探讨化工机械设备的防腐设计及防腐措施

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年3月第9期   作者:解钢 史加慧 靳开忠
[导读] 化工生产中,机械设备所处环境往往比较复杂和恶劣,容易使机械设备产生腐蚀,轻则影响设备的外观,严重时将引起安全事故,所以机械设备腐蚀不容小觑,有必要深入探究有效的防腐对策。
        摘要:化工生产中,机械设备所处环境往往比较复杂和恶劣,容易使机械设备产生腐蚀,轻则影响设备的外观,严重时将引起安全事故,所以机械设备腐蚀不容小觑,有必要深入探究有效的防腐对策。本文基于探讨化工机械设备的防腐设计及防腐措施展开论述。
关键词:化工机械设备;防腐设计;防腐措施
引言
        如今化工行业在推动社会发展的进程上有重要作用,它影响着企业生产的经济发展和生产效率,对设备设施的优化和创新有重大关系,对生产产品的质量有严苛要求。机械设备在化工行业的使用范围也越来越广泛,企业在提高生产效率上对机械设备的使用要求也会越来越高。在有效的生产出合格的产品同时保护机械设备在化工生产过程中不被腐蚀,就需要对生产设备进行了解,找到适用于不同生产需要的机械设备的防腐措施。这对企业的生产效率和经济发展有重要作用,因此,要保证机械设备的稳定使用,加强对机械设备的防腐设计,制定科学有效的防腐措施。
1化工机械腐蚀的原因
        1.1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。
        1.2内部原因
        通常,化工机械设备的材质是涉及了金属材料,这些金属材质会在化学的活泼性质下发生反应。同时,化工机械设备在开展工作运行的时候,所处的工作是比较特殊的,常常是以高温高压为基础,化工机械设备的材料所呈现出的腐蚀程度是和外部的具体环境存在联系的。但是,在材料的性质不同下也会出现十分明显的差异性。有的化工设备可能不会出现易腐蚀的现象,但是有的机械设备就会容易出现腐蚀问题。比如,铁和不锈钢之间所呈现出的抗腐能力就有着很大的不同。在不锈钢的内部结构不同情况下,受到腐蚀的程度就变得十分微小。同时,在抗腐工作上对管理人员等的工作也会受到牵连,在不能对机械设备实行合理化的维护下,就会加快腐蚀的速率。
        1.3介质腐蚀
        在工厂使用化工机械设备进行生产时,除了空气和生产用水会对设备产生腐蚀外,在生产过程中的化学液体也会对设备表面产生腐蚀,相对于空气和水,化学液体产生的腐蚀在腐蚀速度和腐蚀程度上都要严重得多。例如腐蚀性较强的酸性液体(盐酸、硫酸、醋酸等)或碱性液体(碳酸盐、氨水、碳酸氢盐溶液等),这些介质腐蚀不仅会减少设备的使用寿命,并且会影响生产的产品质量,从而降低企业的生产利润。
2防腐设计
        对设计与制造人员而言,应充分了解设备腐蚀方面的知识,并参考以往的案例,避免由于设计原因导致腐蚀加剧。(1)尽可能消除死角与缝隙。死角与缝隙都是液体无法流动的部位,虽然外部溶液当中金属腐蚀的腐蚀率相对较低,但这两个部位因腐蚀产物不断积聚或液体停滞等原因会使电位及pH出现明显的变化,进而造成腐蚀,并且由以上原因造成的腐蚀还很难发现,且发展速度很快,极易产生破裂及穿孔。对此,在设计过程中应尽可能消除死角与缝隙。(2)消除或减小应力。部分设备不仅要承受外压力,还会在加工制造时产生一定应力,此时受特殊环境条件的作用,可能产生应力腐蚀现象,这种现象在采用不锈钢设备及部件时十分常见,不仅破坏的过程特别突然,而且危害极大。

对此,通过合理的设计能杜绝或减轻这种腐蚀带来的危害,比如通过设计使应力的实际分布达到均匀,避免应力在局部聚集。在条件允许时还可通过退火来达到去应力的目的,消除对锻件、铸件和焊接件进行制造时产生的应力,但要注意退火时高温会使设备发生变形,并且该方法对大型设备而言比较麻烦,费用也很高。
       
3化工机械设备的防腐措施
        3.1使用防腐涂料
        防腐涂料是操作便捷且实用性强的防腐措施,已被广泛应用到了化工机械生产中,主要是在机械设备表面涂抹相应的防腐材料,避免空气、水汽渗透到化工机械设备内部,将机械设备与外界大气隔离,形成更为完整的防护机制。防腐材料的作用:①隔离作用。防腐涂料能隔离化工机械设备以及腐蚀介质,避免化工机械设备表面出现腐蚀通路,进而加强化工机械设备表面的电阻;②缓冲作用。防腐涂料中的特定颜料能够在成膜物产生水反应之后有效保护金属表面,将腐蚀侵蚀的速度降至最低,有效解决化工机械设备的均匀腐蚀;③阴极保护作用。和构成化工机械设备的金属材料相比,漆膜电极电位更高,目前已广泛应用于腐蚀电池中,漆膜能够实现牺牲阳极的方法,有效保护金属表面。目前,化工机械生产行业中防腐涂料的应用极为广泛,并且取得了相应的成果,防腐涂料的核心作用是能有效降低化工机械设备受到腐蚀侵蚀的速率,便于管理人员更早地发现设备所存有的腐蚀问题。
        3.2优化机械管理结构和方案
        在针对具体的化工机械设备进行防腐措施的处理后,使化工机械设备能够有效的长时间的对具有腐蚀性物质进行抵抗。但化工机械设备在长时间的运作下,必然会一定程度上加快化工机械设备的腐蚀现象的发生。因此,化工机械设备的管理也将成为防腐工作的一项重要举措。所以在保护金属的基本性能下,注重化工机械设备的外部形态的保养,制定和管理化工机械设备的维护工作。在对化工机械设备的防腐工作中制定相应的定期或不定期的维护检查,在管理中对发生的设备腐蚀现象进行及时处理,对于简单的腐蚀现象通过简单处理就可以继续使用;对于严重的化工机械设备腐蚀现象就应当对相应的设备进行更换,有的零件比较复杂,不能及时更换的情况下,要做好相应的记录,并将腐蚀部位进行暂时的防腐工作;对于化工机械设备严重腐蚀到已经不能正常工作的情况就要立即停止设备的使用,以免造成更大的安全事故。
        3.3牺牲阳极保护措施
        为了有效解决化工机械设备存有的各种腐蚀问题,石油化工企业在利用牺牲阳极保护法进行设备保护时,需要将牺牲阳极直接焊接在化工机械设备中,同时采用螺栓固定,在完成此项工作的过程中,技术人员要对当前化工机械设备的阳极以及机械设备的金属做绝缘处理,普遍应用的隔离材料有橡胶垫以及尼龙垫,在利用阳极焊接设备构件时,要保障阳极及金属预留出相应的距离,目的是防止阳极以及金属产生直接接触。在当前社会飞速发展的情况下,石油化工企业采用的最为普遍的防腐蚀办法是牺牲阳极保护法,此外,这种方法还被广泛应用于锅炉以及地下管道的防腐保护。
结束语
        综上所述,化工机械设备防腐并不是一项单纯的技术内容,而是与生产效率、安全、资源、节能、环保等都有一定关联的综合内容。因此,在实际工作中应加强对腐蚀知识的教育和普及,并积极推广各类防腐技术,这对促进企业经济发展与保证经济效益都有十分重要的意义。
参考文献
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