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摘要:化工机械是化工生产流程很重要的一部分,而腐蚀是其最为常见的问题之一,因此,如何正确的对待化工机械腐蚀这一问题是化工企业的一项重要任务。本文分析了化工机械腐蚀产生的原因以及分类,随后对腐蚀反应的机理也做了进一步的讨论,并最后在前面分析的基础上提出了一些提高化工机械防腐蚀性能的对策,希望能在最大程度上减少因化工机械腐蚀而造成的损失。
关键词:化工机械;腐蚀原因;防范措施探讨
1导言
所谓的腐蚀是指采用化学方法来破坏或消耗物体。如果从广义的角度看,环境和物体材料之间发生了化学反应或者说发生了电化学反应,而使得物体的功能遭到破坏或损坏也称之为腐蚀;如果从狭义的角度看看,环境和金属材料之间产生的物理反应或化学反应从而改变了金属的性能以及环境、金属材料及它们构成的系统受到损坏也称之为腐蚀。而我们所说的化工机械腐蚀是指自然界普遍存在的并且自发产生化学反应,从而使得机械设备受到破坏、资源与能源也被浪费了,给公司带来了较大的损失。所以,对于腐蚀的机理进行研究并提供相应的保护措施,加强其抗腐蚀能力,这对于经济建设有十分重要的意义。
2化工机械的腐蚀成因及腐蚀种类
2.1内在因素引起的机械腐蚀
2.1.1金属的防腐能力
化工机械本身是通过大量的机械构件所组成,但是金属本身所具备的防腐能力实际上是和内部晶粒的粗细程度呈现出反比的趋势,如果说机械的晶粒密度越大,那么所具有的防腐能力也就越差。因此,在现代化工机械之中,一些通过粗晶粒所构成的金属部件所拥有的防腐能力极差,极易受到腐蚀影响。例如铸铁类型的化工机械设备,出现腐蚀现象的几率就远远超过不锈钢机械。
2.1.2溶液不同
化工机械在工作时会与不同介质、不同溶液发生接触,而这些溶液大多数都具备一定的腐蚀性能。如果构成化工机械的金属材料的防腐能力差,那么就极易受到溶液的腐蚀。
2.1.3机械零件表面的粗糙度
很多化工机械的腐蚀部位在零件位置,而零件一旦发生腐蚀,整个机械设备的性能与质量都将受到影响。但需要注意的是,机械零件之所以会发生腐蚀,其主要原因还是因为零件表面的粗糙度不够。一般来说,零件表面的粗糙度越高,零件发生腐蚀的可能性就越小;反之,则然。
2.2外在因素引起的机械腐蚀
2.2.1腐蚀性气体或液体影响
在化工企业进行生产的过程中,化工机械设备本身由于生产环境的特殊性,便无法避免的会遭遇到一些碱性、酸性类型的腐蚀物质,这类具有较强腐蚀性的物质如果说长期残留在化工机械的表面或者某些关键部分上,就必然会导致机械本身受到腐蚀影响,严重情况下甚至可能会导致设备质量出现问题。
2.2.2气体或液体的流动速度
依据部分化学物质本身所呈现出的腐蚀状况来看,腐蚀液体、气体所呈现出的流动速度快慢,会对于化工机械所呈现出的腐蚀程度带来一定影响。通常情况下,如果说腐蚀气体或者说液体的流动速度越快,那么所呈现出的腐蚀效率也就越高,腐蚀程度就要远比静止状态下的腐蚀物质严重得多。如果说化工机械本身在运行的过程中,所遭受的腐蚀程度过于严重,那么在一定时间的运行之后,就极有可能会出现设备失效或者报废的情况发生。
2.3腐蚀的种类
2.3.1化学腐蚀
化工企业在生产过程中经常需要采用一些具有腐蚀性的化学原料,这些化学物质和机械的金属表面接触后产生化学反应,往往生成一种金属氧化物,造成金属表面的损坏。这类腐蚀主要以高温干燥环境下的金属与腐蚀性的化学介质直接发生反应的形式发生。
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2.3.2电化学腐蚀
电化学腐蚀大多发生在比较潮湿的环境之中,其本质是氧化还原反应的一种,化工机械的金属部件接触了电解质溶液,通过电极反应而产生的腐蚀。
3化工机械设备的防腐措施
3.1选用新型抗腐蚀材料设备
目前大量化工机械设备都是用普通的碳素钢材料制成,这种材料在干燥、无腐蚀介质的环境中抗腐蚀性能较强,如果用在酸碱、潮湿、电场等环境下其抗腐蚀性能就会大大下降,很容易很容易被腐蚀。因而化工企业选用化工设备必须用抗腐蚀性能较强的合金材料。目前耐蚀材料的开发有了很大的进步,如高耐抗的金属材料、负荷高分子材料诸如耐蚀塑料、玻璃钢、工程塑料、工程陶瓷等的研发都有了长足的发展,因此在选用化工机械设备的时候必须考虑清楚使用环境而选用合适材质的设备,抗腐蚀材料的设备可以大大提高化工机械设备的抗腐蚀性能。
3.1.1外表涂料
外表增加抗氧化性能的涂料可以增强化工机械设备和腐蚀环境介质的隔绝,从而起到抗腐蚀效果。如抗酸碱涂料、耐高温涂料、氟树脂涂料等等,都可以对化工机械设备表面漆刷一层涂料保护膜来隔绝酸碱、腐蚀性气体、高温、电场等环境,以此增强化工机械设备的抗腐蚀性能。
3.1.2衬胶垫层
作为化工容器、储罐、反应釜、管道等设备都可以选用适当的防腐衬胶作为内里,保护这些设备材料直接与所承载的介质的接触,减少这些设备的腐蚀,通常选用的衬胶材质必须是高强度的材料。选用耐蚀性能优异的衬胶材料可以有效的防止化工和减缓容器、管道等的腐蚀。
3.1.3增设电镀层
对于一些处于高腐蚀环境中的零部件,通常采用电镀层抗腐蚀,通常在这些零件表面电镀一层高抗腐蚀的材质或可以钝化的材质形成一层细致的保护膜,以此降低化工机械设备零部件与腐蚀介质或腐蚀环境直接接触而造成的腐蚀,从而增强化工机械设备的抗腐蚀性能。
3.2增设电化学保护装置
增设电化学保护装置就是利用电化学腐蚀的逆向原理对化工机械设备采取的一种保护方法,通常在被保护的化工设备上设立阴极保护装置,该装置主要是在被保护的机械设备上接入阴极电流,使被保护的机械设备的金属材料的电位变负,从而减小金属电子流失而产生的电化学腐蚀,这种保护往往用在形体比较简单的化工机械设备上。
3.3在化工设备介质中添加腐蚀缓冲剂
在机械设备承载介质中添加缓蚀剂是非常常见的一种防腐蚀措施,诸如循环水中添加腐蚀阻垢剂,一方面减小换热设备上的结垢,另一方面增强管道设备及换热设备的腐蚀,对于汽提塔等介质中可以添加腐蚀剂的工艺,均可以使用这种方法进行抗腐蚀,缓蚀剂的浓度通常都控制在很低的范围,一方面不影响化工生产工艺要求,另一方面延长了设备因腐蚀而造成的频繁停车维修。
3.4提高化工机械的强度
由于化工机械设备长期处于腐蚀性气体或者液体环境中,在遭受腐蚀之后,化工机械设备的强度会下降,为了最大程度地延长化工机械的使用寿命,要针对化工机械设备的抗腐蚀性能进行相应强度加强及腐蚀余量的设置。同时在日常生产过程中,要加强对化工机械设备的管理和监测,对于接近使用寿命的化工机械设备,加强关注和管理,做好相应的更换准备,利用先进的检测仪器,全面监测化工机械的运行情况,一旦发现问题,及时进行相应的维护工作,改善化工机械的强度和运行状态。
4结语
根据上述分析可以看出:在化工企业中普遍存在着腐蚀现象的发生,在这些环境中工作的机械设备容易受到腐蚀,并且腐蚀的速度比其他行业更快,程度也更严重,产生的损失也更多,所以,在化工行业对机械设备的抗腐能力进行加强是十分有必要的,可以使其使用年限增长,因而也具有十分重要的意义。
参考文献
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[3]王爱民.浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].化工管理,2015,(35):16.
[4]黄涛.浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].化工管理,2015,(24):137.
论文作者:王强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/23
标签:机械设备论文; 化工论文; 化工机械论文; 环境论文; 性能论文; 抗腐蚀论文; 电化学论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;