化工机械设备腐蚀原因及防腐措施探究陈森平

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年第4期   作者:陈森平
[导读] 化工机械是生产的重要设备,在化工机械的生产工作中,设备通常是金属构成,
        摘要:化工机械是生产的重要设备,在化工机械的生产工作中,设备通常是金属构成,而金属设备在使用过程中也会出现一些设备腐蚀现象,这些腐蚀现象的出现,不仅会影响化工机械设备的使用寿命,同时也会影响生产工作,进而降低企业生产效率。因为腐蚀的类型和原因各不相同,因此,化工机械设备的腐蚀情况就较为复杂,在化工机械设备生产过程中做好金属防腐工作是机械生产与运转的前提。
关键词:化工机械;设备腐蚀;防腐措施
        引言:
        化工产业在我国经济发展过程中起到重要的助推作用,因而加速化工产业发展具有重要意义。化工机械设备由于其材质、环境、气候等因素,导致化工设备出现腐蚀现象,这不但导致化工机械设备性能的降低,同时难以保障生产的安全与稳定,导致材料的浪费,甚至还会导致安全事故的出现,使企业员工生命及财产面临巨大的威胁。
        1化工机械设备腐蚀原因
        1.1化工机械设备零件粗糙度及构造
        在化工机械设备零件上,粗糙度过高也会产生腐蚀,当机械设备的零件外部被磨损时,暴露在空气中的部位就越多,这样就会加剧零件内部结构的腐蚀,从而影响机械设备的生产,拉低生产效率。另外,在零件的构造上,如果零件与零件之间有构造缝隙,而这个构造缝隙又可以充分接触外界的腐蚀性物质(如腐蚀性液体)时,就会造成零件内部的腐蚀,这样的腐蚀情况不像外部腐蚀那样具有肉眼可见性,在机械设备的生产过程中,这种腐蚀情况往往会由于肉眼不可见而被忽略。
        1.2结构设计不合理
        化工机械设备的结构设计也成为易腐蚀的重要因素。首先,在机械设备设计中由于零部件在焊接过程中的预留间隙与边角过多,这些缝隙极易造成液体与原材料残渣的侵蚀,同时清理难度较大,继而导致机械设备易腐蚀;其次,设备表面粗糙程度较差,按照化工生产经验发现,多数的化工机械设备的腐蚀是由零部件开始,当零部件表面设计越粗糙,其被腐蚀率越小。
        1.3化工机械设备材料
        在化工机械设备材料的选择上,不同的金属材料会有不同程度的抗腐蚀性。研究表明,金属材料的耐腐蚀性与它的金属颗粒大小和颗粒密度有密切的关系,组成金属的金属颗粒越小,颗粒的密度越高,金属的耐腐蚀性就越高,也就是正相关的关系,举一个反例,铸铁的金属颗粒较为粗大,且颗粒的分布较为稀疏,从外观上来看,铸铁的表面不够光滑,触感也较为粗糙,其声音在敲击时也没有想象中的坚硬回声,因此铸铁的耐腐蚀性较差,空气或水分就会在铁的表面形成腐蚀,也就是我们常说的“铁锈”。因此,在材料选用上,好的耐腐蚀性材料会更具有使用价值。
        1.4机械设备与腐蚀性液体接触
        化工机械设备在生产运行中,时常会使用大量的酸、碱性液体,这些液体由于自身强腐蚀性,也会对机械设备造成较为严重的腐蚀作用,尤其是浓度较高的酸碱液体。机械设备预防腐蚀性液体的主要措施是及时清洗残留物与填埋等,避免机械设备长期与腐蚀性液体接触,对设备与后期生产造成影响[1]。同时,有腐蚀性的液体挥发不仅会导致机械设备的腐蚀,甚至会影响到空气与水源,因而降低化工生产运行中的安全水平,因而对其采取科学、合理的处理措施显得尤为重要。
        1.5化工机械设备管理维护不当
        机械设备的生产过程离不开工作人员的监督,严格的生产监控体制不仅会保证生产的顺利,同时会减少意外的发生,在化工机械的生产中,机械设备的维护和管理也是重中之重,在化工机械设备在生产过程中,常常会出现由于忽略了防腐液体的涂抹,金属的腐蚀程度加深的现象,工作人员由于缺乏这种设备维护意识从而导致了金属腐朽、机械报废的悲剧[2]。在生产过程中,一些小的腐蚀现象不易被察觉,工作人员在工作中极易忽略这类微小腐蚀,这就给了腐蚀可发展和可扩展的机会。


        2化工机械设备防腐的措施
        2.1氟碳弹性体涂层在化工机械设备防腐中的应用
        氟碳聚合物长期应用于工业设备防腐,然而对于高新产业、建材等领域,传统的氟碳聚合材料的防腐作用就收效甚微,在特殊化工机械设备的防腐过程中,品种限制制约PTFE、PVDF、FEVE聚合应用效果。继而通过FPU(氟化聚氨酯)、FMA(氟化聚丙烯酸酯)、FS(氟化有机硅)组成的聚合物,不但成膜性较好,同时具有较高的性价比,适于化工生产/建材中使用[3]。通过纳米二氧化钛改性含氟聚氨醑涂料,应用聚氨酯涂料具有较强稳定性与分散性的优点。通过使用含氟丙烯酸酯单体,制作含氟聚丙烯酸酯涂料,该涂料在低碳薄钢类化工设备中防腐水平较为突出,不但具有较强的耐候性,还有耐化学物质侵蚀的效果,且防腐耐候具有长效性特点,因而广泛应用在化工设备防腐领域。
        2.2机械设备结构做防腐处理
        机械设备内部也可以做防腐处理,包括机械与机械的连接部分和机械零件内部结构上。在机械与机械的连接上可以涂抹无害的防腐液体材料,增加耐腐蚀性,在零件的内部中,多多少少会存在可腐蚀空隙,在这些空隙处可以刷一层防腐液体材料或者实施防腐处理,减少金属本身暴露在外界的面积。
        2.3氟碳聚合物涂层在化工机械设备防腐中的应用
        氟碳聚合物涂层是由PTFE(四氟乙烯)、PVDF(偏氟乙烯)、FEVE(加氟聚合物)聚合而成,其中PTFE、PVDF组合具有较高的耐高温、防水性,然而由于其应用过程中附着力差,且难以成膜的问题,而优化采用PTFE、PVDF、FEVE聚合,使其可以通过结构调整而是其性能得到优化,在常温或者低热下可以成膜。在沈丽霞(2003)、王兆华(2011)都针对氟碳聚合物涂层的防腐效果进行验证,均得出氟碳聚合物涂层可以应用于金属表面的防腐有较好效果。现阶段PTFE、PVDF、FEVE这三种防腐材料在化工产业防腐已得到广泛使用,而增强PTFE、PVDF材料的附着力与成膜成为研究重点,而FEVE材料的结构设计也成为防腐研究的重点方向。
        2.4加强化工机械设备的管理维护
        工作人员要加强对设备的维护和管理,留意零件或设备上出现的微小腐蚀现象,将腐蚀现象上报给有关部门,请求进行去腐处理[4]。对于腐蚀严重的设备或者零件要及时进行更换,相关企业可采取成立专业团队,定期对化工机械设备进行检查,成立培训小组或开设培训课程,面向生产员工,对腐蚀现象的原因和防腐手段进行讲解,让生产工人能对设备进行简单的基础管理与维护。
        2.5做好化工机械设备材料选择工作
        在材料的选择上,注重材料的耐腐蚀性,兼顾经济性,选择与介质相适应的材料从而提高设备的使用寿命。
        结束语:
        在化工机械设备的生产过程中,腐蚀现象是常见现象,设备材料的耐腐蚀性差、生产环境的空气水分较重、设备管理不合理等原因都是引发腐蚀的罪魁祸首,但只要找准原因,“对症下药”,就能解决设备的腐蚀问题。由于化工机械设备内的腐蚀问题,是一个长期的干扰问题,腐蚀并不是在短时间内形成的,所以增加了防腐蚀的压力,诱发较为严重的腐蚀干扰。结合化工机械设备的腐蚀原因,对含氟材料在机械设备防腐中的应用进行研发优化,以此提升化工产业的安全水平,构建安全、可靠的化工生产环境。
        参考文献:
[1]蒋晓瑞.浅析化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施[J].化学工程与装备,2019(07):247-248.
[2]郭俊芳.石化机械设备腐蚀原因和应对措施的探讨[J].中国设备工程,2019(08):227-228.
[3]于书友.浅议石油化工机械设备腐蚀原因和应对措施[J].中国设备工程,2019(08):80-81.
[4]张宏,黄晓慧.冶炼化工设备常用金属材料腐蚀原因与预防措施[J].世界有色金属,2018(22):140-141.
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