魏绍荣
云南化工设计院有限公司云南省昆明市650051
摘要：现如今，我国化工行业发展迅速，化工产品在生产过程中存在各种化学物质和化学反应，导致化工机械设备受到腐蚀。化工机械设备腐蚀问题影响化工生产连续性，使化工生产成本升高，效率降低。应深入研究腐蚀产生的原因，依靠科学的方法防止化工机械设备的腐蚀。
关键词：化工机械设备；腐蚀原因；防腐措施；分析
引言
化工行业是国民经济的支柱产业，化工机械设备是化工生产的载体。化工机械设备大多是在酸、碱、高温高压或有毒有害等环境中运行，机械设备的腐蚀问题难以避免，针对化工机械设备采取适当的防腐措施，减少或延缓化工设备的腐蚀，不仅能保证化工生产的稳定性，同时也能为化工企业经济效益带来保障。
1化工设备进行防腐的重要意义
随着科技领域的不断扩大，各种高新技术在各行业都有所展现。对化工行业来说，化工产品日益丰富，化工生产中机械设备的数量和种类不断增加，自动化程度越来越高，有效地对化工设备进行防腐养护处理，延长化工设备的使用年限，保障化工生产装置安全高效运行。
2化工机械设备产生腐蚀的原因
2.1生产环境原因
化工机械设备运行于各种化学物质充斥的环境之中，一些含酸碱盐类的物质在日常生产过程中溅落在设备表面，导致化工机械设备被腐蚀。在各种腐蚀性气体、液体和尘埃的交替作用下，导致了化工设备外表面的腐蚀。化学物质在特定温度、湿度的作用下与金属产生化学反应，对机械设备的腐蚀造成很大的影响。机械设备大部分都是金属材料制造而成，这些金属材料长时间暴露在空气之中会与空气之中的氧气、水蒸气等发生反应造成机械外壳上的腐蚀，形成锈蚀。对化工行业来说，生产环境对设备的腐蚀虽然难以避免，但通过在机械设备表面涂刷防腐涂料加以日常维护，基本上可以保证化工设备在设计使用年限内的安全性。
2.2生产工艺原因
2.2.1物理腐蚀
在传统的化工生产当中，高温、高压、含酸碱盐等的气液介质作用在化工设备上，机械设备金属被渗透、溶解，造成金属材料晶体割裂、脱落，这一类单纯物理变化引起的的腐蚀就是我们所说的物理腐蚀。由于生产操作中酸度、碱度或操作温度、操作压力控制不稳定，导致设备内工况不稳定，致使金属表面形成的的钝化膜或氧化覆盖层不稳定而被破坏，金属材料由表及里加速溶解，造成设备机械强度下降或报废。
2.2.2化学腐蚀
化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用引起的破坏，腐蚀过程中没有电流产生，腐蚀过程是纯氧化还原反应，腐蚀介质与金属表面的原子直接碰撞而形成腐蚀产物，化学腐蚀与工艺物料、操作温度、操作压力有着密不可分的联系。化工生产中的化学腐蚀较为常见，如金属材料的露点腐蚀、晶间腐蚀、高温氧化均属于这类腐蚀。
2.2.3电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生电化学作用而引起破坏。反应过程中阳极失去电子，阴极获得电子，这种电子的迁移形成电流通路，致使金属材料不断被腐蚀。电化学腐蚀在化工生产过程当中普遍存在，按其被破坏的形式分为全面腐蚀和局部腐蚀，其中局部腐蚀最为普遍。比如，锅炉内金属表面与铁垢之间存在电位差异，从而引起炉管局部腐蚀造成事故。需要注意的是，化学腐蚀与电化学腐蚀往往交替存在。
3化工机械设备的防腐措施应用
3.1化工机械设备设计、制造环节的防腐蚀措施
化工机械设备所存在的腐蚀问题除了与所承载的介质有关外，还与机械设备本身结构形式及构成材料有很大关系，所以在机械设备的设计环节便需要重点把控好防腐蚀管理。
结合设备将来所处运行环境情况，既要选择合理的材料组成，还要对机械设备的结构模式进行全方位考虑，同时尽量遵循制造过程中便于焊接操作，降低结构应力、避免焊接缺陷等的设计思路，采用合理的结构形式，杜绝或减少产生应力腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。同时针对难以避免腐蚀的结构和位置提出针对性的防腐蚀措施，从设计上保证机械设备具有较强的耐腐蚀性能。
3.2选择合适的设备材料
近年来，我国的化工行业防腐相关的设备材料的研究开发发展很快，在传统常用的化工设备材料的基础上开发出了许多性能优异的新型防腐材料，并应用于实际化工生产当中。比如，近年来发展很快的PE高分子材料制作的化工设备、管道，耐酸、耐碱性能好，与传统的钢衬PP材料相比，有着重量轻、造价低、施工简单等优点。再比如传统的904L、S31603等不锈钢材料在硫酸中耐蚀性能良好，但在高温硫酸中耐腐蚀能力明显下降，而通过不锈钢成分的改良，在基体金属中加入一定比例的能促进钝化的合金元素，可得到耐蚀性能更为优良的材料，如高硅不锈钢、zecor310M，可承受200℃高温硫酸的腐蚀。从化工生产的长远来看，提高或改善材料性能是解决化工机械设备抗腐蚀问题最根本、最有效的方式。可以说，化工行业防腐材料的技术发展直接影响着化工行业生产水平的发展和提升。
3.3涂刷防腐涂料
在化工机械设备上涂刷防腐涂料是防止设备腐蚀的一种重要方式。防腐涂料本身具有防腐性能，可以防止化学腐蚀、电化学腐蚀的发生。化工防腐涂料与常规防腐涂料的主要区别是在于其技术含量高，耐受各种化学腐蚀及抗高温能力较强。其技术来源于高耐树脂的合成、高效分散剂和流变助剂的应用、新型抗腐蚀抗渗颜料与填料的开和使用。
3.4衬防腐材料
用各种耐蚀材料做成覆盖层，可使金属设备与腐蚀介质完全隔离，防止设备的腐蚀与磨蚀，提高设备的耐蚀性、耐磨性、安全性，延长使用寿命。比如我们平时最常见的衬里，就是用耐蚀性能较好的的的金属或非金属材料对与腐蚀介质接触的机械设备表面进行包覆。衬里是一种综合利用不同材料的特性，根据不同的介质条件，在设备上选衬各种非金属材料如橡胶、塑料、玻璃钢、陶瓷等，对于温度、压力较高的场合，还可衬铅、不锈钢、铜、钛等具有耐蚀性能的金属。另外，近年来金属热喷镀工艺的广泛应用也为化工防腐开拓了一种高效、快捷的防腐形式。如镀锌、镀铝、镀锌铝合金等。
3.5电化学防腐
3.5.1阴极保护法
金属电化学腐蚀过程中，微型电池的阴极是接受电子产生还原反应的电极，阳极是失去电子发生氧化反应的电极，只有阳极才发生腐蚀，阴极保护法就是通过外加电流将需要保护的金属作为腐蚀电池的阴极（原电池正极）而不受腐蚀。阴极保护有两种：一种是强制电流阴极保护，另一种是牺牲阳极的阴极保护。阴极保护在应用上常与其它方法联合使用，比如阴极保护与外加缓蚀剂一起使用，可以解决单独使用缓蚀剂耗量大，效果差的缺点，也可以解决因为结构复杂，阴极保护效果不佳的缺点。
3.5.2阳极保护法
化工生产中大部分设备材料的金属都具有可钝化性能，这就为阳极保护的应用创造了必要条件，当从外部通入电流，金属设备电位随电流上升，达到致钝电位后，腐蚀电流急速下降，随着电位的上升，腐蚀电流不变，直到过钝区为止。利用这个原理，以要保护的设备作为阳极导入电流，使电位保持在钝化区的中段，建立并维持钝态，金属表面形成钝化膜，从而使金属腐蚀速率显著降低。阳极保护与缓蚀剂联合使用，大大提高防腐效率。如合成氨生产中加入硫氰酸钠，能降低临界电流密度，大大减少投资费用和运行成本，起得良好的经济效果。
结语
综上所述，化工机械设备由于腐蚀性介质作用，导致化工机械设备受到损坏。影响化工装置运行。采取合理的设计、研发应用新型材料以及各种防腐方法的组合应用能够使化工机械设备得到良好的抗腐蚀性能，延长机械设备使用寿命，保证化工生产装置安、稳、长、满、优运行。
参考文献
[1]李国顺.分析改进化工机械设备防腐能力的措施[J].化工管理，2015(11):19.
[2]王国庆.化工机械设备腐蚀原因及防腐措施[J].化工设计通讯，2020，46（06）：114-119.
[3]杨喆思.石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用的分析[J].化工管理，2018（21）：51-52.