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化工机械设备的防腐设计及防腐措施朱雪娇

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：朱雪娇高腾

[导读] 摘要：相较于其他类型设备，化工设备具有零部件复杂及运转作业周期漫长等特点，而忽略其防腐防护环节则可能埋下生产安全隐患，严重威胁企业职工及周围人民群众的生命财产安全，造成不可预估的损失。

        承德中滦煤化工有限公司河北省 067000
        摘要：相较于其他类型设备，化工设备具有零部件复杂及运转作业周期漫长等特点，而忽略其防腐防护环节则可能埋下生产安全隐患，严重威胁企业职工及周围人民群众的生命财产安全，造成不可预估的损失。同时，受化工设备自身特殊性的影响，即设备紧密型要求较高，往往集中排放有毒有害气体，不可避免出现设备腐蚀的问题，例如：轻者腐蚀问题会破坏设备外在美观性，重者腐蚀问题则缩短设备使用年限，导致爆炸事故，影响企业正常生产。
        关键词：化工设备；防腐设计；防护措施
        引言
        化工设备防腐设计的目的是保证设备使用的安全性，延长设备使用寿命，降低企业资金成本损耗，保证化工生产作业的安全、稳定、高效。但随着化工生产复杂性的提升，社会对化工设备防腐要求也不断加大，故而设计人员就有必要结合实际情况，做好设备防腐处理，以提高企业生产的安全性。
        1、化工设备腐蚀问题产生的原因
        化工设备生产作业期间不可避免需要接触各种有毒有害物质，而受物理或化学作用的影响极易出现设备自身过度消耗的情况，以至于引发腐蚀问题。通常情况下，绝大多数化工设备普遍由金属材料制作而成，存在被氧化或被腐蚀的可能性，尤其是化工生产期间所使用的溶液自身具有浓度高且腐蚀性强，大大增加化工设备的腐蚀风险，例如：具体生产期间化工设备外壳腐蚀现象相对严重。即便化工设备外壳腐蚀现象短期内不影响企业正常生产，但是存在扩大腐蚀范围及波及内部零部件的可能性，一旦内部零部件出现腐蚀情况则直接影响设备生产安全性，甚至大大加快其腐蚀速度，不利于企业长远发展。外在因素是造成化工设备出现腐蚀现象的重要原因。与其他类型设备相比，化工设备往往遭受两种外界因素侵扰出现腐蚀情况，例如：以环境因素为例，具体生产期间化工设备不可避免需要接触酸碱等腐蚀性物质，而化工设备长期接触腐蚀性物质则大大增加其腐蚀发生风险，甚至加剧腐蚀现状；以内部气态或液态物质流动速度为例，其流动速度越快设备所遭受的腐蚀性强度越大，以至于缩短化工设备的使用年限。同时，有研究资料显示，化工设备所接触的有害物质类型相对丰富，包括氢氧化物、二氧化碳及硫化物等，并且生产环境中高温潮湿等因素能加剧有害物质与设备金属发生物理化学反应，以至于出现腐蚀情况。
        2、化工设备防腐设计
        2.1防腐材料的科学选用
        针对化工设备防腐材料的选择，防腐率的确定可采用以下方式：取一定面积的材料放到与设备运行环境相符的条件下，静止一段时间后，取出试验材料，清洗干净进行称重，获取质量参数，利用所得参数计算单位时间内的损失率，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进行判断。
        2.2消除死角和缝隙
        死角和缝隙的产生为腐蚀液体提供了良好的存储空间，虽然化工生产中，外部溶液对金属材料的腐蚀率不高，但如果出现死角和缝隙，外部溶液会长时间不间断的堆积在该位置内，导致溶液的酸碱值发生变化，造成腐蚀。同时这两个部位一般在设备中部，不容易被发现或直接被忽略，所以存在的腐蚀问题不会得到快速解决。随着时间推移，设备会直接出现破裂或穿孔情况，所以在防腐设计中要清除掉死角和缝隙。
        2.3控制或消除应力
        部分化工设备在运转中除要承受外界荷载压力外，还要承受一定的应力变化。而应力变化加上环境作用就很容易造成腐蚀现象，这种腐蚀现象较为轻微，但较为突然且无迹可寻，因为工作人员难以及时发现，所以就会导致腐蚀问题堆积，最终发生严重事故。因应力导致的腐蚀问题一般会出现在不锈钢设备及其部件上。

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        2.4覆盖涂层设计
        化工设备防腐中的覆盖涂层分为金属防腐涂层和非金属防腐涂层两种。前者的发展时间长，应用较为广泛。主要是由树脂材料、橡胶材料与一定比例溶液混合形成的防腐涂层，可直接覆盖在金属材料表面，操作简单，成本低廉。但防腐性能在中下等，对于强腐蚀环境并不适用。后者近几年也得到快速的发展和广泛应用，尤其是在化工生产领域，考虑到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也具有非金属材料的耐腐蚀性能。
        3、化工设备的防腐措施
        3.1对化工机械设备结构进行优化
        不合理的机械机构容易产生应力集中的情况，这种应力集中会导致零件的表面受到影响，容易产生腐蚀的情况。在不同壁厚的板材焊接时，应该避免让焊缝设计在断面厚度变化的位置，从而可以保障整体强度。工程构建应该尽可能地使用螺栓，螺栓还应做好密封工作，从而可以有效地避免腐蚀环境对其强度的影响。在接管的设计时应该加大容器内伸长度，从而可以避免出现溶液在容器内壁流动的情况，减少介质结垢或者腐蚀的情况。
        3.2电化学和物理防腐蚀方法介绍
        当机械设备在溶液当中工作时，比较容易产生电化学反应，要想有效保护金属机械设备，避免金属机械设备受到腐蚀的影响，可以使用外接电源的方式控制电化学反应的出现，从而使化学机械设备的防腐蚀性能提高。这种方法主要应用了电化学的原理，通过对阳极和阴极氧化反应和还原反应的控制，使腐蚀的危害有效降低，但是这种方法不能从根源解决腐蚀的问题，只能使腐蚀的程度降低。物理防腐蚀的方法应用成本比较低，主要对化工机械设备采取一定的物理措施进行防护即可，主要可以在设备表面涂惰性金属进行防护，使金属的防腐能力有效提高。
        3.3完善设备工艺
        技术的发展进步使得化工设备在生产加工的过程中所采用的工艺流程更加多样化、复杂化，在这一过程中进行腐蚀风险的规避也会较为复杂困难。一般情况下，最为有效的途径是控制设备生产加工的环境，降低环境中的潮湿程度以及温度，往往可以提高设备的防腐能力。常温干燥的环境下，水分子能够带来的不良影响会被大大的降低，所以在条件允许的情况下，在室内可以将具备干燥冷却空气的设备放置在生产空间内，使空气中的水分和温度得到有效的控制，减缓设备腐蚀的速度。
        3.4丰富处理手段
        由于表面涂层是最为常见的化工设备防腐手段，客观上要求相关技术人员尽量选择质地优良且价格公道的涂料，完全隔绝腐蚀介质及金属物质，尤其是死角及转弯处进行仔细涂抹，从根源上认识到涂层无法彻底改变化工设备的强度及结构，仅具备隔离隔绝的作用，并且挑选涂料时综合考虑化工设备的物理性质及化学性质，不得脱离化工企业车间内部环境及地区气候条件等因素的影响。同时，按方法类型，电化学控制可划分为牺牲阳极及外加电流2种方法。其中，外加电流指将化工设备接于电源负极且废钢废铁接于电源正极，以至于形成牺牲阳极保护化工设备金属材料。
        结束语
        本文对化工设备防腐设计的分析与说明，可以为相关从业人员提供一些帮助，并在日后工作中，不断加大防腐重视力度，结合材料、环境等多方面因素综合考量，提高防腐能力，延长化工设备的使用寿命，确保化工生产的安全性与可靠性
        参考文献：
        [1]宋娜娜.基于化工设备设计防腐相关问题探讨[J].当代化工研究，2018(09):155.
        [2]林皖兵，姚俊.化工设备设计中防腐性要点分析[J].中国化工贸易，2019,11(23):21.
        [3]吴多鹏.化工设备设计中的防腐蚀问题研究[J].建筑工程技术与设计，2018(22):5489.