化工机械防腐能力提升的有效路径研究及应用

发表时间:2020/10/10   来源:《工程管理前沿》2020年6月18期   作者:任建春
[导读] 化工机械设备的质量直接影响企业运营生产

         任建春
         云南云天化红磷化工有限公司   云南开远   661600

         摘 要:化工机械设备的质量直接影响企业运营生产,机械防腐工作仍然是重要部分。从化工机械设备运营强度、设备操作环境和设备内部分析化工机械出现腐蚀的原因,阐述化工机械产生腐蚀的两种类型,从改进设计方案、选用适宜材料、金属表面涂防腐涂料和采用氢腐蚀处理法四个方面提出了提高化工机械防腐能力的有效路径。
         关键词:化工机械;防腐能力;提高;有效路径
         
         对于化工机械设备在使用阶段出现的各种腐蚀现象,要求企业管理人员以及操作人员等给予高度重视,树立“泄漏即事故”的理念,并且做出有效的防腐措施,进而保证化工机械的使用寿命能够延长,有效预防发生机械设备泄漏,预防因为腐蚀出现泄漏时导致污染环境、着火、爆炸等事故,社会效益和经济效益都会受到损失。
         一、化工机械设备腐蚀的种类
         从化学角度分析,化学腐蚀指的是由于部分具有较强腐蚀性的化学物质导致设备发生腐蚀的现象,也有因为机械设备本身使用的材料的问题,如钢铁等物质因为氧化导致的腐蚀。物理腐蚀最大的特点在于腐蚀的过程中并未发生化学反应,机械设备却发生了被破坏的现象。此类腐蚀比较常见的是在高温作业下的化工机械设备。比如铁,熔点是 1535℃,对于很多使用铁作为基础物质打造的化工机械设备,当遇到温度超过 1535℃的情况下,将会发生熔化现象,机械设备的组织结构也会发生破坏,这是比较常见的物理腐蚀。相比物理腐蚀,发生化学腐蚀的现象更为常见,尤其是化工生产过程中发生化学腐蚀的现象十分常见,主要原因在于化工生产通常需要非常多的化学物质共同参与,而且需要在高温高压的环境下发生。化工机械设备发生化学反应的现象更为常见,以至于发生腐蚀现象。化学腐蚀有两种,其中一种是局部腐蚀。这也是化工机械设备最为常见的一种化学腐蚀现象,最大的特点在于腐蚀现象只集中于某些局部位置,部分位置发生腐蚀而其他部位没有;还有一种就是均衡腐蚀。此种腐蚀通常发生在金属完全浸泡在某种特殊的溶液或者是在腐蚀性气体当中,以至于整个金属都发生了明显的腐蚀现象。此类腐蚀最大的特点在于腐蚀速率往往是用线性函数来表示,而且速度极快。
         二、化工机械防腐能力存在的问题
         在目前的化工机械中,由于对防腐能力的重视程度不足,导致经常出现以下问题:
         2.1 化学反应造成化工机械锈蚀
         在化工企业的生产过程中,生产区域内会存在大量的氧化物与硫化物等腐蚀性物质,这些物质会滞留在空气与水中,如果浓度过高,就会在特定条件下形成无机酸溶液,虽然这类溶液的腐蚀性相对较弱,但是在与化工机械的金属表面接触后,会造成金属的腐蚀。一旦化工机械的金属表面出现腐蚀,就会迅速向内蔓延,对化工机械造成严重的破坏。这是由于化工机械的主要材料是金属,其分子活跃性较高,在与硫化物接触后会出现剧烈的化学反应,例如,二氧化硫在接触到化工机械表面时,会对金属表面造成严重的腐蚀。
         2.2 电化学反应造成化工机械锈蚀
         在化学机械的金属表面与电解质接触后,会发生电化学反应,造成化学机械表面腐蚀。一般情况下,电化学反应的腐蚀过程是阳极反应与阴极反应联系在一起而形成的,会使金属转变为游离状态,与其他的阴离子结合产生反应。处于游离状态的金属元素容易被氧化或硫化,会出现严重的腐蚀现象。无论是化学反应还是电化学反应,其本质都属于氧化还原反应,但是,二者的不同之处在于金属元素通过不同的方式转变为游离状态。

化学反应可以直接发生在干燥的环境中,而电化学反应则需要在潮湿的环境下才能够发生。因此,在任何环境条件下,化工机械都有可能出现腐蚀现象,所以,我们必须通过提高化工机械防腐能力的方式降低腐蚀对化工机械造成的危害。
         三、提高化工机械防腐能力的解决对策
         在化工机械的腐蚀现象中,金属表面发生的腐蚀是最为常见的现象,因此,为了有效的提高化工机械防腐能力,我们必须对此引起足够的重视,通过以下几个途径提高化工机械防腐能力:
         3.1 为化工机械选择合适的材料
         在目前的化工生产过程中,大部化工机械选择普通的碳素结构钢作为原材料,这种材料的价格低廉,并且具有一定的防腐能力,正常情况下的腐蚀概率较低。但是,化工机械需要长期在特殊的环境中运行,普通的碳素结构钢在这种环境中的防腐能力会有所降低,容易出现腐蚀现象。所以,在化工机械的生产过程中,需要为其选择具有更好防腐能力的材料,例如,可以选择16MnCu 与09MnCuPTi 等合金钢材作为化工机械的原材料,能够有效的提高化工机械的防腐能力,减少腐蚀现象的发生。虽然这种材料的造价较高,但是其施工寿命是普通碳素钢材料的2~3 倍,因此其具有较高的性价比。
         3.2 在化工机械中采用防腐设计
         在设计化工机械的过程中,如果设计的机械结构不合理,造成其在使用过程中容易出现腐蚀现象。为了避免这种情况发生,设计人员需要在化工机械中采用以下防腐设计。第一,化工设备的外形应尽量设计成为简洁的形式,防止出现复杂的形状,造成尘土与溶液大量堆积在机械表面,进而对机械造成腐蚀。与此同时,化工机械使用的材料也应尽量保持一致,防止因材料种类过多而造成机械出现腐蚀问题。第二,尽量减少机械缝隙。在化工机械的运行过程中,机械表面存在的缝隙是引起腐蚀问题的主要因素之一,一旦有溶液进入机械缝隙,就会造成缝隙腐蚀,缝隙腐蚀的进一步扩大会使腐蚀情况加重,对化工机械造成更加严重的危害。所以,在对化工机械进行设计时,应尽量选择缝隙较少的设计方案,有效的提升化工机械的防腐能力。第三,在化工机械表面喷涂防腐材料。为了有效的提高化工机械技术表面的防腐能力,需要在机械表面喷涂防腐材料,在不改变机械结构的前提下提高其表面的防腐能力。在喷涂防腐材料的过程中,需要保证将机械表面的整体全部喷涂,尤其是焊缝等位置,形成完整的保护膜,将化工设备与周边的环境完全隔离,避免受到环境中腐蚀性物质的影响,以便获得更好的防腐能力。在目前的化工机械中,常用的防腐材料包括油脂涂料、生漆、环氧树脂涂料以及酚醛树脂涂料等。第四,避免水分在化工机械上长期停留。在化工机械的运行过程中,应采取必要的措施减少水分在化工机械上停留的时间,降低机械被腐蚀的概率。
         3.3 做好化工机械的日常维护工作
         为了使化工机械获得更好的防腐能力,不但要对机械的设计与材料进行严格的控制,还要在施工过程中做好日常维护工作。第一,对化工机械操作人员进行专业培训,提高他们对腐蚀现象的防范意识,严格按照要求对化工机械进行操作。第二,定期对化工机械进行维护。在定期维护过程中,要重点关注防腐能力相对较差的化工机械,并为所有化工机械建立档案,记录化工机械的运行状态以及养护信息,为日常维护工作提供有价值的参考,采取必要的防腐措施,提高化工机械的防腐能力。
         结语:
         化工机械设备是企业生产能够顺利进行的重要支撑,对机械设备的有效保护同样是为企业生产的有序进行保驾护航。对企业而言,关注机械制造成本并没有错,但单纯为了追求低制造成本而不顾生产中存在的安全隐患,等到故障发生时将追悔莫及。化工机械的防腐蚀工作不仅仅影响企业的生产进度和经济成本,还关系着企业的生产安全,为了减少企业生产的安全隐患和经济隐患,必须将机械设备防腐工作做到位。
         参考文献:
         [1]唐爱华,金伟.提高化工机械防腐能力的有效路径[J].设备管理与维修,2020(12):69-70.
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