一旦化工机械设备遭到腐蚀问题后, 此机械设备日常使用时需要的其他相关功能以及性能都会被破坏, 将会导致其使用寿命极速降低;另外, 化工机械设备本身的光滑度、色泽等各种物理性能都会被影响, 导致设备的外形受到影响进而影响到设备结构本身。严重的腐蚀会引起设备及管道的跑冒、滴、漏机会增加, 甚至如在危险介质情况下会引起设备爆炸, 给环境造成污染、人员造成伤亡等惨重状况。如果化工机械设备遭受腐蚀无法得到良好的解决, 将会使得化工企业的产品生产、成本控制、节约资源等各方面都会出现不良结果, 最终会给化工企业造成巨大的经济损失。
1. 化工机械设备产生腐蚀的原因以及主要类别
1.1 出现腐蚀的原因
对于化工机械设备, 常见三种因素导致腐蚀现象出现:
1.1.1 化工设备运行强度
因为化工设备一旦运行强度过大, 将会导致出现运行过程中所产生的震动而出现的腐蚀问题。另外在实际的工作中, 化工机械设备还会出现块状或点状的腐蚀、缝隙性的腐蚀等等。而且还可能因为电解质溶液、空气湿度、外界温度等因素使得化工机械设备出现腐蚀现象。
1.1.2 设备操作环境
化工机械设备出现腐蚀现象, 往往都是由外至内的, 工业环境中含有腐蚀性气体、湿度严重、高温等, 由于设备的外表部分长期与外界的各种因素接触, 在接触期间就会使得机械设备出现物理作用或产生化学反应, 使得机械设备出现腐蚀问题。
1.1.3 设备腐蚀的内在因素
设备的材质金属晶粒粗细、零部件的加工精度、设备的结构突变处等都会引起设备的内在腐蚀。设备的内部也会因为某些介质物质或者某种作用力导致机械设备出现腐蚀, 例如, 电解质、电极作用等。
1.2 腐蚀的主要类别
机械设备所具备的金属表面与其周围所充斥的类似硫化物等各种有害物质之间产生了化学反应, 那样就会生成新氧化物, 从而破坏了金属的结构。化学腐蚀大多都是在干燥且高温的环境下开展的, 这将会造成腐蚀介质和金属之间直接出现了化学反应, 即化学腐蚀。
化学腐蚀中最严重的就是氢腐蚀, 其亦是氢腐蚀分为两种, 分别为外来因素以及内在因素。外在因素指的是化工机械设备存放在易致氢的环境中使用时所吸收的氢;内在因素则是指在电镀、酸洗、焊接等机械制造过程中所吸收的氢。
2. 加强化工机械设备的防腐能力的途径
目前对于化工机械设备的防腐能力的相关措施分为以下三种, 设计方案改进、合理选择材料、科学处理金属。
2.1 设计方案改进
2.1.1 工艺以及结构的防腐设计
化工机械设备的防腐能力与其本身的结构也有着一定的关系, 一旦设备的结构太复杂或者其整体的形状存在不合理之处, 可能会造成设备出现表面涂层被破坏、积尘、积液等问题。所以在对化工机械设备进行工艺以及结构设计时, 需要对其是否具备良好的防腐能力进行考量。对于其有关的防腐设计需要注意以下几点:第一, 整体的形状设计需要避免复杂, 同时整个机械设备需要尽可能采用同种材料, 严禁材料的种类过于繁杂;第二, 设备的构造需要确保缝隙少, 这样可以防止表面造成划痕, 同时也能方便之后的清洗以及维护工作;第三, 工作人员开展焊接的时候, 要尽可能将内应力进行消除或者降低, 应力集中, 从而减少焊接出现的缺陷;第四, 在涂防锈层需要使用防腐材料, 对于焊接点需要着重进行涂刷;第五, 需要科学合理地处理构件的连接处, 以防缝隙之间产生腐蚀。
2.1.2 强度方面的防腐设计
因为在化工企业中用机械设备的环境存在着大量的腐蚀性较强的介质, 为此需要对化工机械设备本身的强度提出更多的要求。在设计化工机械设备的强度时, 不但需要满足其常规运行所要求的强度, 同时应预留适当的腐蚀余量, 这样能够对日后运行时出现的腐蚀而产生的损坏能够有所适应, 这个设计余量应该为设备设计中寿命内会产生的腐蚀深度的两倍以上。
2.2 合理选择材料
目前, 进行机械设备制造的都是使用碳素钢作为主要材料, 主要原因是此材料成本较低, 同时加工方面的工艺技术也较为简单。可是在化工企业的生产过程中, 机械设备也长时间处于有着腐蚀性较高的环境中, 可是这些碳素钢不具备强力的防腐能力, 易遭受到腐蚀问题。即使在它表面涂抹一些防腐材料, 如果其表面产生划痕, 也会出现电化学腐蚀, 这样反而将会导致设备出现更快的腐蚀速度, 使得化工机械设备的使用寿命有所影响。
对于化工企业中高腐蚀性的生产条件, 建议使用耐腐蚀钢作为机械设备的原材料。虽然这些耐腐蚀钢的价格比碳素钢要贵, 但是其容易维护、使用寿命也较长, 整体的效果以及性价比远超过碳素钢。
2.3 金属表面处理
此方法有效针对金属表面的问题, 从而容易改善腐蚀的环境。目前对于金属表面所采用的方法有防腐涂料法
2.3.1 防腐涂料法
对于化工机械设备提升防腐能力的重要方法之一, 就是使用防腐涂料法, 其有着以下几种作用:第一, 具备良好的屏蔽作用;第二, 有着缓解腐蚀作用;第三, 阴极保护作用。
因为成膜物质不一样, 如今常见的防腐蚀材料有以下几种类别:第一, 油脂材料, 油脂材料是使用干性油作为成膜物的涂料, 它具备着涂刷性好、易生产、良好的润湿性、价格低廉等优点, 可是其缺点也很明显, 性质软、干燥缓慢、机械性较差、较差的耐水性;第二, 生漆材料, 其有着不错的附着力、光泽好、漆膜坚韧, 其对于水以及土壤也有着抵抗力, 可是其有毒性, 会造成工作人员的皮肤出现过敏现象;第三, 酚醛树脂涂料, 其抗腐性较好, 但是其不具备较好的实用性, 但可以使用桐油与其进行炼制, 成改良后的磁漆, 有着较好的漆膜且成本低;第四, 环氧树脂涂料, 其有固化剂以及环氧树脂这两种部分开展, 其有着不错的附着力, 以及良好的抵抗性, 但是抗老化性能却不高, 使用寿命短暂。
2.4 氢腐蚀的处理法
作为化工机械设备中最显著的腐蚀问题, 需要从应力、结构设计、材料以及工作环境进行抑制氢腐蚀。
2.4.1 材料抑制
为了避免机械设备在制造的过程中, 因为材料本身而导致机械设备出现氢腐蚀, 所以需要选择对于氢脆不敏感的材料, 例如含有、的合金钢;抗氢蚀钢则可以采用含有、W、V、、等的合金钢, 抗氢蚀钢中的、可以形成稳定的碳化物, 这样将会降低碳和氢相互结合形成甲烷等气体的可能性。
2.4.2 环境抑制
因为周围环境中含有硫化氢、含磷离子、氰化物等元素, 而这些有害元素介质则将放氢反应阻止, 导致出现了氢鼓包产生。为此, 需要将这些有害介质消除, 如果不能消除有害介质, 则可以使用镇静钢, 因为其空穴较少;使用奥氏体不锈钢, 因为其氢渗透较低;使用橡胶衬里、玻璃钢衬里;塑料保护层、镍衬里等;还可以使用缓蚀剂。
2.4.3 应力抑制
将拉伸应力降低, 并且降低应力腐蚀断裂敏感性, 有效避免氢脆叠加以及应力腐蚀。比如奥氏体不锈钢焊件、冷加工黄铜件, 退火处理均抑制应力避免腐蚀断裂。而滚压、喷丸等其他可抑制压应力的技术, 也可起到防止腐蚀的效果。
3 结语
化工行业中的机械设备被频繁使用, 也有着广泛的使用范围, 所以需要吸取经验, 从表面维护、设计、选材等各方面不断进行改良, 同时防腐性还需要提高, 这样能够使得机械设备的使用寿命以及安全性有所提升, 这样能够有效地降低化工企业的成本、加快生产, 使得国内的化工企业走上可持续性发展的道路。
摘要：对于化工企业而言, 确保其能够正常生产的重要生产设备就是化工机械。化工机械设备是否具备良好的质量, 其将会对化工企业的日常运行产生重大影响。随着时代的进步, 人们对于化工机械设备如今最常见的防腐问题产生了相关的思考以及关注。不断研发新的防腐科技, 延长化工机械的整体使用年限, 提高化工机械设备所具备的防腐能力, 是现在所有化工企业所需要解决的重要问题之一。本文就腐蚀化工机械设备的几大原因以及防腐途径开展讨论与分析。
关键词：防腐能力,化工机械设备,加强途径
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