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摘要:随着经济和各行各业的快速发展,机械设备在实际业务推进的过程中,出现自发腐蚀的现象较多。特别是在化工厂中,由于其具有很多高浓度的腐蚀性溶液,在接触中很容易对机械设备造成损坏,进而影响其生产机械能力,带来相应的问题,给企业造成较大的损失。因此,必须结合设备腐蚀的原因及防腐措施,探讨在化工机械设备中如何做好相关问题的处理,提升整体的防腐效率,提高抗腐蚀能力,从而延长机械设备的使用寿命,提升企业的经济效益。
关键词:化工;机械设备;防腐
引言
化工机械设备多为金属制成,因此,化工机械设备的腐蚀原因也是金属的腐蚀原因。金属受周围介质的作用而损坏称之为金属腐蚀,在腐蚀时,金属的外表会出现化学或电化学多相反应,使金属转为氧化状态,即离子状态,当这一状态发生时,金属的力学性能会明显降低,从而缩短化工机械设备的使用寿命,据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10-20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。本文主要研究化工机械设备的腐蚀状况及腐蚀类型,从腐蚀类型分析腐蚀原因,并就化工机械设备的腐蚀原因提出合适科学的意见。
1化工机械设备腐蚀类型
1.1化学腐蚀
化学腐蚀是最常见的腐蚀现象。化工机械设备产生化学腐蚀的主要原因是化工生产需要各种各样的化学试剂,化工机械设备长期与化学药剂接触,难免会发生反应,导致化工机械设备金属构件出现腐蚀现象。若是再受到外界温度、湿度的催化,化工机械设备的化学腐蚀现象会更加严重。
1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属材料与电解质溶液接触,并在电极的作用下发生氧化还原反应,导致化工机械设备出现腐蚀现象。尤其是在潮湿的环境下,化工机械设备更容易发生电化学腐蚀。
1.3其他腐蚀
不同化工机械设备的组成、属性都是不相同的。因此,所产生的腐蚀现象也不相同。如物理腐蚀,即材料出现单纯的物理破坏问题,通常多是由溶解、渗透等造成的。另外,污水、化工机械设备超负荷运转等也会导致化工机械设备出现腐蚀问题。
2化工机械设备腐蚀原因
腐蚀造成的原因是多方面的,化工机械设备腐蚀的发生与很多因素有关,包括设备所用的金属材料,由于每种金属材料的耐腐蚀性是不同的,因此其抗腐蚀性各有不同。另外,还有水或者空气对化工机械设备造成的腐蚀,以及防腐蚀剂在机械表面上的残留面积等,在人为原因上,设备的管理维护不当也会造成腐蚀现象的频发。
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3防范化工机械设备腐蚀的措施
3.1科学选材
避免化工机械设备腐蚀的根本方法就是结合化工生产实际腐蚀环境选择合适的材料。在这之前,除却了解腐蚀环境外,还要了解以下内容:第一,化工机械设备所处的温度、压力、湿度环境状况;第二,材料的力学、物理、化学性质;第三,加工工艺,如热处理、焊接、冷弯的工艺性能;第四,设备结构及经济条件,尽可能地选择比较经济且使用性能佳、使用寿命长的材料;第五,充分依据行业标准选择设备材料,如在选择压力容器材料时,需充分考虑《钢制压力容器》《压力容器安全技术监察规程》等的要求。
3.2优化机械设备结构设计
在化工机械设备结构的防腐设计中,需注意以下问题:(1)尽量减少结构缝隙、死角。因为缝隙、死角很容易堆积溶液、固体物质,导致机械设备出现腐蚀问题。(2)尽量保持液体温度的均匀化,以免液体局部温度过高或过低,造成电位差,进而引发机械设备腐蚀。(3)尽量保证液体流速均匀,以免液体断面变化过大,导致液体质量浓度不均匀。另外,若流速不均匀,还可能造成下冲蚀、孔蚀现象。尤其是在管道、旋转机械中,最容易出现这些问题,导致机械设备出现腐蚀现象。(4)尽量简化机械设备结构,以免形状过于复杂。(5)在结构设计中,还需充分考虑机械设备施工工艺,尽可能地采用连续性焊接工艺,以免出现应力集中、焊接缺陷等问题,如咬边、焊瘤等很有可能导致化工机械设备出现腐蚀问题。咬边问题还会引发应力集中问题,导致凹陷边出现夹缝,使机械设备出现严重腐蚀。
3.3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。
3.4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,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。
结语
综上所述,在当今这个对化工产品需求日益增加的环境下,减少腐蚀机械设备带来的损失,对于化工行业的企业来说,无疑是降低生产成本的好方法。全面分析化工机械设备本身的原因和生产环境的原因,选用适合自身生产环境的材料制成的和设计制造更防腐的机械设备,在已经投入使用的机械设备上,采取增加金属保护层、使用缓蚀剂、做好环境防腐等,必要时可采取阴极保护法或牺牲阳极保护法,都能降低或减少化学腐蚀给化工行业生产设备带来的腐蚀,增加使用寿命,保障安全生产,增加企业经济效益。
参考文献:
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