摘要：文章首先分析了化工机械设备的腐蚀原因，探讨化工机械设备的腐蚀机理，最后提出了化工机械设备的防腐性能提升措施。
关键词：化工机械；设备；工艺设计；防腐性能；措施
引言
随着科学技术的不断进步，机械设备已经成为了当今世界化工生产必不可少的一个环节。企业想要提高生产性能，就必须根据全面了解自己的生产工具。根据各生产设备的特点，制定合理有效的设备管理措施，保护化工设备不被腐蚀。这就需要管理者不断学习，继承并不断改善原有的设备护养方法，探索最合适的设备防腐方案。对于管理者来说，化工设备的生产性能是和生产绩效直接挂钩的，这和经营效益有着莫大的关系。所以，为了化工生产的可持续发展，必须重视机械设备的维护，以保证设备生产性能稳定。
1 化工机械设备的腐蚀原因分析
1.1 内在原因
首先是化工机械设备常用材料本身的抗腐蚀能力较差，化工生产过程的腐蚀主要表现在溶解化学反应和电化学腐蚀两大类。当前的化工机械设备是由各种不同的金属部件组成，而材料本身的性质对化工机械设备的性能具有较大的影响。在化工设备应用中，材料的选择对设备的性能和寿命影响非常大。一般情况下，金属材料晶体密度越大，则表明设备的抗腐蚀能力也就越强，因此，化工机械设备往往选择具有高密度的金属材料进行设备制造。其次是腐蚀性介质的存在。化工生产往往会使用到各种酸碱性介质，在化工生产的过程中，这些腐蚀性介质能够对设备本身的材料产生不同程度的腐蚀效果，常见的腐蚀性介质包括硫酸和各种强碱等，尽管化工机械设备本身具有一定的防腐蚀设计，但由于长期与这些酸碱性介质接触，也会出现各种不一样的腐蚀。在化工生产的过程中，若残留介质没有清理完全，还继续会对化工机械设备造成进一步的腐蚀。
1.2 外在原因
从整体来看，化工机械设备发生外在腐蚀的核心因素是进行化工产品生产的过程中，机械设备在应用阶段极易发生接触各种不同性质的化学物质，当化工机械设备接触这些物质的时候，将容易发生严重的腐蚀。一般情况下，随着介质的温度越来越高，分子活性较高，加上使用环境压力的增加，以至于腐蚀的速度也在持续加大。
2 化工机械设备的腐蚀机理
2.1 电化学腐蚀现象
电化学腐蚀现象是由于生产过程中存在多种金属接触腐蚀介质，而且多种金属的电极电位不同，在有介质条件，极易出现电位不平衡，从而形成了阴阳两极，阴极附近会发生离子的还原反应，而阳极附近则会出现氧化反应，阳极和阴极之间会出现离子的流动，阴极会不断吸收阳极反应出现的各种电子，从而保证自身的还原反应能够进行，这就是电化学现象。这种电化学反应在金属表面和电解溶液之间发生，但并不会产生电流，而只是内部阴极的消耗，但对于金属氧化反应中的电子需求较多，因此，会对化工机械设备造成严重的腐蚀问题。
2.2 工业大气造成的腐蚀问题
工业生产过程中，往往会排出很多污染性气体，这些气体融入水中会形成各种酸碱性溶液，如二氧化硫等。而工业生产中常见的二氧化碳和氢氧化物本身具有较强的挥发性，在生产过程中对化工设备具有较强腐蚀性，特别是在潮湿环境下，二氧化硫等有害气体会融入水中形成酸性溶液，从而增强对化工机械设备的腐蚀。
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，或者维修更换价值不高，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工程塑料，这是由于工程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。除了上述内容之外，尽管在材料的选择方面，很多设备生产企业都是以自身的经济效益作为决定因素，但在当前我国的可持续经济发展形势下，材料的选择还需要将其在生产环境下的使用寿命等作为参考标准，这才能够在保证设备使用质量的基础上提高其使用寿命，将材料造成的腐蚀问题降到最低。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于这种情况，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。以上两种方法在生产过程中都是通过外在条件对腐蚀问题进行表面处理，降低腐蚀程度，但并不能从根本上解决腐蚀问题。因此，可以通过原电池方法对这一电化学腐蚀问题进行更加有效的预防处理，其原理是将另一种活泼金属绑在金属外壳上，将这一部分金属作为原电池的阳极，在发生电化学的过程中，腐蚀溶解这一部分金属，保护内层的化工设备构件，当前这种防腐蚀措施比较常见在大型船只或者化工设备中。虽然金属会在外界气体的影响下发生腐蚀问题，但当外界环境发生变化时，如酸碱性变化等，其会对化工设备的腐蚀问题产生较大的影响，对于这些因素，通过化工设备的材质问题往往很难解决，常规的化学防腐措施也不能取得较好的效果，这种情况往往是通过物理手段进行防腐。
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，在设计时，尽量对化工设备的构件进行简化，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。第四，预防结构构件生产过程中的缝隙，缝隙的出现是造成化学腐蚀问题的主要因素之一，对此，在化工机械构件连接位置施工时，需要严格控制连接位置处的缝隙。第五，在化工机械设备生产完成后，需要对设备构件表面进行防锈漆的涂布，同时结合构件形式优化措施，对整个化工机械设备进行防腐蚀处理，将设备同外界环境进行隔离处理，如涂布防锈漆，需要保证构件的所有位置全部被涂布，避免出现遗漏问题，影响化工机械设备的正常使用；第六，机械设备在使用过程中，发现积液问题需要及时清理，如，及时清洁残留在表面的积液，并保持化工机械设备的表面干燥；第七，避免化工机械设备的表面出现凹陷。为了避免这一问题对化工机械设备的腐蚀效果，可以在设备上进行排液孔的设计，从而保证化工机械设备表面凹陷位置处液体及时排除；第八，接卸设备焊接时，需要尽量避免应力问题的集中或者内应力问题，最好的方法是在施工过程中采用科学、合理的焊接工艺，尽量防止因焊接过程中内应力问题。
3.4 控制腐蚀源
在我国当前的化工机械设备防腐蚀中，大部分是通过对化工机械设备的表面处理来实现防腐蚀性能，这是当前成本较低且操作较为方便的一种腐蚀措施，通过表面覆盖层能够广泛地在当前的化工机械设备生产中使用。但随着科技的快速发展，传统的机械设备腐蚀控制措施应不断提高，如从环境方面着手、从腐蚀源着手等，在生产的过程中对化工机械设备的所处环境进行控制，降低环境中各种因素的腐蚀，通过这种方法能够对化工机械设备生产时所处环境的空气和潮湿度等进行显著的控制，从而最大化地控制可能造成腐蚀的因素，降低企业的设备维护和保养费用，提高设备的防腐蚀效果。
3.5 物理层面防腐蚀
对于化工机械设备的防腐蚀措施，除了从化学层面上考虑外，还可以在物理方面进行控制。选择耐腐蚀性的金属材料进行化工机械设备的生产，应用原电池原理是比较常见的两种物理防腐蚀措施，但在化工机械设备的生产中，还有两种最为简单的物理处理方法。第一，在化工机械设备的生产过程中，在化工机械设备的机械构件外层喷涂惰性金属或耐腐蚀涂层，能够尽量减少化工机械设备同外界腐蚀性气体和液体的接触，降低化工机械设备使用过程中出现腐蚀的可能性。第二，在机械设备的焊接时，为了保证焊接效果，既要选择合理焊接工艺，需要注意焊接过程中的缝隙和角落问题，防止因焊接操作造成溶液和残渣在化工机械设备存在堆积空间，这样能够大大延长化工机械设备的使用寿命。
3.6 使用要正确
要想正确地操作一台设备，要熟悉其结构和工作原理，另外还需要了解介质、设计（操作）温度、压力等工艺数据。根据这些参数并结合设备操作维护手册，制定可行的操作方案。
对于压力设备，基本要求是升降压过程要缓慢，平稳操作，防止因冲击加快腐蚀；对于高温设备，升降温过程缓慢，一般不大于30℃ /h，并且每隔一定温度进行一次恒温操作，过高的升降温速率可能造成设备局部过热、温差应力不均匀，对于低温设备，升降温过程也应缓慢进行，防止局部温差过大而损坏设备。对于运转设备，严格控制转动速度，做到不超温、超压、超速、超负荷。
4 结束语
由于化工产品的性质特殊，为了确保生产过程中的安全性，减少资源的浪费和环境的污染，做好化工机械设备的防腐蚀工作显得十分关键。化工机械设备发生腐蚀的原因主要有金属材料选择范围较小，或结构不合理，防腐措施不良等。化工设备腐蚀主要有溶解化学腐蚀和电化学腐蚀，要做好防腐蚀工作，需要提高安全生产意识，选择耐腐蚀的金属材料或合理的防腐措施，从而延长设备的使用寿命。
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论文作者:郭旭东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/1
标签：机械设备论文; 化工论文; 过程中论文; 设备论文; 化工设备论文; 构件论文; 电化学论文; 《基层建设》2019年第22期论文;