化工机械设备的腐蚀问题及控制措施

　　摘要：化工产品在生产过程中容易产生腐蚀作用，导致化工机械设备受到腐蚀。如果化工机械设备受到了严重的腐蚀，就会导致某些零件报废影响化工生产连续性，严重情况下会导致化工设备报废，使化工产品的生产效率大大降低。所以应深入的研究腐蚀产生的原因，应用科学的方法预防化工机械设备的腐蚀，从而可以使化工机械设备的腐蚀问题得到有效控制，提高化工产品的生产效率。

　　关键词：化工机械设备； 腐蚀原因； 防腐措施； 分析；

　　0 引言

　　在化工产品的生产过程中，需要应用比较多的机械设备，这些机械设备一般在高密度和高强度的工作状态中，但是这些机械设备也暴露在化工产品的生产环境当中。由于化工产品生产车技的湿度影响和电化学腐蚀的影响，会导致化工机械设备质量受到影响。如果出现化工机械设备被腐蚀的情况，就会导致化工机械设备零件性能受到影响，最终使生产应用过程中出现断裂等情况，化工企业为了保证化工产品生产过程的持续运行需要提高成本对化工机械设备进行维修，导致化工产品生产效率下降，化工企业的经济效益也会受到负面影响。化工机械设备的防腐蚀工作，是化工企业的一项重要日常工作。

　　1 化工机械设备腐蚀类型和腐蚀机理研究

　　1.1 化工机械设备腐蚀类型介绍

　　化工机械设备腐蚀存在着局部腐蚀和整体腐蚀的两种情况，局部腐蚀主要指化工机械设备经过腐蚀后产生局部受损的情况，这种情况在化工机械设备的使用过程中比较常见。这种局部腐蚀的情况导致化工设备的部分零件产生严重的腐蚀，进而导致了该部位零件的强度下降，而相应化工设备的其他部位能够正常运行。整体腐蚀形态为化工设备整体受到腐蚀，腐蚀程度比较均匀，这种腐蚀的情况也比较常见，是化工机械设备腐蚀方式的重要方面，这种腐蚀过程可以应用金属腐蚀速率的线性函数进行计算，从而可以使化工机械设备的腐蚀时间得到精准的掌握。这种类型的腐蚀主要是金属长期在溶液中浸泡产生的，或者在化工设备的应用过程中产生腐蚀性气体，导致整个化工设备受到均匀地腐蚀。

　　1.2 化工机械设备腐蚀机理研究

　　化工机械设备的腐蚀主要有两种形式，首先是电化学腐蚀过程，这种过程由于化工机械设备与多个金属构件组成，这些金属构件会与空气中可导电离子进行反应，导致电化学反应的产生，金属构件也会因此受到破坏，化工机械设备的整体性能也会因此降低。通过对金属电化学反应机制的研究，得出了阳极反应和阴极反应对金属强度的影响模式。在阳极发生反应时，金属会发生电子的释放作用，导致阳离子逐渐渗透到介质当中，金属也会因此流失。阴极的反应过程主要为氧化放映，金属释放出来的电子被介质中的元素吸收，最终形成还原反应。在电化学反应的整个过程中，会有电流产生，并且会导致阴极中的电流出现自我消耗的情况，这种反映会对机械设备造成持续的腐蚀，使设备的腐蚀效率增加。电化学腐蚀的过程一般比较均匀，但电化学腐蚀的过程容易受到温度和金属表面情况的影响，导致金属表面也有可能出现局部腐蚀的情况，使得腐蚀的位置难以通过计算准确确认。如果出现金属电化学腐蚀控制不到位的情况，就会导致设备局部受到比较严重的腐蚀，导致设备零件被破坏，零件的机械性能也会因此下降[1].

　　由于化工产品的生产过程需要高温环境，这种环境会导致化工产品生产环境中有工业大气，这些大气会对化工机械设备产生影响，电化学腐蚀和化学腐蚀的共同作用下就会产生这种工业大气腐蚀。化学腐蚀过程主要由于在高温环境当中出现了金属构件的氧化反应，这种氧化反应进而会产生铁吸氧腐蚀的反应，进而导致金属受到腐蚀。电化学腐蚀的过程一般产生于潮湿的环境当中，其氧化反应和还原反应的过程会导致材料中形成正负极离子，这些游离的离子导致了化工机械设备产生了腐蚀的情况，影响其使用性能。

　　2 化工机械设备产生腐蚀的原因分析

　　2.1 产生化学腐蚀的内部原因

　　化工机械设备在制作过程中如果不重视防止腐蚀，就会导致化工机械设备在使用过程中容易出现腐蚀的情况。主要由于化工机械设备材料具有不稳定性，导致了材料容易在化工生产过程中发生化学反应或者物理变化[2].

　　化工机械设备在制作过程中使用多种类型的金属，这些金属自身的防腐性能会直接影响到设备后期的使用情况。如果化工机械设备的组成包括了比较多的机械零件，并且这些零件都为金属，没有进行任何的防腐处理的话，就容易在使用过程中产生腐蚀。另外，由于不同的技术具有不同的性能，导致了某些活性比较强的金属容易在使用过程中产生腐蚀反应。材料自身的防腐蚀性能会对化工机械设备产生最为直接的影响，如果材料内部的晶粒大小分布情况不均匀，或者材料表面的晶粒粗大，就会导致晶粒之间容易产生电化学腐蚀作用，使晶粒的防腐性能降低。在进行化工设备制作材料的选择时，如果使用经过机械加工的材料，这些材料的表面晶粒一般会比较粗大，容易产生腐蚀的情况。如果使用铸造类零件，这些材料的表面主要为铁，但是由于铸件凝固过程没有外力的作用，就会导致铸件表面晶粒比不锈钢类零件大，因此铸件表面受到腐蚀的概率也就更大。

　　使用不同的溶液也会对化工机械设备的腐蚀性能产生不同程度的影响，大部分化工设备在使用过程中都需要应用相关溶液，这些溶液具有一定的腐蚀性，并且容易与机械设备中使用的技术材料发生反应，导致金属材料防腐性能变差。如果机械设备没有应用相应的防腐方法，就容易导致溶液中发生腐蚀反应，进而使化工机械设备受损。

　　零件表面粗糙程度也会对机械零件的腐蚀性能产生影响，而且影响的效果也比较明显。如果零件的表面粗糙度比较高，就会导致零件的机械加工表面强度降低，相应的也会导致零件表面的防腐蚀性能降低。一般情况下，化工机械设备应用的零件如果存在机械加工的位置，一般为两件的配合尺寸，在使用过程中如果出现腐蚀的情况，就会导致整个设备的正常运行受到影响，严重情况下会导致设备发生故障。化工机械设备在使用过程中应该严格控制零件出现腐蚀的情况，确保机械设备的安全运行[3].

　　在进行化工机械设备的结构设计时，应该加强对化工机械设备的合理机构设计，能够对使用过程中出现的积液和尘土情况进行及时的清理，如果这些位置有过多的残渣留存，就会导致机械设备中的这些位置受到腐蚀，影响该位置的强度。

　　2.2 引起腐蚀的外部原因

　　化工设备的腐蚀也受到外部因素的影响，这种情况加剧了化工机械设备的腐蚀过程。外部腐蚀因素包括了具有腐蚀性的气体和溶液，这种情况使机械设备受到了腐蚀。化工厂内部的机械设备运行条件比较恶劣，机械设备需要面对多种腐蚀物质的环境，酸碱比较强的空气和溶液容易被附着到化工机械设备上，导致化工机械设备受到腐蚀。由于化工机械设备长期暴露在这种高酸和高碱的环境当中，导致了化工机械设备表面容易在腐蚀物质的作用下产生腐蚀，对其性能产生直接影响。部分化工机械设备虽然可以避免长时间暴露在这种环境当中，一些腐蚀性比较强的物质同样会在日常生产过程中被溅落在设备表面，导致化工机械设备被腐蚀性液体腐蚀。

　　由于气体和液体的流动速度比较快，导致了化工设备的腐蚀速度也更快。如果腐蚀性气体和液体有比较快的流动速度，就会导致化工设备金属表面离子被快速带走，造成了机械设备表面的腐蚀情况加剧。如果气体和溶液的流动速度比较小，就会在金属表面形成更小的腐蚀作用。所以在化工机械设备的保护过程中要注重对溶液和气体流动速度的控制，从而可以使机械设备的腐蚀速度降低。

　　化工机械设备还存在着维修管理不当的情况，使设备的金属表面产生腐蚀作用。如果相关人员没有对机械设备表面出现的腐蚀情况进行及时处理，就会导致腐蚀的进一步扩展，使机械设备的性能下降[4].

　　3 化工机械设备的防腐措施应用

　　3.1 对机械设备材料做好防腐

　　机械设备使用材料会对机械设备产生腐蚀的情况产生直接影响，也关系到化工机械设备使用的耐久性，所以在化工机械设备的制作过程中，应该注重对材料的选择。能够通过对材料的多种方式的处理，使化工机械设备使用的材料具有一定的防腐能力。在实际的操作中应做好对化工机械设备运行条件的考察，根据实际情况选择适合的金属材料。例如高分子材料，或者铝材料。

　　材料的合金成分确定以后需要对材料进行热处理，使材料的性能更加稳定，减少金属材料在腐蚀环境当中的敏感性，使材料的性能和强度有效提高。部分材料在使用过程中不能进行维修，所以应该根据其使用寿命做好防护，避免出现零件长期使用后的安全问题。对于传热过程使用的零件，需要确保材料没有氧化皮，应该对材料的表面进行经常性的处理，使材料腐蚀情况不会扩展。

　　3.2 对化工机械设备结构进行优化

　　不合理的机械机构容易产生应力集中的情况，这种应力集中会导致零件的表面受到影响，容易产生腐蚀的情况。在不同壁厚的板材焊接时，应该避免让焊缝设计在断面厚度变化的位置，从而可以保障整体强度。工程构建应该尽可能地使用螺栓，螺栓还应做好密封工作，从而可以有效地避免腐蚀环境对其强度的影响。在接管的设计时应该加大容器内伸长度，从而可以避免出现溶液在容器内壁流动的情况，减少介质结垢或者腐蚀的情况。

　　3.3 电化学和物理防腐蚀方法介绍

　　当机械设备在溶液当中工作时，比较容易产生电化学反应，要想有效保护金属机械设备，避免金属机械设备受到腐蚀的影响，可以使用外接电源的方式控制电化学反应的出现，从而使化学机械设备的防腐蚀性能提高。这种方法主要应用了电化学的原理，通过对阳极和阴极氧化反应和还原反应的控制，使腐蚀的危害有效降低，但是这种方法不能从根源解决腐蚀的问题，只能使腐蚀的程度降低。

　　物理防腐蚀的方法应用成本比较低，主要对化工机械设备采取一定的物理措施进行防护即可，主要可以在设备表面涂惰性金属进行防护，使金属的防腐能力有效提高[5].

　　4 结语

　　综上所述，化工机械设备是化工产品生产的保障，但是由于其工作环境容易受到腐蚀性液体和气体的影响，导致化工机械设备容易出现腐蚀的情况，导致设备性能降低。应用多种防腐蚀的方法能够使化工机械设备得到更好的保护，设备的防腐性能更好，使化工机械设备能够稳定运行。

　　参考文献

　　[1]王效东，周菊。化工机械设备的防腐研究[J].现代制造技术与装备，2014（05）：50-51.

　　[2]靳现洋，董文佳。浅析如何提高化工机械防腐能力[J].中国石油石化，2016（S1）：265-266.

　　[3]石松。化工设备腐蚀与防腐管理[J].化工管理，2017（18）：224.

　　[4]王威。提高化工机械防腐能力的探讨[J].化工管理，2019（35）：162-163.

　　[5]邰在进。化工机械设备的腐蚀原因与含氟材料防护应用研究[J].科技风，2020（07）：167.