一旦机械设备受到腐蚀, 不但影响其色泽与光滑度等物理方面性能, 造成设备的外观损伤, 此外, 还会导致设备运行的过程中其他性能遭到损害, 使得设备的使用性能受到严重的影响。
1 化工机械腐蚀的种类及原因
1.1 化工机械腐蚀的种类
1.1.1 化工机械设备局部腐蚀
在化工机械设备的腐蚀中, 局部腐蚀是最常见的腐蚀类型。此种类型的腐蚀主要的特征为在机械设备的金属部分部位, 腐蚀现象较为严重, 其他部位的腐蚀程度相对轻微或者未受到腐蚀。
1.1.2 化工机械设备均衡腐蚀
所谓均衡腐蚀, 即均匀腐蚀, 在化工机械设备中十分常见, 可用线性函数以表达金属腐蚀的速率。此种腐蚀一般出现在常年浸泡于相关溶液的金属中, 或是金属所处环境中具有某种均匀的腐蚀性气体。
1.2 导致化工机械设备遭到腐蚀的具体原因
1.2.1 内在原因
(1) 金属防腐能力弱。在化工机械设备中, 最主要的元件既是金属构件, 因此设备中金属的防腐能力直接影响机械设备的整体防腐能力。一般情况下, 金属的内部晶粒密度越大, 则其组合而成的设备抗腐蚀能力越差;反之则越强。 (2) 溶液差异。对化工机械设备而言, 其生产的产品不同, 在实际工作中接触的溶液也具有一定的差异。在这些溶液中, 部分溶液对于金属构件具有较强的腐蚀性, 而部分溶液的腐蚀性相对较弱, 导致即便机械设备的型号相同, 其受到腐蚀几率也存在一定的差异 (。3) 机械零件的表面粗糙程度。在实际化工生产中, 一定数量设备腐蚀均是从零件位置的腐蚀开始的。对于机械零件而言, 其表面的粗糙程度决定着其发生腐蚀的原因, 很大一部分零件产生腐蚀的原因均是由于表面粗糙程度不够。 (4) 不合理的结构设计。若使用的化工机械设备其结构设计不合理, 则会导致液体、尘土等发生堆积, 使得设备的应力过大, 最终造成局部位置出现腐蚀。
1.2.2 外在原因
(1) 腐蚀性液体、气体的影响。众所周知, 化工企业生产具备很强的特殊性, 因此在机械设备的工作过程中无法避免与部分碱性或酸性类的物质发生接触, 此类物质通常均具备很强的腐蚀性能, 若设备表面长期与之接触, 或其残留于设备的部分关键部位未得到及时清理, 则会导致即便机械设备进行过防腐处理, 最终也会受到腐蚀影响。 (2) 气体、液体流动的速度。根据相关工作实践, 在化工机械设备的工作过程中, 其所接触的腐蚀性气体、液体流动的速度也会造成设备产生腐蚀。通常情况下, 具备腐蚀性的气体、液体流动的速度越快, 则化工机械设备遭受腐蚀的程度越高, 腐蚀效率越大;反之, 若流动的速度较为缓慢甚至完全静止, 则即便其与机械设备之间存在接触, 腐蚀的速度也会有所减慢。 (3) 设备管理维护不当。对于出现金属构件锈蚀的设备未及时发现并作出相关处理, 使得化工机械设备的腐蚀程度加重, 最终酿成严重的后果。
2 化工机械设备腐蚀机理研究
2.1 电化学腐蚀
一般来说, 化工机械设备是有多个金属构件组合而成的, 而金属和空气中存在可导电的离子可能会产生一定的电化学反应, 导致金属构件受到破坏, 最终使得整个化工机械设备性能受到一定程度的影响。按照金属电化学反应的相关机理, 电化学反应的过程主要由阳极反应与阴极反应而组成。阳极反应指的是金属由于释放电子从而演变成阳离子, 同时阳离子渗透至介质中的过程;阴极反应则指的是与氧化剂类似的阴极由于接收到来源于金属释放出的电子最终被还原的过程。由于该过程中产生的所有电流均会在阴极中产生自耗反应, 导致机械设备的腐蚀反应不断地持续, 设备的腐蚀效率进一步提高。一般来说, 化学腐属于均匀腐蚀, 而电化学腐蚀不同, 一旦发生电化学腐蚀, 由于金属的表面各位置温度与介质浓度不同, 通常呈现为局部腐蚀。而这种局部腐蚀位置难以确定, 若无法做好控制工作, 就可能导致局部严重腐蚀最终破坏, 使得设备的整体工作性能与质量有所下降。
2.2 工业大气中腐蚀
在工业大气中, 化学机械设备腐蚀一般是由化学腐蚀与电化学腐蚀互相共同作用。前者一般指的是处于高温的环境下设备的金属构件与氧气发生化学反应, 例如铁吸氧腐蚀;而后者则指的是在潮湿的环境下产生氧化还原反应 (如图1所示) , 如化工机械设备中的材料Fe, 发生正极反应为Fe-2e=Fe2+, 负极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-, 其次正、负极各自生成阴、阳离子, 在空气中的O2作用下最终Fe (OH) 3, 造成化工机械设备受到锈蚀。
3 化工机械设备的防腐措施分析
3.1 选择较好的化工机械制造材料
一旦化工机械设备遭到腐蚀, 则会造成设备不能继续使用, 这样不仅会导致大量的资源浪费, 同时还会在一定程度上产生污染。所以, 在机械设备制造的过程中, 要合理进行材料的选择, 例如, 部分设备能够采用使用塑料进行且不影响其使用, 同时不会造成环境污染, 则可采用塑料材料代替金属制造。此外, 在金属制造的设备使用的过程中, 需要对金属设备的实际使用年限进行分析考虑, 其次考虑机械设备的实际工作环境, 结合以上分析结果以选择设备制造所用的金属材料, 原则上, 一般的机械设备制造均是优先考虑设备制造的综合经济价值, 为了更好的实现可持续发展, 考虑以上因素后, 还需考虑采取一定的措施以延长设备使用的寿命。
3.2采取化学方法以预防腐蚀
一般情况下, 化工机械设备工作的环境分为两种:其一, 液体环境。在液体的环境下, 金属设备的腐蚀预防措施通常采用外加电源的方法以预防腐蚀, 该方法是采用电化学的原理以预防腐蚀, 方法为将电源负极接至金属的设备上。在实际的操作过程中需要具体分析, 一般与金属的接触端采用惰性金属, 此外采用外接电源阴极保护法。然而, 对于部分原本存在电源正极的金属, 为减少损失可采取更换为碳棒/惰性金属的方式, 均能够降低金属腐蚀的程度, 但是该方法“治标不治本”。此外, 还可采用原电池的方法进行金属保护, 此中保护方法常见于使大型化工设备以及船只的防腐蚀保护中, 通常是在设备接触溶液部位绑上活泼性强的金属, 以形成液体环境的原电池, 从而有效减少外界腐蚀。其二, 气体环境。部分气体环境并不会腐蚀设备, 但若处于酸性/碱性的环境下, 则会对设备产生较大影响, 一般采用物理预防措施。
3.3采取物理方法以预防腐蚀
采用给物理方法进行化工机械设备的预防腐蚀, 其与化学方法预防腐蚀相比成本较低, 一般物理预防措施是在金属设备上镀惰性金属, 从而在一定程度上预防设备腐蚀。采取物理方法以预防腐蚀, 经济合理, 在实际的应用过程中具有很好的效果, 因此使用十分广泛。
4 结语
综上所述, 对于化工行业的机械设备而言, 腐蚀问题的处理是一个漫长的过程, 因此导致管理人员出现思想放松, 继而产生侥幸心理。在实际工作中, 需考虑腐蚀破坏的严重性, 一定要重视化工机械设备的腐蚀预防措施, 一方面需从设备的角度入手, 以强化机械设备防腐的能力;另一方面还需从管理制度方面入手, 加强管理者与操作者安全的意识。
摘要：对于化工机械设备而言, 一旦遭到腐蚀, 便会不同程度上导致其性能受到影响。本文将分析化工机械腐蚀的种类及原因, 研究其腐蚀机理, 并探讨具体防腐措施。
关键词：化工,机械设备,腐蚀,原因,防腐
参考文献
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