中昊（大连）化工研究设计院有限公司大亚湾分院广东惠州516081
摘要：本文结合化工机械设备腐蚀特点，提出在机械设备增加保护层、科学应用缓蚀剂、合理选择机械设备、加强环境防腐处理、采取阴极保护法与阳极保护法等防腐措施以及确保设备良好运行的有效策略。
关键词：化工机械设备；防腐设计；防腐控制
引言
在化工领域，常会用到腐蚀性强的化学原料，但在高温干燥环境下，这些化学介质将直接与机械设备的金属表面接触并反应生成金属氧化物，继而损害金属表面，即为化学腐蚀。与化学腐蚀相比，电化学腐蚀是一种发生在潮湿环境下的氧化还原反应，即机械设备的金属与电解质溶液接触并发生电极反应，继而腐蚀金属表面。另外，化工机械设备腐蚀还包括工业大气腐蚀、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、点状腐蚀、剥层腐蚀、焊接应力腐蚀及高温氧化腐蚀等，其中以疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、焊接应力腐蚀和电化学腐蚀更为常见。但无论何种腐蚀形式，都会对化工机械设备的安全生产造成严重威胁，因此应在明确机械设备腐蚀成因的基础上，提出针对性的防腐设计与控制措施。
1化工机械产生腐蚀的类型
如果按照腐蚀现象进行分类，则可以分为电化学、高温、剥层、工业大气腐蚀等。通常情况下化学腐蚀和电化学腐蚀周雪是最为常见且最为严重的腐蚀。化学腐蚀指的是设备的表面出现化学反应，从而出现了星的物质，这些新物质会对设备的表面产生腐蚀。电化学腐蚀指的是设备与电解溶液的接触产生反应，属于氧化还原反应。
2化工机械设备遭受腐蚀的原因
2.1内在原因
对于内部原因的研究，也就是从化工机械设备自身说起。在化工机械设备整体构造中，金属居多，但金属防腐能力差，导致化工机械设备整体防腐能力下降。通常而言，金属的内部晶粒越粗，则其组合而成的设备抗腐蚀能力越差；反之则越强。一些化工机械设备在实际的工作中接触到的液体是不同的，各种液体的腐蚀能力也不同，因此，即使是同一型号的化工机械设备，在受到腐蚀程度上也有很大的差异。当化工机械设备投入到实际的化工生产作业中时，通常情况下，都是从金属零件部位开始腐蚀的，很多机械金属零件都是因表面过于粗糙而遭受腐蚀，金属零件表面的光滑程度决定着发生腐蚀的原因。化工机械设备不合理的设计结构也是导致机械设备受腐蚀的重要原因之一。
2.2外在影响因素
化工机械设备腐蚀的外在影响因素包括：①在化工生产中，常会用到具有腐蚀性的介质，而这些介质的含氧量、pH值、浓度、水分、化学成分和种类等都会引起机械设备腐蚀；②腐蚀作为一种化学反应，其速度与介质的温度及机械设备承受的压力呈正相关，即温度升高10℃可使腐蚀速度加快1~3倍，同时温度升高会加快扩散速度及降低电解液的电阻，继而加快腐蚀电池的反应；③介质的流速对腐蚀存在影响，即介质在冲刷保护膜的过程中会产生空泡、湍流和漩涡，继而引起空泡腐蚀或冲击磨损；④零部件所受外力或应力的大小与腐蚀速度呈正相关；⑤机械设备在加工或运转中会产生应力，其将使金属的内部扭曲变形，继而引起电极电位的下降和加速微电池腐蚀，并最终产生腐蚀破裂。
3化工机械设备的防腐设计
3.1减少缝隙
不锈钢、铝和碳钢等材质的化工机械设备极易出现缝隙，其中在液体流通不畅的部位易出现缝隙腐蚀，而缝隙腐蚀又会进一步引发应力腐蚀和孔蚀，并最终破坏机械设备的整体结构。对此，在化工机械设备设计时，不得出现朝上的容器状凹处，以免残余水分滞留在机械设备上而引起腐蚀，注意如若上述现象不可避免，应在相应的位置设排水孔，以保持机械设备表面的干燥状态。
3.2优化表面涂层工艺
在化工机械设备表面涂漆是一种直观且有效的防腐蚀方法，但需优选防锈漆，以保证构件与腐蚀介质完全隔离，尤其是用在焊缝处的涂漆质量更应控制到位，注意涂层防护不会使机械设备的强度和结构发生改变。目前，较为常用的防腐漆料包括聚乙烯醇缩丁醛+磷酸、环氧树脂、酚醛树脂和邻苯二甲酸树脂等油料涂漆。在实际应用中，既要严格要求漆膜的老化、机械性质、防锈能力和漆刷能力等，还应充分了解涂漆对象的使用条件、施工环境、表面状态、形状和材质等，以提高化工机械设备的防腐效果。
4化工机械设备的腐蚀控制
4.1增加保护层
为确保化工企业机械设备的有效运行，应在机械设备上增加一层金属保护层，并在金属保护层喷镀一层具有耐腐蚀性能的金属物质。金属保护层的作用主要是将金属材料与介质隔离开，增强设备抗腐蚀性。
4.2牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法指的是选取电极电势比低于保护对象的合金或金属为电池阳极，并将其稳固在保护对象的金属表面上，继而形成腐蚀电池，其中以保护对象为阴极。例如，将锌联结在金属铁制成的设备上，并以锌为阳极及以锌的溶解取代铁的溶解，继而防止金属铁发生腐蚀。
4.3使用防腐性能强的材料
如果化工机械设备被腐蚀，轻者缩短了机械设备的使用寿命，重者将导致机械设备的性能受损，甚至无法使用，进而导致企业在资源和资金上蒙受损失，且会造成污染问题。因此，在制作化工机械设备时，应尽可能选择防腐性能强的材料，在不影响其功能的情况下，尽量选择塑料材质。除此之外，在选择金属制造的机械设备时，充分考虑其实际的工作年限，并结合今后的实际工作环境，根据分析结果选择相应的金属材料。通常情况下在设计并制作机械设备时，首先考虑的是其综合经济价值。此外还应采取一定措施加强对机械设备的日常维护，延长使用寿命。
4.4控制腐蚀源
在现阶段的技术水平下，对于机械设备抗腐蚀的方式的控制一般采用的是表面的处理。表面覆盖层是一种较经济、方便的防腐蚀方法，在工业中应用广泛。而处理方式在目前的技术下，通常采用外部涂料的做法。而随着科技水平的不断发展，对于机械设备耐腐蚀的控制技术应该更加先进，例如可以对环境进行控制，从腐蚀垣入手，降低环境对于设备的影响。这种方式对于空气、潮湿等因素具有显著的控制作用，才能真正地将腐蚀降到最低，节约企业的设备维护成本。
4.5采取化学方法以预防腐蚀
化工机械的工作环境通常有2种情况：①液体环境。在这种环境下，为了防止机械设备受到腐蚀，可以运用外加电源的方式，把电源的负极与金属设备相连接，根据实际情况具体分析。这是通过外接电源阴极保护法实现对金属机械设备的防腐保护。②当金属与电源的正极相接触时，通过更换碳棒的方式减少腐蚀，但是这种方法的实际效果并不是特别理想。有些气体在正常环境中并不会对机械设备造成腐蚀，但在酸碱情况下，就会对设备造成腐蚀。在这种情况下，通常使用物理方法进行防腐。
4.6加强环境防腐处理
通过对环境防腐处理能缓解腐蚀现象，化工企业通过环境防腐处理来改善设备运行现状，首先，对具有腐蚀性的介质进行清除，如利用脱氧剂来消除氧气。其次，可以在材料表面实施防腐处理措施，例如将硫酸盐，亚硝酸盐，这些最常见的防腐剂应用其中，但在实际应用中应对剂量加以调节。
结语
作为影响设备使用的最大因素，如何提升设备的抗腐蚀能力在未来仍然是化工企业需要重点关注的问题。这需要企业在这一方面加大研究力度，从材料到管理上进行全面控制，加强防腐技术和水平，从根本上解决设备的腐蚀问题，提升设备的使用效率，为保障企业的经济效益打好坚实的基础。
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