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化工机械设备的腐蚀原因与含氟材料防护应用研究党希

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：党希

[导读] 摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的化工工程的发展也有了进步。

        西安必杰能源科技有限公司陕西西安 710075
        摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的化工工程的发展也有了进步。在现代的发展过程当中，化工产业已经运用到各个行业中，是我国经济发展中不可忽视的重要构成内容，其成长速度以及发展路径可以说是国家经济与社会发展影响的重要因素。机械设备作为化学工业生产过程中不可或缺的部分，由于化工行业自身存在的特殊性，在生产中所产生的强酸以及强碱性的气体、液体等都会对机械设备的使用寿命带来很大的损害，最为常见的就是对化工机械设备带来的腐蚀性损坏。腐蚀不仅会进一步导致化工机械设备的损坏，还会造成企业整体的产能降低。
        关键词：化工机械设备；腐蚀原因；含氟材料防护；应用研究
        引言
        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。腐蚀给设备带来的损坏是直接的，也会带来很多影响，比如缩短设备的使用年限，使得设备没有办法正常地开展相关的活动，有的还会导致管道中的滴漏现象，给实际的生产经营业务带来很严重的安全隐患，因此对于实际的从业者而言，必须要结合腐蚀出现的根本原因做好相关的业务处理工作，采取相应的防护措施。降低腐蚀发生的频率，提升抗腐蚀性，提高化工企业的安全性。这既具有现实意义又具有社会价值。
        1化工机械设备腐蚀的主要原因及分类
        1.1化工机械设备腐蚀的主要分类
        首先，化学机械设备腐蚀归属于化学反应，是一种在运行过程当中没有产生电流的腐蚀，是通过干气体、非电解质溶液与金属之间所产生的相互作用引起的，主要发生在化工机械设备的表面，而且腐蚀所产生的一些物质也都是在被腐蚀位置直接产出的，例如：硫铁矿烧过程当中对硫酸生产进而排除二氧化碳气体就会与化学机械之间产生腐蚀关系，钢厂中的钢板在高温之下产生氧化的情况等。其次，电化学产生的腐蚀现象主要是金属能够与外界环境当中与物质之间产生电化学这一反应。电化学的腐蚀与化学腐蚀之间有很大的区别，主要是电解质融合能够在发展过程中含有导电的特点，在腐蚀的过程中会生成不同的电子，产物在阴阳极当中产生。例如：酸性、碱性以及盐型等所造成的金属腐蚀以及大气腐蚀等，在大多数的化学机械产生的腐蚀现象都归类为电化学腐蚀。最后，物理性腐蚀，主要是由于纯物理溶解之后进而产生的金属腐蚀现象，主要是进入某一些区域当中被溶解的时候，在其他区域中会不断析出，进而形成了一种“物质转移”的现象，例如：锌锅当中的热镀锌所产生的机械腐蚀现象。
        1.2化工机械设备产生腐蚀的主要原因
        对于化工机械设备来说，产生腐蚀现象主要可以从两方面的原因进行分析。首先，从内在方面来讲，化工机械设备在材料构成上来看，主要是运用金属材质，金属材料在热力学的发展情况之下就会呈现出一种稳定性的特点，而合金成分以及变形、应力等所表现出来的内在因素则主要成了整个机械设备腐蚀最为根本的原因所在；其次，大部分的化学机械设备由于产量大的需求，所表现出来的体积也会逐渐增大，设备的生产厂家则会对其外表面所呈现的粗糙度、光滑度等设计有了更高的要求，金属轮廓所表现出来的均匀度也会不断降低，则会在后期的运行过程中更容易产生一种腐蚀的现象。
        2化工机械设施腐蚀的根本原因
        2.1化学腐蚀
        在化学腐蚀中，由于化工厂所使用的大部分原料都和化学反应直接相关，所以会出现很多的化学腐蚀。特别是在原料和基础设施接触之后所发生的反应是相对比较多见的，这就会使得设备的表面出现新的物质，对设备直接产生了损坏。化学腐蚀是由于不同化学元素的性质相互反应所造成的。在一些特殊的环境下也会有比较极端的现象发生，比如高温干燥状态下，原料和金属之间所发生反应就具有一定的腐蚀性，在可具备条件的影响下就会导致其直接快速地产生反应，使得化学腐蚀发生。

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因此，对于化工机械设备的抗腐蚀性提升而言，化学腐蚀是必须要注意的一个根本问题。
        2.2电化学腐蚀
        电化学腐蚀本质上可以看作是化学中氧化还原反应的延伸。由于化工机械设备在使用的过程中大部分都处于复杂的环境中，特别是一些潮湿的环境，因此就会导致很多的设备接触了包括电解质溶液在内的物质，进而逐步地构建起电解池，导致其电子之间相互转移。在实际工作中由于电化学腐蚀的存在，就会使得金属内部构成回路。在阳极会发生氧化作用，使得电子被释放出来，而在阴极总会结合还原作用吸收电子。因此电子就会构建起循环体，阳极失去、阴极获得，这就会造成整个设施的腐蚀循环。电化学腐蚀可以看作是化学企业生产过程中必须要注意的一类问题，也是相对比较多见的问题。它不仅会导致设备的腐蚀，也会产生很多的安全隐患，所以必须引起高度重视。
        3化工机械设备防腐
        3.1选择适宜的耐腐蚀材料
        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。
        3.2防腐设计
        （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。
        3.3覆盖层保护
        覆盖层可分成非金属与金属两种。涂层是目前广泛应用的防腐蚀方法，由溶剂、树脂材料与橡胶浆液等原料制成防腐层，直接覆盖在设备金属表面。虽然该方法简单有效，但只能用在腐蚀强度不是很大的条件下。另外，非金属衬里近几年也得到了快速的发展和广泛应用，尤其是在化工生产领域，考虑到绝大多数非金属材料都具有良好的耐腐蚀性，如瓷砖、橡胶与塑料等，所以可将金属和腐蚀环境分隔开，使衬里设备在具备金属刚性的同时具有非金属材料的耐腐蚀性能。
        结语
        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：
        [1]滑兴国.浅谈化工机械设备的防腐设计及措施[J].中国新技术新产品，2015（24）.