郭茜、杨小艳、王新宁
河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南 新乡 453000
摘要：在国内的化工机械设备厂商中，腐蚀可以看作是实际业务开展过程中最多见的一类问题。这里所提到的化工机械设备腐蚀指的是机械设备在接触到大气、水等介质的过程中所发生的化学反应或是电化学反应，对整体的设备造成的损坏。本文对新型防腐材料在化工生产中的应用进行分析，以供参考。
关键词：防腐材料；化工生产；应用
引言
化工设备的腐蚀问题会对化工生产, 以及生产安全和成本控制等环节产生严重影响，使化工企业因此而背负巨大经济损失。因此,探索新型防腐材料在化工设备中的应用使投入运行的化工设备防腐能力进一步提升这是当前化工企业及相关领域所迫切需要解决的问题。
1化工生产中腐蚀现象产生因素
在化工的生产过程中，不同的材料所形成的腐蚀类型不同，分析腐蚀形成的原因，理解腐蚀过程，采用合适的腐蚀材料具有重要意义。在化工生产中存在的腐蚀情况主要有如下
三种情况：
（1）均匀腐蚀。均匀腐蚀在化工生产中较为常见，是电化学腐蚀的基本形态，一般情况下表现为，介质完全暴露在溶液之中，进而逐渐慢慢反应、溶解，金属介质逐渐变轻、变薄，最后导致主干结构承受不住设备而崩塌，或者罐体形成孔洞造成泄漏而无法正常工作。
（2）石墨化腐蚀。石墨化腐蚀主要出现在铁介质之中，石墨以网状的形式存在于铁素体体内，在盐水、酸性溶液等溶液之中，铁素体会发生选择性腐蚀，造成铁介质生锈，脱落，影响到设备的结构，从而导致设备无法正常工作。
（3）磨损腐蚀。磨损腐蚀也是极为常见的一种腐蚀现象，
主要是发生在流动的液体与其容器之中，具有腐蚀性的溶液在流动的过程中与金属容器发生相对运动，从而加快了金属的腐蚀速率。磨损腐蚀会导致金属容器的表面出现细小的裂缝和孔洞，磨损腐蚀的速率更快，更为激烈。
2石墨烯的防腐机理
石墨烯提高无机镀层耐蚀性能的基本机理有：石墨烯作为纳米材料，可以填补金属镀层的微孔隙，提高了镀层的致密度，有效阻隔腐蚀介质渗透；石墨烯为金属微颗粒提供形核质点并细化晶粒，可提高镀层的致密性和硬度；石墨烯具有优异的导电性能，在镀层中无规则分布连接微颗粒，形成了良好的电子通道，并将电子输送到金属基体上；腐蚀中后期，石墨烯的惰性极高，仍保持优异的抗腐蚀介质渗透性和导电性能，降低了金属微颗粒腐蚀性环境的强度，提高了金属微颗粒的利用率。
3防腐措施
3.1注重材料的选择
为了有效地解决化工机械设备的腐蚀问题，首先需要对材料做出合理的选择。结合目前阶段来看，在国内的化工机械设备制造商中所采取的原材料大部分都是相对比较普通的。比如最多见的碳素结构钢，这类材料的成本相对较低，也很容易获得，所以得到了很多制造厂商的青睐。除此之外，其在性能方面无论是力学还是加工处理方面都可以很好地满足需求，不过需要注意的是这类材料的抗腐蚀性相对较差，很难抵挡住腐蚀侵袭。在普通的工作条件下还相对比较可靠，不过一旦在高浓度高腐蚀性的状态下就会出现这样或那样的问题，进而导致腐蚀破坏的发生，因此对于实际的从业者来讲，在材料选择过程中必须要引起足够的重视。在材料选择方面，首先需要对工作环境有充分的了解，特别是工作环境中的温度、湿度、压力等，针对具体的信息要做出综合的研究，在此基础之上确定合适的材料，而不能仅仅以工作的需求和成本等基础性要素来考虑。其次，在考虑设备的过程中也应当充分地满足设备的模式，进而判断材料是否能够满足其抗腐蚀的性能。在新时期越来越多的设备模式都加入了抗腐蚀的相关因素，因此在材料选择过程中也可以结合这些数值来做出相应的研究。除此之外，还应当考虑设备的使用年限，对设备重点部分应当采取性能更好的材料，而不是仅仅以成本作为根本的衡量目标，只有这样才可以使得整个设备的材料优劣得到有效的配置，资源可以得到充分的利用。
如果采取以上三点做出材料的选择，那么就可以选择那些经济效益相对比较好、性能比较高，也可以抗腐蚀的材料是最佳的处理办法，也是相关实际业务从事者必须要认真考虑的问题。因此，在具体选择中，需要根据化工机械设备的工作条件和具体要求来进行选择。
3.2电化学防腐措施
若要提升化工企业防腐工作整体水平，减少腐蚀现象发生概率，降低化工设备腐蚀程度，就必须高度重视金属设备的管理工作。现阶段，绝大部分化工企业都会使用金属材料制作原电池的阴极。在此种背景下，若要强化防腐成效，就必须采用下列举措：首先，外加电流的安全防范工作必须到位，原电池阴极采用金属材料的原理在于，使用外加电流帮助金属材料进行性能转变，使其成为原电池阴极，阳极的转变也是同样的道理，使用外加电流辅助转变，通过此种方式，能够大幅度减少电化学腐蚀情况产生的频次。其次，可以采用牺牲阳极的保护方式进行有效防腐蚀，此措施的主要作用对象是金属材质，若电势所在位置比正常标准低，便可以将金属改变成阴极，另一面则转化为阳极，实现对阴极金属的有效保护，削弱电化学腐蚀发生频率。
3.3水性工业防腐涂料
水性防腐涂料近年来被越来越多地关注，作为一种低污染的绿色环保涂料，将成为未来世界涂料市场主角。据不完统计，我国工业防腐涂料年需求量在170万t左右，其中可由水性工业防腐涂料替代的达100 万 t。可广泛应用于石油化工、汽车、铁路、船舶、集装箱等各个领域。而这些领域以前全部使用溶剂型涂料，每年的有机溶剂挥发量达 80 万t，资源浪费达30多亿元，不仅带来巨大的环境危害，也浪费了大量的资源。因此，在“绿色环保、节能减排”的大背景下，采用水性工业防腐涂料势在必行。
4新型防腐材料在化工生产中的应用前景
要想保证选材的正确性，一方面要有完善且正确的数据，另一方面要具备腐蚀与防腐方面的知识。对材料而言，其耐腐蚀性是一项重要性能，和环境有着密切的关系，可借助均匀腐蚀率进行评价，目前分成以下四个等级：第一级为腐蚀率小于0.05mm/a，优良；第二级为腐蚀率在0.05~0.50mm/a，良好；第三级为腐蚀率在0.5~1.5mm/a，虽然也可以使用，但腐蚀情况会比较严重；第四级为腐蚀率大于1.5mm/a，不可使用，因为腐蚀情况会十分严重。不同材料的腐蚀率可以在说明和手册当中查询到。然而，对化工生产这种复杂且恶劣的环境而言，需通过实验来确定材料的腐蚀率，具体的操作方法为：取一定面积材料放到与生产环境相接近的环境当中，持续数日以后将其取出，清洗干净后称取质量，通过计算确定单位时间该材料单位面积质量损失率，最后根据材料的密度采用专门的公式计算腐蚀率。需要注意的是，以上指标是针对金属材料而言的，非金属材料的耐腐蚀性能需将外形的破坏程度、强度丢失与重量增加等作为依据来判断。
5石墨烯防腐材料发展趋势
石墨烯与防腐材料制备复合防腐材料，兼顾了石墨烯的优异性能和防腐材料的特点，但石墨烯很难均匀分散，且石墨烯的分散效果对石墨烯复合防腐材料的性能起决定性作用。目前，分散石墨烯的方法主要以物理分散法和化学改性法两大类，但制备出没有缺陷的石墨烯和影响石墨烯优异性能的分散液难以实现。物理分散法在停止外力辅助时容易发生团聚，并且在外力强作用力下可能会破坏石墨烯的完整结构；化学改性法在石墨烯表面功能化和改性过程中都会引入其他官能团和缺陷。由此可见，石墨烯在分散过程中结构完整性容易发生变化，在防腐材料中并没有完全发挥石墨烯真正优异的性能，并且现在的分散技术不能应用于大规模生产的防腐材料或其他应用。因此，如何实现石墨烯分散液更稳定的同时，不改变石墨烯固有的本征性能，将成为研究者下一步着力研究的目标。
结束语
综上所述，化工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。
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