李若明

【摘 ?要】石油化工機(jī)械設(shè)備是石油生產(chǎn)過(guò)程中的核心內(nèi)容，其質(zhì)量與石油企業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，但工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中存在化工機(jī)械使用設(shè)備腐蝕問(wèn)題，其主要體現(xiàn)在機(jī)械性能、機(jī)械可靠性等方面。石油化工設(shè)備在石油化工生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用，其腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)設(shè)備的正常使用，會(huì)造成非常大的影響，甚至造成安全事故的發(fā)生?；诖?，論文介紹了化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕類型，研究了化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施。

【關(guān)鍵詞】化工機(jī)械設(shè)備;防腐設(shè)計(jì);防腐措施

1引言

石油化工生產(chǎn)過(guò)程中使用到的設(shè)備選材經(jīng)常是以金屬材料為主，以不銹鋼材料最多。對(duì)不銹鋼材料來(lái)說(shuō)，其容易受到外部環(huán)境的影響，如溫度、濕度、空氣等條件都會(huì)對(duì)不銹鋼的腐蝕速度造成影響。在對(duì)腐蝕現(xiàn)象的分類中，主要分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是由于金屬材料與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸后，接觸表面發(fā)生電極反應(yīng)進(jìn)而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，該反應(yīng)通常屬于氧化還原反應(yīng)，主要因素是環(huán)境的溫度和濕度?；瘜W(xué)腐蝕主要是材料和各種化學(xué)介質(zhì)進(jìn)行接觸，從而使得金屬遭受破壞，主要原因是溫度高和環(huán)境干燥。可以根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的表象和原因，將其分為疲勞、縫隙、剝層、晶間、焊接應(yīng)力腐蝕等。

2化工機(jī)械腐蝕的化學(xué)機(jī)理

2.1電化學(xué)腐蝕

在化工企業(yè)的發(fā)展中，引發(fā)化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的主要原因是電化學(xué)腐蝕，其本質(zhì)是空氣中的電離子和金屬物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得機(jī)械設(shè)備被腐蝕和損壞。但是，電化學(xué)反應(yīng)的根本原理是陰極和陽(yáng)極的共同作用，一般情況下的陽(yáng)極會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，陰極出現(xiàn)還原反應(yīng)，而電化學(xué)反應(yīng)指的是從金屬單質(zhì)中發(fā)生電離，生成金屬離子，在離子互相轉(zhuǎn)移的情況下實(shí)現(xiàn)平衡。通常情況下，電化學(xué)反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生電流，但這種電流只能夠在反應(yīng)內(nèi)部做功，這就產(chǎn)生了電化學(xué)反應(yīng)，使得設(shè)備的腐蝕速度有所提升。

2.2工業(yè)大氣腐蝕

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，這就使得空氣中揮發(fā)出了大量的氫氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳和鹽等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)在潮濕環(huán)境中產(chǎn)生無(wú)機(jī)酸，其腐蝕作用極強(qiáng)。除此之外，工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境中極易出現(xiàn)機(jī)械腐蝕問(wèn)題，這種腐蝕的主要原因是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕共同作用。

3化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)

3.1材料選擇

在機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展中，企業(yè)主要應(yīng)用的設(shè)備材料是碳素鋼，這種材料需要的成本比較少，易于加工。通常情況下，碳素鋼不易出現(xiàn)腐蝕，其在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，能夠滿足機(jī)械設(shè)備防腐蝕的實(shí)際需求。但是，石油化工行業(yè)的運(yùn)行環(huán)境比較特殊，碳素鋼無(wú)法滿足設(shè)備的防腐蝕的實(shí)際要求，極易造成腐蝕嚴(yán)重問(wèn)題。因此，在石油化工行業(yè)的發(fā)展中，企業(yè)需要將耐腐蝕材料應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中，避免出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

3.2化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)工藝

第一，在設(shè)計(jì)機(jī)械構(gòu)件的過(guò)程中，技術(shù)人員需要確保機(jī)械設(shè)備的簡(jiǎn)單化;第二，避免機(jī)械構(gòu)件出現(xiàn)損壞和傷痕問(wèn)題;第三，在應(yīng)用機(jī)械構(gòu)件材料過(guò)程中，需要使用單一的材料;第四，避免機(jī)械構(gòu)件縫隙問(wèn)題;第五，為了確保機(jī)械構(gòu)件和腐蝕介質(zhì)能夠隔離，技術(shù)人員需要合理地選擇防銹漆和結(jié)構(gòu)形式;第六，避免機(jī)械設(shè)備中存在殘留的水分，這樣就不會(huì)出現(xiàn)容器狀的凹處，在無(wú)法避免的情況下需要設(shè)置排水孔;第七，在焊接機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)該確保其不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)力集中問(wèn)題，并應(yīng)用連續(xù)焊接工藝，這樣就不會(huì)在焊接過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力;第八，在焊接過(guò)程中，應(yīng)該減少焊接缺陷問(wèn)題，避免形成新的腐蝕點(diǎn);第九，技術(shù)人員需要合理地設(shè)計(jì)構(gòu)件的連接夾縫。

4化工機(jī)械設(shè)備的防腐措施

4.1使用防腐涂料

防腐涂料是一種操作比較簡(jiǎn)便的腐蝕措施，現(xiàn)已被應(yīng)用到化工機(jī)械表面中，其主要是在機(jī)械設(shè)備表面涂抹防腐材料，阻止空氣、水汽進(jìn)入機(jī)械設(shè)備中，有效地解決設(shè)備表面的防腐問(wèn)題。防腐涂料的主要作用是：第一，屏蔽作用。防腐涂料有利于阻隔腐蝕介質(zhì)和化工機(jī)械設(shè)備，這樣就能夠阻斷腐蝕通路，提高化工機(jī)械設(shè)備的電阻。第二，緩蝕作用。特定的顏料能夠在成膜物發(fā)生水反應(yīng)后，對(duì)金屬表面進(jìn)行保護(hù)，延緩腐蝕侵蝕問(wèn)題。第三，陰極保護(hù)作用。與底材金屬電極電位相比，漆膜電極電位比較高，現(xiàn)已被應(yīng)用到腐蝕電池中，其中的漆膜作為犧牲陽(yáng)極而保護(hù)金屬表面?，F(xiàn)階段，防腐蝕涂料已在化工領(lǐng)域中得到了一定的應(yīng)用，防腐蝕涂料的主要作用是延緩化工設(shè)備的腐蝕，取得了良好的效果。

4.2電化學(xué)保護(hù)方法

為了確保石油化工企業(yè)的正常運(yùn)行，技術(shù)人員需要改善金屬物質(zhì)自身的本質(zhì)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)金屬和空氣的有效隔離，應(yīng)用表面處理措施提升抗腐蝕能力。電化學(xué)保護(hù)措施的本質(zhì)是應(yīng)用犧牲金屬陽(yáng)極的方式保護(hù)金屬內(nèi)部的陽(yáng)極，發(fā)揮出較強(qiáng)的防護(hù)作用，其中常用的材料是鋁陽(yáng)極、鎂陽(yáng)極。

4.3犧牲陽(yáng)極保護(hù)措施

石油化工企業(yè)在應(yīng)用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的過(guò)程中，需要將犧牲陽(yáng)極焊接在機(jī)械設(shè)備中，并應(yīng)用螺栓固定機(jī)械設(shè)備，在固定螺栓的過(guò)程中，技術(shù)人員需要對(duì)陽(yáng)極和金屬進(jìn)行絕緣處理，一般應(yīng)用的隔離材料主要是橡膠墊和尼龍墊，在應(yīng)用陽(yáng)極焊接設(shè)備構(gòu)件的過(guò)程中，需要確保陽(yáng)極和金屬留出相應(yīng)的距離，避免陽(yáng)極和金屬進(jìn)行接觸。在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，應(yīng)用比較廣泛的方法是犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，這種方法主要是保護(hù)化工裝置、地下管道、鍋爐等。

4.4設(shè)備防腐蝕方法

化工企業(yè)針對(duì)機(jī)械設(shè)備防腐蝕的方法很多，技術(shù)人員需要從金屬自身特質(zhì)的角度進(jìn)行考慮，避免金屬和腐蝕性介質(zhì)直接接觸，并在金屬表面涂抹防腐蝕材料。其中，電化學(xué)保護(hù)法的原理是應(yīng)用電化學(xué)機(jī)理優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的性質(zhì)，這樣金屬設(shè)備會(huì)轉(zhuǎn)化成腐蝕電極中的陰極，對(duì)設(shè)備進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，常用的方法是外加電流法和犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。其中，外加電流法指的是將需要保護(hù)的金屬作為電池一極，將另一種附加電極作為電池另一極，并將需要保護(hù)的金屬作為陰極，并添加外加電流，保護(hù)陰極的金屬;犧牲陽(yáng)極保護(hù)法指的是將被保護(hù)金屬材質(zhì)相同的金屬作為陽(yáng)極，將其固定到被保護(hù)的金屬中，作為腐蝕電池，被保護(hù)的金屬作為陰極，這種方法具有較強(qiáng)的合理性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)的發(fā)展中，取得了預(yù)期的效果。

4.5合理選材。

設(shè)備零件選材的好壞，直接決定設(shè)備零件的抗腐蝕能力，因此要科學(xué)、合理選擇各種金屬材料和非金屬材料。在選材的過(guò)程中，除了要考慮材料的力學(xué)性能和設(shè)備性能外，還應(yīng)該考慮這些零部件材料的抗腐蝕性能，應(yīng)該能對(duì)其工作環(huán)境的腐蝕介質(zhì)具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，當(dāng)前抗腐蝕涂層技術(shù)發(fā)展十分迅速，在這些設(shè)備零部件的設(shè)計(jì)、加工和制造的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，這會(huì)顯著增強(qiáng)設(shè)備零部件的抗腐蝕能力。環(huán)境防腐。

4.6環(huán)境防腐

環(huán)境防腐是指通過(guò)采取措施降低環(huán)境中的腐蝕性因素，進(jìn)而來(lái)提高設(shè)備的防腐能力。其主要可以通過(guò)幾個(gè)方面來(lái)完成：一、去除環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。環(huán)境當(dāng)中的水分和氧氣對(duì)設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，可以通過(guò)脫氧劑來(lái)去除空氣中的氧氣，還可以通過(guò)使用除濕劑來(lái)保持設(shè)備表面的干燥，讓設(shè)備的表面保持在露點(diǎn)以下，對(duì)裝置內(nèi)部的水分也應(yīng)該進(jìn)行控制。二是可以在設(shè)備的原材料中添加一定的添加劑，這樣也可以在金屬表面形成一層保護(hù)膜，也可以有效抑制金屬表面發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)前常用的防腐劑主要有亞絡(luò)酸鹽、硝酸鹽、硫基苯等。

5結(jié)束語(yǔ)

因此，石油化工企業(yè)工作人員需要深入分析機(jī)械設(shè)備的腐蝕機(jī)理，并采取合理的防護(hù)措施，確保機(jī)械設(shè)備具備較強(qiáng)的腐蝕能力，推動(dòng)石油化工企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。一定要對(duì)設(shè)備腐蝕問(wèn)題引起足夠的重視，認(rèn)真分析腐蝕的原因，及時(shí)采取針對(duì)性的措施。

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