化工机械设备的腐蚀问题日益受到人们的关注,只有做好防腐工作,才能真正保证化工机械设备的工作性能,对于化工材料的研究也是备受重视,下面就是通过对机械设备的一些材料以及腐蚀机理的深入研究,从而探寻加强化工机械设备防腐能力的途径。
化工机械设备大都是各种金属材料制成的,金属本身的特性如金相组织结构、所含金属成分不同等,在不同的操作介质及操作温度下发生锈蚀、开裂等现象,这是其根本原因。其次在大自然中,由于环境的温度、空气潮湿度或者空气中充斥着的某种气体,又或是碰到了化学工业中的一些化学物质,像二氧化碳、氢氧化物等等酸性或碱性的物质,都会造成金属物质的腐蚀现象。无论从物理条件上还是化学条件上,这些内在和外在的影响因素所引起金属腐蚀对机械设备的损害非常大,缩短化工设备的使用寿命。
(1)对于化工设备的腐蚀来说,由于其腐蚀现象的发生原理不同,分类自然不同,一般分为两种:一种叫做电化学腐蚀,一种叫做化学腐蚀。电化学腐蚀就是说,化工机械设备长期处在那种比较潮湿的环境中,从而出现了一种氧化反应,在电解质的作用下电解溶液浸泡金属表层,从而产生电极,导致的一种腐蚀现象;化学腐蚀就是化工机械设备在高温而且比较干燥的环境下接触到了周围的某种化学物质并与其发生了化学反应,导致金属物质发生变质,遭到破坏,从而导致了机械设备的腐蚀现象。
(2)还有一种分类方法是按照腐蚀的表面现象进行的分类,有高温氧化腐蚀、海洋大气造成的腐蚀还有工业气体造成的腐蚀,设备劳损造成的腐蚀等等。
电化学反应,有阴阳两极的存在,阴极发生离子间的还原反应,阳极则发生氧化反应,阴极和阳极之间会有离子介质的流动,阴极不断吸收阳极发出的电子来发生它的还原反应,这就产生了电化学现象,然而,金属表面和电解溶液的这种电化学反应,并不会对外释放电流,只在内部的阴极消耗,于是便对金属产生了很大程度上的腐蚀作用。
工业生产会排出很多污染环境的气体,比如说二氧化硫,还是一种有毒气体,二氧化碳以及氢氧化物等挥发性都比较强,非常容易造成金属的腐蚀,尤其是在潮湿度比较高的环境里,二氧化硫气体遇到水会产生酸性化学物,对金属的腐蚀作用特别厉害,而工业污染产生的酸性气体有很多类种,自然而然就对化工机械设备造成了强烈的腐蚀现象。
碳素钢是化工机械设备中最常见的一种原材料,大多设备都是由这种材料构成的,碳素钢不但便宜而且还很好加工,所以这种材料很普遍,但是在恶劣的化工环境下,大量的腐蚀物质充斥在这种钢材的周围,就会对其造成很严重的腐蚀现象,而通常情况下,企业会给这些钢材表面涂上防止生锈的漆,但是这种漆一旦脱落,就会造成进一步的更强的腐蚀作用,于是,我们必须要根据生产设备的不同用处,采用不同的金属材料,以提高设备的防腐蚀性能,如加氢反应器宜使用抗氢钢,尽量避免氢致裂纹造成的危害,这样才能有效的避免设备遭遇腐蚀,降低化工机械设备的腐蚀程度,延长了这些机械设备的使用寿命。
化工机械设备除了功能要求外,还要考虑很多细节的设计,必须要做到形状合理。太过于繁琐的结构设计会导致机械应力,容易积灰尘,积液,金属表面防锈漆不好涂全等等各种易腐蚀现象的产生,造成机械设备某些局部上的结构早早就开始遭受腐蚀,导致设备受损,因此,对化工设备的结构设计必须要做到最优化。
(1)设备的结构设计一定要做到最简单化,避免繁琐的形状设计,而且构件制作要选用同一种原材料。
(2)尽量减小缝隙,制造、装配合理。
(3)焊接材料与主体设备材质匹配,焊接设备时也要注意避免应力过于集中的现象出现,做到焊接最优化。
(4)金属表面涂防锈漆,选择优质的防锈漆,注意每个部位都要涂抹到,尤其是焊缝处。
(1)设备存放的环境要注意腐蚀性物质的清除,具体方法如:(1)要注意存放环境的除湿、除潮,尽量做到设备的金属表面能经常保持在适当的湿度环境里,输送易挥发气体时,要做好脱水处理;(2)在水中添加亚硫酸钠等脱氧剂,或者用机械脱除气体法减少水中氧气的含量,防止碳钢材料受到腐蚀;(3)在化工生产过程中,难免会产生腐蚀性气体,因此一定要做好脱除有害气体的准备工作。
(2)还可以在环境中适当的添加符合标准的防腐剂,添加适当量的防腐剂,可以对金属表面形成一层保护膜,有效的降低金属表面与腐蚀性物质直接接触的几率,从而有效的控制了金属表面的腐蚀速度,降低了机械设备受到腐蚀的损伤,但是在使用防腐剂时,一定注意添加的量,浓度要掌握好;还可以添加一些钝化剂,像不锈钢和钛合金材质,对于强酸类的化学物质抵抗力比较强,耐腐蚀度比较高,可以添加一些氧气等氧化剂,来降低腐蚀程度;还有一种叫中和剂,就是将腐蚀性化学物比如浓硫酸等中和掉,像氢氧化钠就是常用的中和剂,但是要注意中和剂的浓度,避免过碱造成的材料损伤。
(1)金属表面涂防锈漆。常用的防腐方法就是在设备的金属表面上涂上防腐蚀性强的防锈漆等物质,像聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂等等都可以起到隔绝外界腐蚀性物质的作用,在涂漆的过程中,还要注意对漆材料的各方面性能严格考核,选用高标准的漆料,同时还要非常注重设备的材质以及涂漆的实施环境等等。
(2)金属表面再覆盖一层金属:(1)在金属表面再焊接一层防腐蚀性能强的金属材料,或者直接将防腐蚀性能强的金属材料与母材进行锻造熔合或是压延在一起,当作设备的材料使用,增强设备的防腐蚀性,延长设备的使用周期,但这种方法对两种材料的选择,焊接以及加工等各方面的工艺要求非常严格,以避免不良后果产生;(2)利用喷镀或者均匀镀铅的方法来镀上一层电位比设备材料电位低的金属材料,从而让这种材料代替设备材料来进行电化学作用,也就是替代设备进行腐蚀,但是这种方法的防腐性比较低,所以在日常防腐手段中并不常用。
(3)对于防腐材料的选择和使用都要进行严格的审核,按照一定的标准严格使用和操作,必须要考虑到这些防腐材料的附着性、耐高温性、耐水气性能以及在设备表面上还应该具有的机械性能等等,严格考核这些材料的防腐蚀性,热稳定性能,从而大大的降低机械设备的腐蚀速度,保护好机械设备的金属表层,进一步的保护机械设备不受腐蚀,延长机械设备的使用周期。
在化工生产中,难免会产生一些不利于设备生存的腐蚀性气体或溶液,对机械设备的使用寿命造成严重的威胁,再加上化工企业的自然环境,难免会对机械设备造成腐蚀,因此,必须要研究腐蚀的机理及原因,不断研发新型防腐材料,开发并选用耐腐蚀且稳定性能好的设备材料等,探寻防止化工机械设备遭受腐蚀的新方法,改进防腐蚀的措施以及其实施过程,努力寻找加强机械化工防腐蚀能力的新途径,从而加强机械化工设备的防腐蚀能力,延长化工设备的使用寿命,保证化工生产的稳定和安全性。
摘要：化工机械设备是化工生产过程中必不可缺的重要生产设备。保证化工机械设备的技术性能,防腐工作乃是重中之重的工作。提高设备的防腐能力可以适当延长设备的使用年限,降低生产成本。本文,就从化工机械设备的受腐蚀原因、发生腐蚀的机械原理以及对这些腐蚀问题,我们可以采取的一些防腐措施,加强化工机械设备的防腐能力。
关键词：化工机械设备,腐蚀原因,防腐措施,防腐能力
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