广东先导稀材股份有限公司
摘要：由于化工产业体系中使用的机械设备受到化工产品的腐蚀，以及经常性的处于恶劣的化工环境中，使得机械设备的使用寿命大幅度降低，甚至于发生重大的安全事故，给各个企业的经济效益造成了极大的损害，基于此，本文就从化工机械设备的防腐设计及措施展开分析。
关键词：化工机械设备；防腐设计；措施
1、发生腐蚀的化学机理
1.1电化学腐蚀机理
在金属物质中较易发生电化学的腐蚀，由于在金属的表面会与离子型的导电介质发生电化学作用，这样金属的表面就会被腐蚀，金属表层被破坏。在发生电化学的腐蚀过程中，基本上都包括最少一个阳极与阴极的反应，同时，其金属内部的电子流与介质中的离子流会发生交换。阴极反应是一个还原的过程，主要是在介质内部的氧化剂在吸收阳极的电子工程中发生的化学反应。阳极反应则是一个氧化的过程，主要是金属中的金属离子转离的过程，而转离到介质中，也发出一定的电子，产生了化学价的变化，之后质子中的离子与电子相结合。在电化学腐蚀过程中，金属表面的电子流不会对外做功，大部分腐蚀的电池都会在内部消耗，所以电化学的腐蚀对腐蚀的进度有着直接影响。
1.2工业大气的腐蚀机理
在工业污染比较严重的环境中，其含有二氧化碳、硫化物及氢氧化物等具有挥发性的物质占较大比例，并且还有工业生产中排放的粉尘、颗粒等物质，这些物质与设备长期接触，都会导致腐蚀现象，特别是在特定环境下，主要是在潮湿环境下，酸性的气体会形成无机酸，由于这些无机酸都有较强腐蚀性能，所以很容易有腐蚀的现象发生。在工业生产中，特别是在化学生产过程中，化工设备的腐蚀主要是直接化学腐蚀和电化学腐蚀同时作用的基础上发生的。总而言之，发生腐蚀的主要本质是金属元素在失去电子之后形成离子的一个氧化过程，而对于工业大气腐蚀和电化学腐蚀主。
2、化工机械设备的防腐设计
2.1优选材料
现阶段，用于制造机械设备的主要材料是碳素钢，其价格相对较为低廉，并且采购也比较方便，最为重要的是这种钢材容易进行加工。通常情况下，碳素钢在普通的环境中基本不会被严重腐蚀，对设备的正常运行也不会造成太大的影响和危害。然而，若是在化工生产中使用，这种环境便有可能对碳素钢造成腐蚀。如最为常用的Q235钢，在高浓度的腐蚀介质中，被腐蚀的速度非常之快，即便采取相应的防腐蚀措施，也会因为防腐漆、膜划伤或脱落，引起腐蚀面积扩大，从而使机械设备的使用寿命大幅度降低。为此，在选择设备时，尽可能不要选用以Q235钢为主要材料的设备，而是要选用一些抗腐蚀性能较强的低合金钢，并以此作为设备的基材。虽然低合金钢本身的价格相对比较昂贵，但是它的抗腐蚀性能极佳，从长远的角度上考虑，选用这种材质所能获得的总体经济效益要比碳素钢高很多。
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2.2设备结构与工艺的防腐设计
当机械设备的形状设计过于复杂时，便很可能引起一些缺陷，如积尘、积液以及设备应力过大等等，这样便容易造成机械设备的局部位置出现腐蚀现象，为了尽可能避免这种情况的发生，应当在进行设备结构设计时，综合考虑抗腐蚀性，并满足以下要求：
2.2.1设备构件的形状越简单越好，所有构件应尽可能采用相同的金属材料，并减少构件当中的缝隙。
2.2.2必须选择优质的防锈漆，以确保腐蚀介质能够与设备构件完全隔离。需要特别注意的是在对设备焊缝进行涂漆时，结构的合理性将会直接影响涂漆质量，也就是说只有最为合理的结构形式，才能保证涂漆达到理想中的防腐效果。
2.2.3应当避免一些残余的水分滞留在机械设备上的情况发生，即设计过程中要尽可能避免向上的容器状凹处，若是必须采取这样的设计，应设置排水孔。
2.2.4应防止对机械设备焊接时出现应力集中的情况，焊接工艺要合理，尽可能做到连续不间断地焊接。同时还要避免焊接质量缺陷的发生，如焊瘤、咬边等等，一旦形成这样的焊接质量缺陷便有可能导致该位置成为新的腐蚀点，进而引起严重的腐蚀现象。
2.2.5为避免缝隙腐蚀的情况发生，应当对构件连接处的缝隙进行合理处理，如在对接和搭接时，应采用双面连续对接焊，并确保焊接质量，这样有利于防止缝隙腐蚀的现象发生。
3、化工机械设备的防腐措施
3.1除去环境中腐蚀性物质
3.1.1除去水分。为防止室内大气的腐蚀，有效的方法是除湿，使金属表面经常保持在露点以上，将水分控制在一定指标以下。比如在输送二氧化碳、硫化氢、氯化物等介质时，前置脱水装置。
3.1.2脱除溶解在水中的氧。为防止中性水所引起的碳钢腐蚀，最有效的办法是采用机械脱气法或添加脱氧剂（如联氨、亚硫酸钠等）。
3.1.3脱除其他有害成分。在某些工艺炼制过程中，为避免产生腐蚀性的酸性气体，可前置脱盐装置等。
3.2在环境中添加具有防腐蚀作用的成分
3.2.1添加防腐蚀剂。在腐蚀环境中少量添加缓蚀剂，在金属表面形成保护膜，能显著抑制金属腐蚀的速度，取得一定的防腐蚀效果。
3.2.2添加钝化剂。如不锈钢、钛合金、哈氏合金等，对于盐酸、硫酸之类的非氧化性酸，耐腐蚀性差，添加氧和铬酸、硝酸、Fe、Cu等少量氧化剂，可明显减少腐蚀。
3.2.3添加中和剂。通过添加中和剂的方法调整pH值、氢氧化钠、碳酸钠、氨等可有效地避免酸性腐蚀，但使用方法要妥当，以避免产生碱性脆化及其他材料劣化。
3.3表面涂层处理法
3.3.1涂漆。这种防腐蚀处理方法最为常用的是在机械设备表面进行涂漆，所采用的大部分都是油料涂漆，如酚醛树脂、环氧树脂等等。
3.3.2金属覆盖层。该方法大致可分为两种，一种是使用耐腐蚀性能较好的金属覆盖在设备表面上，虽然该方法能够起到良好的防腐效果，但对加工工艺的要求却比较苛刻，故此在应用时应当加以注意；另一种方法是用比母材电位低的金属材料进行覆盖，即将该材料作为牺牲阳极，以达到防腐效果。
3.3.3有机衬里。常用的衬里材料有PTFE、PFA、PVC、环氧树脂、不透性石墨等等。
3.3.4无机衬里。常用的有化工陶瓷、玻璃、砂浆和化工搪瓷等等。
3.4电防腐蚀
这种防腐蚀方法就是对设备金属表面的局部腐蚀电池从外部直接通上防腐蚀电流，借此来消除局部电池内的腐蚀电流，简单来讲就是利用防腐电流使设备的金属电位降至最为稳定的区域。该方法具体可分为牺牲阳极法和外接电源法。可按照设备的实际情况进行选择。
结束语
综上所述，化工机械设备的防腐工作是一直持续存在的。在进行化机械设备的防腐设计时要了解化工机械设备发生腐蚀的原因及原理，着重优选化工机械设备的防腐材料，做好设备结构与工艺的防腐设计，进一步提高化工机械设备的抗腐蚀能力。在化工机械设备的使用过程中要清除环境中对化工机械设备有腐蚀影响的因素，在机械设备表面涂层、电防腐蚀等防腐措施，得以降低腐蚀给化工设备造成的损坏。
参考文献
[1]景艳.刍议化工机械设备的防腐设计与应对措施[J].科技创新导报，2012.
[2]宋欣.提高化工机械设备防腐蚀能力探讨[J].石油和化工设备，2011.
[3]易振庭.如何提高化工机械的防腐能力[J].门窗，2013.
论文作者:陈松
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/26
标签：机械设备论文; 化工论文; 设备论文; 发生论文; 电化学论文; 涂漆论文; 金属论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;