中泰化学(集团)公司华泰重化工有限责任公司热电厂发电部 新疆乌鲁木齐市 830001
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，化工机械设备的腐蚀问题是制约当前我国化工机械设备发展的主要因素，且这一问题并不是短时间能够解决的，因此，增加防腐蚀功能、提高防腐蚀性能对我国化工机械设备的正常应用非常重要。
关键词：化工机械设备；腐蚀；防腐性能
引言
化工企业中服役着各种各样的化工机械设备，其安全、稳定、优质运行关乎企业的经济效益乃至生存与发展。化工机械设备大多采用金属构件，无论采用何种金属材料，无论何种工况条件与外部环境，在其使用过程中，金属总会出现腐蚀现象，或者说化工机械设备的腐蚀情况较为普遍，这就会影响化工机械设备的使用寿命及其安全性能。化工工艺链中设备管道接触到大量的强酸、强碱、高浓度氯离子以及电石渣循环浆液等粗糙介质，存在强腐蚀的恶劣的化学环境.
可见，做好化工机械设备的防腐工作非常重要。以下结合金属的腐蚀机理分析化工机械设备的腐蚀原因，并就化工机械设备的防腐措施作一浅析。
1金属腐蚀机理及种类
1.1金属腐蚀的机理
金属腐蚀的本质，就是金属单质被氧化形成化合物。这些化合物由于比较疏松，能显著降低金属材料的强度、塑性等，而金属本身的特性为腐蚀的发生提供了平台。一般来说，根据腐蚀过程的不同，化工机械设备腐蚀产生的机理有2种:一是电化学腐蚀，电化学腐蚀是因设备表面和电解溶液接触，在金属内部形成了一种短路原电池，通过电极反应而产生的腐蚀，这种腐蚀一般发生在潮湿环境中;二是化学腐蚀，化学腐蚀是环境中的介质与金属设备表面直接发生化学反应而引起的腐蚀，金属在高温气体环境中很容易被腐蚀，如果同时有盐类或含硫物质存在，则会加速其高温氧化，因此这种腐蚀通常发生在高温、干燥环境中。对于化工企业来说，其化工机械设备腐蚀以电化学腐蚀最为严重。总之，不管是电化学腐蚀还是化学腐蚀，其对金属材料的腐蚀过程均是一个氧化还原反应过程。
1.2金属腐蚀的种类及形态
按金属腐蚀的破坏形态分类，金属腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀。均匀腐蚀是指腐蚀在金属表面全面展开，其危害一般较局部腐蚀小，且可以事先预测。局部腐蚀是指腐蚀只集中在金属表面的局部区域，其他部位腐蚀很轻微甚至几乎没有腐蚀，但局部腐蚀的危害较大，应引起足够的重视。其中，金属的局部腐蚀按形态不同又分为点状腐蚀、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀等。对于化工企业来说，其机械设备的局部腐蚀主要是疲劳腐蚀、焊接应力腐蚀、缝隙腐蚀。按引起腐蚀的环境不同，金属腐蚀分为大气腐蚀、电解质溶液腐蚀、非电解质溶液腐蚀、生物腐蚀等。其中，工业大气腐蚀是最常见的一种腐蚀，多发于工业大气污染比较严重的地区，这是因为化工装置范围内空气中往往含有高浓度的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、卤化物等腐蚀性介质，这些腐蚀性介质在一定的条件下会与水发生反应生成无机酸，铁质合金在无机酸的作用下会发生一系列的连锁反应，进而导致化工机械设备的严重腐蚀和损伤，而工业大气腐蚀中以二氧化硫的腐蚀最为严重。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2化工机械设备腐蚀原因
2.1内在原因
化工机械设备腐蚀的内在原因主要如下:一是与设备自身的防腐性能有关，一般来说，化工机械设备有多种金属构件，晶粒密度越大的金属制作的设备，其耐腐蚀能力越弱，反之则越强;二是与化工机械设备的结构设计有关，很多化工机械设备都会出现局部腐蚀现象，这是因为其设备内部结构设计不合理，溶液或尘埃易沉积在设备内所致;三是与化工机械设备零件表面的粗糙度有关，化工机械设备的腐蚀绝大多数都是从其零件开始的，越粗糙的零件越容易发生腐蚀。
2.2外在原因
化工机械设备腐蚀的外在原因主要有以下几种:一是与介质的腐蚀性有关，化工生产中有很多可以引起设备腐蚀的介质，这些介质的化学成分、浓度等不同，腐蚀性就不同，对设备的腐蚀程度也就不同，同一台化工机械设备生产中若接触多种物化性质各异的工艺介质，会加剧其腐蚀;二是与腐蚀性介质的流速有关，一般来说，不管是腐蚀性液体还是腐蚀性气体，其流速的快慢会对设备的冲刷与腐蚀产生不同程度的影响，流速越快，腐蚀越严重，且设备或部件处于高速运转状态下腐蚀尤为严重;三是与腐蚀性介质的温度有关，通常腐蚀性介质的温度越高，设备的腐蚀程度会越严重;四是与化工机械设备所处的外部环境有关，环境中的氧气、酸、碱、水分等都会对设备产生不同程度的腐蚀。
3化工机械设备的防腐性能提升措施
3.1选择合适的制造材料
当前，我国每年都会有大量的化工设备因腐蚀严重而被报废，这些报废设备无法正常使用，且由于腐蚀较为严重，各种材料无法回收利用，从而造成化工企业大量的设备浪费，同时会造成大量的重金属污染土地和水资源等，造成严重的环境污染。因此，在化工机械设备生产的过程中，需要严格选择化工设备的材料。为了减少腐蚀问题的发生，在化工设备生产过程中，在条件允许范围内可以选择既对环境没有污染且能够满足化工设备正常使用的塑料材料，这是由于塑料材料本身对自然环境的危害更小，且在处理时的方法较为简单，同时还能够避免金属材料的浪费。若迫不得已必须使用金属材料进行化工设备的生产，选择金属材料时需要充分考虑设备本身对材料特性的需求，同时还需要考虑设备使用年限以及各种可能造成设备腐蚀的环境因素，最大程度地降低设备腐蚀造成的浪费和污染问题。
3.2通过化学方法提高化工设备的防腐蚀性能
化工机械设备的日常工作环境一般有两种，一种是气体生产环境，一种是液体生产环境。对于液体生产环境，常见金属材料的防腐方法是通过外置电源来提供电化学腐蚀中的离子和电子，最大程度地避免因电化学反应而造成的腐蚀问题。在生产过程中，可以将电源的负极与金属设备连接，这种方法是最简单的防腐措施，但在使用过程中仍然存在着一些问题，例如，这种方法并不适用于一些本就同电源正极相连接的金属。对于这种情况，在生产过程中可以将正极的金属材料更换为碳棒或者其他的惰性金属，这些材料一方面能够保证正常的电流运行，同时还能够避免设备运行过程中金属表面的腐蚀问题。
3.3化工机械设备结构工艺设计
在当前我国化工机械设备防腐设计工作开展的过程中，可以通过以下工艺标准来提高化工设备的防腐性能。第一，在设计化工机械设备的零件时，构件的基本形状需要简化，越简单的构件形状，在加工时的复杂程度越低，各种缝隙问题出现得更少，可以降低后期使用过程中的腐蚀可能性。第二，最大程度上保证机械构件，化工设备使用过程中产生的各种机械构件损伤，会造成机械构件同外界气体和液体的接触面积增加，从而造成使用过程中的防腐蚀功能逐渐丧失，造成腐蚀问题的不断出现。第三，对化工机械构件进行材料的统一化处理。材料的统一性能够避免不同材料使用过程中出现的物理腐蚀现象，降低材料腐蚀率。
结语
化工机械设备的腐蚀是化工装置中普遍存在且必然出现的情况，具体腐蚀原因及状况各不相同，且是受多种因素影响的复杂过程。而化工机械设备防腐性能的优劣，不仅关系到化工机械设备自身的使用寿命和安全性能，而且还关乎着化工企业的整体效益及其在行业中的竞争力。因此，了解化工机械设备的腐蚀原因，做好化工机械设备的防腐工作非常重要，需从选材、设计、制造、使用、维护等方面进行全面控制，以增强化工机械设备的防腐性能。
参考文献:
[1]杨坤.浅析如何提高化工机械设备的防腐性能[J].计算机产品与流通,2018(12):91.
[2]岳宗坤,胡东川.化工机械设备腐蚀原因及防腐策略分析[J].当代化工研究,2018(10):67-68.
论文作者:谭朝晖
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第3期
论文发表时间:2019/9/9
标签：机械设备论文; 化工论文; 设备论文; 金属论文; 腐蚀性论文; 过程中论文; 介质论文; 《建筑细部》2019年第3期论文;