较强,非常容易造成金属的腐蚀,尤其是在潮湿度比较高的环境里,二氧化硫气体遇到水会产生酸性化学物,对金属的腐蚀作用特别厉害,而工业污染产生的酸性气体有很多类种,自然而然就对化工机械设备造成了强烈的腐蚀现象。
二、化工机械设备的防腐措施
1、化工机械设备材料的选择
碳素钢是化工机械设备中最常见的一种原材料,大多设备都是由这种材料构成的,碳素钢不但便宜而且还很好加工,所以这种材料很普遍,但是在恶劣的化工环境下,大量的腐蚀物质充斥在这种钢材的周围,就会对其造成很严重的腐蚀现象,而通常情况下,企业会给这些钢材表面涂上防止生锈的漆,但是这种漆一旦脱落,就会造成进一步的更强的腐蚀作用,于是,我们必须要根据生产设备的不同用处,采用不同的金属材料,以提高设备的防腐蚀性能,如加氢反应器宜使用抗氢钢,尽量避免氢致裂纹造成的危害,这样才能有效的避免设备遭遇腐蚀,降低化工机械设备的腐蚀程度,延长了这些机械设备的使用寿命。
2、在机械设备的制作上合理设计进行防腐
化工机械设备除了功能要求外,还要考虑很多细节的设计,必须要做到形状合理。太过于繁琐的结构设计会导致机械应力,容易积灰尘,积液,金属表面防锈漆不好涂全等等各种易腐蚀现象的产生,造成机械设备某些局部上的结构早早就开始遭受腐蚀,导致设备受损,因此,对化工设备的结构设计必须要做到最优化。
①设备的结构设计一定要做到最简单化,避免繁琐的形状设计,而且构件制作要选用同一种原材料。
②尽量减小缝隙,制造、装配合理。
③焊接材料与主体设备材质匹配,焊接设备时也要注意避免应力过于集中的现象出现,做到焊接最优化。
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④金属表面涂防锈漆,选择优质的防锈漆,注意每个部位都要涂抹到,尤其是焊缝处。
3、设备存放的环境清理方法
①设备存放的环境要注意腐蚀性物质的清除,具体方法如:(1)要注意存放环境的除湿、除潮,尽量做到设备的金属表面能经常保持在适当的湿度环境里,输送易挥发气体时,要做好脱水处理;(2)在水中添加亚硫酸钠等脱氧剂,或者用机械脱除气体法减少水中氧气的含量,防止碳钢材料受到腐蚀;(3)在化工生产过程中,难免会产生腐蚀性气体,因此一定要做好脱除有害气体的准备工作。
②还可以在环境中适当的添加符合标准的防腐剂,添加适当量的防腐剂,可以对金属表面形成一层保护膜,有效的降低金属表面与腐蚀性物质直接接触的几率,从而有效的控制了金属表面的腐蚀速度,降低了机械设备受到腐蚀的损伤,但是在使用防腐剂时,一定注意添加的量,浓度要掌握好;还可以添加一些钝化剂,像不锈钢和钛合金材质,对于强酸类的化学物质抵抗力比较强,耐腐蚀度比较高,可以添加一些氧气等氧化剂,来降低腐蚀程度;还有一种叫中和剂,就是将腐蚀性化学物比如浓硫酸等中和掉,像氢氧化钠就是常用的中和剂,但是要注意中和剂的浓度,避免过碱造成的材料损伤。
4、机械设备表面进行处理,物理隔离进行防腐。
①金属表面涂防锈漆。常用的防腐方法就是在设备的金属表面上涂上防腐蚀性强的防锈漆等物质,像聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂等等都可以起到隔绝外界腐蚀性物质的作用,在涂漆的过程中,还要注意对漆材料的各方面性能严格考核,选用高标准的漆料,同时还要非常注重设备的材质以及涂漆的实施环境等等。
②金属表面再覆盖一层金属:(1)在金属表面再焊接一层防腐蚀性能强的金属材料,或者直接将防腐蚀性能强的金属材料与母材进行锻造熔合或是压延在一起,当作设备的材料使用,增强设备的防腐蚀性,延长设备的使用周期,但这种方法对两种材料的选择,焊接以及加工等各方面的工艺要求非常严格,以避免不良后果产生;(2)利用喷镀或者均匀镀铅的方法来镀上一层电位比设备材料电位低的金属材料,从而让这种材料代替设备材料来进行电化学作用,也就是替代设备进行腐蚀,但是这种方法的防腐性比较低,所以在日常防腐手段中并不常用。
③对于防腐材料的选择和使用都要进行严格的审核,按照一定的标准严格使用和操作,必须要考虑到这些防腐材料的附着性、耐高温性、耐水气性能以及在设备表面上还应该具有的机械性能等等,严格考核这些材料的防腐蚀性,热稳定性能,从而大大的降低机械设备的腐蚀速度,保护好机械设备的金属表层,进一步的保护机械设备不受腐蚀,延长机械设备的使用周期。
5、工作人员的防腐工作意识要进一步加强与提高
机械设备的防腐想要全面提高,一定要进一步加强与提升工作人员的防腐工作意识。在进一步加强石化单位的管理人员、项目人员注重企业生产发展的同时,还需要高度注重机械设备的防腐意识,主动构建相关的机制。在实施正常的生产安排与生产指导的同时,企业要增强对机械设备防腐工作的落实、安排和检验。一方面,从思想意识方面把全体职工的防腐意义提高,特别是企业的领导者,更需要注重机械防腐问题,使企业上下的防腐工作意识进一步加强;另一方面真正贯彻落实防腐工作,把组织上的落实与执行做好,贯彻到企业生产经营的整个过程,只有两方面一起努力,齐抓共管,真正做到“预防为主、防治结合”,在源头上消灭设备腐蚀。
结语
腐蚀现象给化工企业的机械设备带来了很大的破坏,于是防腐工作就显得颇为重要,在企业的实际生产和应用中,只有对设备发生腐蚀的根本原因进行深入的分析,认真研究腐蚀发生的化学机理,才能做到机械设备的防腐优化设计工作,才能根据生产实践去进行合理的材料选择,并且采用科学、高效的防腐措施,从根本上解决机械设备的腐蚀现象,为化工企业的可持续性发展奠定基础。
参考文献:
[1]王超。浅谈化工设备的防腐控制措施[J].中国新技术新产品,2016,11:65-66.
[2]彭飞,魏洪超。化工机械设备腐蚀原因及防腐措施探讨[J].科技创新与应用,2016,15:156.
论文作者:秦志国
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第26期
论文发表时间:2019/7/22
标签:机械设备论文; 设备论文; 腐蚀性论文; 材料论文; 化工论文; 环境论文; 电化学论文; 《建筑细部》2018年第26期论文;