化工机械设备的新型防腐设计及措施研究

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年7期   作者:谢勇
[导读] 随着化工产业的持续发展,化工设备的防腐工作受到了越来越多的关注。
       摘要:随着化工产业的持续发展,化工设备的防腐工作受到了越来越多的关注。在日常生产中,化工机械设备会接触到很多腐蚀性的化学试剂,进而造成机械设备腐蚀,影响其正常生产运行。基于此,本文从化工机械设备产生腐蚀的原因出发,对新型防腐设计及措施研究加以阐述,以有效提升化工机械设备的防腐能力。
        关键词:化工机械设备;防腐设计;防腐措施

        引言:化工企业的经营水平同化工机械设备的运行水平息息相关,但在化工企业生产的经营过程中,化工机械设备腐蚀问题屡屡出现。机械设备受到腐蚀不仅会对外观与性能产生影响,严重的还会引发设备报废,给企业带来难以挽回损失。因此,化工企业要提升对化工机械设备的防腐的重视程度,进而提升其防腐水平。
1.化工机械设备产生腐蚀的原因
1.1材质原因
        通常情况下,化工机械设备的材料都是金属,由于金属的特性使得其很容易产生空气氧化作用以及被其他化学制品腐蚀。实际上,金属材料的颗粒越小,密度越高,越不容易受到腐蚀;反之,金属颗粒越大,密度越低,受到腐蚀的影响也就越大[1]。铁是化工机械设备制造使用过程中非常常见的材料,但铁很容易因空气接触产生氧化作用与腐蚀,同时在化工环境中与各类化学制品接触也会加速铁金属外壳机械设备被腐蚀的程度,进而影响化工机械设备的正常使用。
1.2环境原因
        化工机械设备在化工生产环境中与各类化学制剂的接触也是产生腐蚀的重要原因。以酸性或碱性物质为例,在其作用下,化工机械设备的外壳会受到程度不一的腐蚀作用,进而降低保护作用,加速内部金属的腐蚀,降低机械设备运行的安全性,影响产品质量。同时在一定的环境下,化工机械设备会产生电子电解,或者当灰尘和飞烟附着在机械设备上时也都会造成化工机械设备产生腐蚀。
1.3管理原因
        一般化工机械设备的零件较多,安装也较为复杂,这导致部分安装在机械内部的零件受到损害后难以被发现,表面氧化层的缺失加速了零部件被腐蚀的程度,进而降低化工机械设备的使用性和安全性。同时,化工机械设备的管理方法不合理,缺乏定期的维护与保养,化工机械设备在腐蚀环境中长期工作造成了机械设备的腐蚀与老化。另外,受损的设备零件也没有及时更换,长此以往,设备遭受腐蚀的程度增加,引发设备的损坏与报废。
2.化工机械设备的新型防腐设计
2.1化工机械设备的材料选择
        碳素钢作为化工机械设备制造的重要材料因其低廉的材料价格与简单的加工流程而受到了普遍地使用。在普通的环境中,碳素钢的使用可以有效避免因操作失误而对机械设备产生损害。但在化工生产环境中,则会大大增加被腐蚀的概率。以Q235钢为例,在日常生活中被广泛应用,但一旦接触到腐蚀性介质就会不断提升其腐蚀速度,设备表面的防腐涂剂也会随着生产逐渐刮花脱落,无益于化工机械设备的防腐与正常使用。因此,在化工机械设备的制造过程中应避免选用易腐蚀的材料,可以选择腐蚀性更强的低合金钢,进而在生产过程中充分发挥低合金钢的应用价值,提升化学机械设备的性能。
2.2化工机械设备的结构设计
        在对化工机械设备进行结构设计时要不断简化其构建形状,避免因机械设备整体构件过于复杂而产生的后续安装问题。加强对机械构件的保护力度,以免其受到损伤。简化化工机械设备的构件材料,逐渐降低其复杂化与多样化程度。完善其安装过程,避免机械构件中间出现缝隙。同时完善化工机械设备的结构形态,远离腐蚀介质,在涂漆时优化具体机构,以保障各个构件可以被均匀涂抹。

仔细清理机械设备表面残留的水,保障设备表面的平整状态,如果设备表面出现凹陷则应设计相应的排水孔,促进积水的有效排出。优化设备焊接工作,尽量不使用间断焊接方法,避免内应力的出现。
3.化工机械设备的有效防腐措施
3.1使用防腐涂料
        防腐涂料因其良好的防腐效果与便捷的操作在化工生产过程中得到了广泛地应用。在机械设备表面涂抹防腐材料,可以有效避免化工机械设备受到空气和水汽的渗透,进而形成更为有效的防护机制。在防腐材料的应用过程中主要体现出三方面的主要作用,首先,防腐涂料可以将化工机械设备同腐蚀介质隔离开来,避免腐蚀通路的出现,进而形成化工机械设备表面的电阻。其次,防腐涂料成膜物产生反应之后可以有效对金属表面形成缓冲作用,降低金属腐蚀的速度,避免化工机械设备产生均匀腐蚀。最后,相较于化工机械设备的金属材料,防腐涂料的电极电位更高,因此可以有效发挥阴极保护作用,加强对金属表面的保护。防腐涂料的核心功能是降低化工机械设备的腐蚀速率,从而使得相关工作人员能够今早发现设备的腐蚀问题并采取相应的解决措施。
3.2增加金属镀层
        为有效隔绝化工机械设备和腐蚀介质,可以在进行设备生产的时候在其表面均匀地喷上一层金属镀层,根据使用环境的不同可以选择镀锌、镀镍、电镀等抗腐蚀金属或者其他抗腐蚀性强的金属[2]。金属保护层可以在化工机械设备表面与介质接触的部分形成致密的保护膜,进而隔断与腐蚀介质的接触,避免化学腐蚀的产生。通常情况下,可以利用喷镀或电镀的方式在化工机械设备金属外壳上喷涂合金或其他特殊金属。电镀喷涂的原理是用压缩空气将高温融化的金属吹成雾状粉末喷涂到经过处理的零件上,进而形成一层金属保护膜。同时,喷涂方式下形成的金属镀层可以与化工机械部件更为紧密地贴合,进一步避免了化工机械部件受到腐蚀介质的侵蚀,有效提升机械设备的使用寿命。
3.3电化学防腐保护法
        电化学防腐保护法分为阴极保护与阳极保护,借助外加电流改变金属的腐蚀电位从而达到减缓金属腐蚀的目的。现阶段,因电化学防腐保护法效果显著且价格低廉已经得到了广泛的关注。阴极保护是在金属表面通入阴极电流,改变金属的电位为负。该方法可以有效防止均匀腐蚀,并且对选择性腐蚀与冲击腐蚀也有一定的预防作用,但阴极保护不适用于过强的腐蚀介质以及结构形状较为复杂的对象,进而无法提供足够的保护效果。而阳极保护指的是使保护对象的阳极发生极化,抑制阳极溶解,从而减慢腐蚀的速度。阳极保护适用于较强的氧化性的介质,但被保护对象无钝化特征时则不适宜。同时,当两种方法都适用的时候应优先使用阴极保护。
3.4优化操作的防腐规范性
        在进行化工机械设备防腐工作的过程中不仅要完善防腐设计与防腐手段,还需保证设备操作的规范性,进而从操作上起到一定的防腐作用。因此在日常的生产中,化工企业要加强对相关操作人员的安全培训,最大限度地提升其专业能力与安全意识,在工作中运用规范的操作流程。同时,完善化工机械设备的检查与维护工作,提升抗腐蚀能力低的设备的养护力度。对设备的运维情况加以详细记录,制成档案,以解决日常检修工作中的突发情况。对于设备的腐蚀问题要及早发现并提出有效的解决措施,避免对机械设备造成更为严重的破坏。
结论:综上所述,为有效避免化工机械设备腐蚀给化工企业带来的严重影响,加强机械设备的防腐设计以及防腐措施研究力度势在必行。在日常的生产过程中,要优化化工机械设备的材料选择与结构设计,应用科学合理的防腐措施以不断提升化工机械设备的使用寿命,从而有效促进化工企业的经济发展与技术进步。
参考文献:
[1]陈坤,李大文,许丛琳.探讨化工机械设备的防腐设计及防腐措施[J].化工管理,2020(11):145-146.
[2]熊东,李连峰,方磊,等.浅析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].化工管理,2020(04):13-14.

作者简介:姓名:谢勇(1988.04--);性别:男,民族:汉,籍贯:广西梧州人,学历:本科。
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