摘要：在经济全球化的背景下，我国经济发展水平也得到了很大的提高，我国化工也随着国民经济的快速发展而取得了快速的进步。化工是我国工业的重要组成部分，在我国经济发展中发挥着十分重要的作用。化工属于高投入、高产出的行业，化工机械设备在整个化工行业中起着关键作用，是化工产品生产的重要因素。
所有的机械设备，包括化工机械和设备，都会由于生产材料、制造工艺、环境和一些人为因素的影响，造成设备内部零件的变形、磨损、断裂和腐蚀等故障问题。随着设备零部件故障程度的提高，设备的生产技术状况也会恶化，直接导致设备的各种故障，大大降低了设备的功能和精度，甚至失去了使用价值，给企业的生产造成了重大损失。因此，使机械设备保持稳定的良好运行状态，提高设备的利用率，并采取相应的措施，使其使用寿命最大化，是企业的基本需要。
关键词：化工机械；设备设计；优化；浅谈
1化工机械设备常出现的故障问题
随着科学技术的进步，化工生产也在不断扩大。近年来，化工生产领域的多样化和多样化给化工设备的日常管理和维护带来了巨大的挑战。对化工设备、日常维护水平和机械设备的管理提出了更高的要求和更严格的条件。分析化工机械设备因工业设备反应大而产生的常见故障，以更好地发挥其作用。
1.1机械设备疲劳损坏
疲劳裂纹在机械设备中也很常见。与疲劳裂纹相比，疲劳损伤危害更大。疲劳损伤通常发生在管道和压力容器中。它是由温度和压力的周期性变化引起的。设备的损坏最初表现为疲劳裂纹。随着时间的积累，交变应力逐渐形成，最终导致裂纹的快速扩展和设备及附件的损坏。
1.2结垢
结垢在化工机械设备中也是一种非常普遍的现象。结垢对于换热设备的影响还是比较大的，因为换热管道中污垢未能及时的而清理，同时又由于污垢热阻值较大，它的存在极大的降低的传热效率，有时因为管道污垢的存在，为了达到理想的换热效果就必须增加传热面积，而且是成倍的增加。即使系统采用水质良好的冷却水冷却，一年后管道内的污垢厚度也可达到2-3mm。污垢的热导率很小，远小于钢的热导率。因此，污垢的存在严重影响了换热器的传热效率。同时，污垢会引起严重的问题，如污垢下的腐蚀，从而增加流体阻力，降低设备的有效容积。因此，在企业的生产经营中，尤其是在石化、火电等行业，污垢的清除已成为不可缺少的环节。灰尘的存在对设备也是一个非常严重的危害。污垢等因素严重影响设备材料的性能和设备的使用寿命，增加能耗和投资成本，影响正常生产，直接导致各种事故。
1.3腐蚀性问题
化工行业一直以来面临的一个重要问题就是设备的腐蚀问题。根据相关调查显示，在世界上生产的钢铁中，每年就有将近总量的10%的钢铁被腐蚀掉，因为腐蚀问题造成的经济损失大约占据了国民生产总之的2%~5%。腐蚀问题的严重危害是巨大的，如何有效的避免和降低腐蚀危害造成的损失，是现在我们需要迫切解决的问题。
腐蚀问题的一个重要内容就是冲蚀磨损。在当代机械、冶金、能源、航空等行业都广泛存在着冲蚀磨损的问题，其已经成为材料损坏的重要原因之一。据有关部门调查，在所有锅炉事故中的有近1/3的锅炉事故是由于由于锅炉管道的冲蚀磨损造成的；在运输管道，弯头冲蚀比直通管道的磨损程度严重50倍以上。
泄漏问题造成的损失也很大。通常，渗漏是由于零件质地疏松或存在肉眼看不见的缝隙等原因，造成液体或气体外流现象。泄漏的主要原因是裂纹和密封系统的压力过高。有时，许多因素的共同影响会导致泄漏。为了更好地解决泄漏问题，必须采取有针对性的措施，针对具体原因进行具体处理。避免因不明原因盲目进行防漏工作，只会造成材料浪费，甚至有毒物质的泄漏也会危及人民的生产和公共安全。泄漏是化工设备的常见故障。据统计，泄漏问题每年造成的经济损失高达3万亿元。泄漏问题不仅造成工业原材料和废弃物的泄漏，而且由于工业原材料的腐蚀性而引起机械设备的腐蚀。它也是许多安全事故的罪魁祸首。
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2换热器腐蚀的优化设计与维护策略
2.1换热器腐蚀的维护策略
除了从设计角度来对换热器等化工机械设备腐蚀问题进行防控之外，还要注意强化相关设备的运行维护管理，具体就是要使换热器始终处于正常运行工况下，避免其出现偏离预定设计规定和使用要求的情况，比如过高流速或温度均可能会加剧换热器设备的腐蚀，所以加强其运行维护管理具有重要意义。为了避免换热器出现过多沉积物而堵塞管路，或者存在微生物的聚集而引发腐蚀问题，相关人员需要结合换热器的实际工作条件来对相关换热管等管路进行反复冲洗，具体可以采用机械清洗或化学清洗等施工工艺，及时处理那些因污垢或微生物繁殖所造成的腐蚀问题；要定期检修和维护关键的换热器部件，及时更换那些出现破损的部件，避免诱发比较严重的腐蚀问题。
2.2换热器腐蚀的优化设计
基于上述分析，可知换热器出现腐蚀的成因，但是归根结底在于换热器的元件和外部介质之间发生了引发腐蚀问题的化学反应或电化学反应，所以为了有效地增强换热器的防腐性能，在对其进行设计过程中，要立足于隔绝换热器和外界环境发生化学或电化学反应，具体优化设计对策可以从如下几个方面入手：
2.2.1提高循环水的PH值。考虑到换热器中过低PH值的水容易加剧阴极溶解氧的反应，所以适当提升循环水的PH值，那么可以降低换热器金属部件出现腐蚀的速率，但是过大碱性会使其在过高温度下和两性金属发生反应，比如铁可能会生成铁酸盐，此时同样会使金属出现腐蚀，所以必要在设计换热器循环水的时候，对其PH值进行合理设计。
2.2.2考虑到换热器中的沉积物堆积也会引发腐蚀问题，所以可以在换热器中适当添加一些缓蚀剂来控制换热器的腐蚀速率，必要的时候可以结合阻垢剂来在阻垢的同时达到防腐的目的，比如磷酸盐、聚磷酸盐、水玻璃和有机多元磷酸等均是比较常见的缓蚀剂。
2.2.3增设防腐涂料层。为了避免换热器的金属构件和各种腐蚀介质出现直接接触的情况，可以在换热器金属构件的表面增设一层防腐保护层来提升其抗腐蚀性。在当前的防腐涂料层设计过程中，主要采用防溶剂涂料、高温涂料等，但是考虑到渗铝和镀锌涂料层本身质量的差异性，必须要结合实际的情况来选择符合防腐规定和要求的材料。一般无机涂料层和换热器金属构件直接可以形成一层避免腐蚀的保护屏障，具体施工工艺主要包括包镀、电镀、蒸汽镀、热浸和火焰喷涂等；而无机涂层施工工艺主要包括喷涂、渗镀和化学转化等。但是需要注意的是，无论是无机涂层还是金属涂层，均需要确保其涂层整体的完整性，避免存在微孔等缺陷，否则可能会加剧金属局部的腐蚀速度。因此，在涂层设计和施工中，必须要确保其表面的光滑性和平整性，不可存在针孔、裂纹或麻点；涂抹次数要结合实际的涂层厚度来综合考虑，一般底漆和面漆的层数以2和4为宜。
结束语
化工机械设备的设计是一项复杂而全面的工作。在工艺设计优化过程中应始终考虑安全因素，并注重工艺的整体优化。在今后的发展过程中，化工机械设备的设计要与时俱进，不断发展，优化化工机械设备的设计，提高生产过程的整体效率。
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论文作者:钟浩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：换热器论文; 机械设备论文; 化工论文; 设备论文; 污垢论文; 裂纹论文; 涂层论文; 《电力设备》2019年第3期论文;