关于如何提升化工机械防腐能力的分析

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1、关于如何提升化工机械防腐能力的分析 关于如何提升化工机械防腐能力的分析 摘 要：化工行业是我国国民经济中一个重要的行业，不仅关系到我国国民经济的快速发展，也关系到人们生活的正常保障供给。机械设备在化工行业中有着广泛的应用，可以说化工行业离不开机械设备。大部分的机械设备在工作的环境中，由于环境的因素以及使用过程的原因会产生腐蚀的现象。机械设备的腐蚀不仅会造成资源的浪费，也会影响到正常的生产和运行。所以，做好机械设备的防腐是工厂安全稳定运行的保证，也是整个行业和国民经济发展的重要支撑。本文就化工机械设备的腐蚀现象以及相应的防腐措施进行探讨和研究。 关键词：化工机械；防腐；措施 中图分类号：TL75

2、文献标识码： A 一、腐蚀的条件和种类 1、腐蚀的条件 金属本身的组成和结构是锈蚀的根据，外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。在一些工业企业尤其化工企业的环境介质中，含有大量的SO、CO、HS、氢氧化物、盐雾、硫化物、卤化物等有害物质，有些环境还伴有高温和潮湿等，在这些因素的综合影响下，金属便与这些有害物质发生物理、化学反应，形成腐蚀。 2、腐蚀的种类 (1)按腐蚀产生的机理分类。（a）化学腐蚀。金属表面与其周围的介质发生化学反应，生成一种新的物质（氧化物），从而使金属受到破坏的现象。这类腐蚀主要以高温干燥环境下的金属与腐蚀介质直接发生反应的形式发生。（b）电

3、化学腐蚀。金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应，这类腐蚀主要发生在潮湿环境下。 (2)按腐蚀产生的原因及表象分类。按腐蚀产业的原因及表象可分为：高温氧化腐蚀、剥层腐蚀、点状腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀、电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、振动磨损腐蚀、工业大气腐蚀、海洋大气腐蚀等。对化工行业来说，机械设备的腐蚀以电化学腐蚀、焊接应力腐蚀、缝隙腐蚀及疲劳腐蚀为主，特别是电化学腐蚀最为严重，多种腐蚀的结果最终均导致电化学腐蚀。 二、化工机械腐蚀的原因与机理 1、腐蚀的产生原因 金属之所以会发生腐蚀现象其原因去内部结构和组成方式，当与外界相关因素发生了接触时

4、产生的物质变化，诸如所处环境的温度、湿度、雨水等。在一些工业企业尤其化工企业的环境介质中，含有大量的SO2，CO2，H2S，氢氧化物、盐雾、硫化物、卤化物等有害物质，有些金属所在的环境不仅存在潮湿的空气更伴随着高温，在此类外界因素共同作用，金属就会与之发生相应的化学反应导致自身腐蚀的发生。 2、腐蚀产生的机理 金属发生腐蚀的机理分为，电化学腐蚀和工业大气腐蚀机理，其产生的原理有所差异，主要如下： 其一，电化学腐蚀机理指的是金属表面与离子导电介质发生电化学作用而产生的破坏。通过电化学机理而产生的腐蚀，其反应内部至少分别含有一个阳极反应与阴极反应，且通过介质中的离子流与流过金属内部的电子流相互联系

5、。所谓阳极反应是指阳极氧化过程，由金属离子转移至介质中释放电子的一个过程；阴极反应指的是还原过程也即介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子的过程。碳钢在酸中腐蚀时，在阳极区Fe被氧化为Fe2+离子，所放出的电子自阳极（Fe）流至钢中的阴极（FeC）上，被离予吸收而还原成氢气，其反应式为：Fe+2H+Fe2+H2。这种电化学腐蚀机理实质上是一个在金属内部形成的短路原电池，即电子回路短接，电流不对外做功，电子自耗于腐蚀电池内阴极的还原反应中。从中可以得出，金属阳极的离子化进程一旦被加速，金属的腐蚀速度同样被提速。 其二，工业大气腐蚀机理指的是在特定的环境中，金属与空气重的腐蚀性介质发生反应进而导致金属

6、的破坏。此类腐蚀主要发生受到工业污染较为严重的区域，导致空气重含有高浓度的SO2、CO2、H2S等腐蚀性介质在潮湿环境下与水分子发生反应形成机酸，导致器械的腐蚀与损坏。 根据以上分析，不论是电化学腐蚀还是化学腐蚀都是金属内部的原子被氧化的过程，其区别在于后者是金属自身与所处环境中的介质在高温条件下发生的化学反应，而前者则是发生在潮湿的环境中，形成的腐蚀微电池。 三、提高化工机械防腐能力的措施 1、加强对设备材料的选择。 同样的设备，同样的环境，构成原材料的不同，对腐蚀的抵抗性也就不同。一般的机械设备都是采用普通的碳素结构钢，这种材料价格低廉，来源广阔，更容易进行加工。碳素钢的主要元素是碳、铁，

7、基本不含有合金，在普通的环境中腐蚀性并不大，但是在化工行业的运行环境中，面对含有各种酸碱盐介质，腐蚀性能就相对较低，很容易受到腐蚀。以最为常用的Q235钢为例，这种材料在高浓度的化学介质中，被腐蚀的速度非常快，因此在进行选择设备的时候尽量不要选择这种结构材料的设备。应该选用耐腐蚀的钢材制成的设备，如用：16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金钢为制造基材的设备。这种设备虽然价格较高，但是它的使用寿命是采用普通碳素钢建成的设备的2-3倍，性价比还是很合算的。 2、结构与工艺的防腐设计。 当机械设备的形状设计过于复杂时，便很可能引起一些缺陷，如积尘、积液以及设备应力过大等等，这样便容易造成机械

8、设备的局部位置出现腐蚀现象，为了尽可能避免这种情况的发生，应当在进行设备结构设计时，综合考虑抗腐蚀性，并满足以下要求： （1）设备构件的形状越简单越好，所有构件应尽可能采用相同的金属材料，并减少构件当中的缝隙； （2）必须选择优质的防锈漆，以确保腐蚀介质能够与设备构件完全隔离。需要特别注意的是在对设备焊缝进行涂漆时，结构的合理性将会直接影响涂漆质量，也就是说只有最为合理的结构形式，才能保证涂漆达到理想中的防腐效果； （3）应当避免一些残余的水分滞留在机械设备上的情况发生，即设计过程中要尽可能避免向上的容器状凹处，若是必须采取这样的设计，应设置排水孔； （4）应防止对机械设备焊接时出现应力集中的

9、情况，焊接工艺要合理，尽可能做到连续不间断地焊接。同时还要避免焊接质量缺陷的发生，如焊瘤、咬边等等，一旦形成这样的焊接质量缺陷便有可能导致该位置成为新的腐蚀点，进而引起严重的腐蚀现象； （5）为避免缝隙腐蚀的情况发生，应当对构件连接处的缝隙进行合理处理，如在对接和搭接时，应采用双面连续对接焊，并确保焊接质量，这样有利于防止缝隙腐蚀的现象发生。 3、采用电化学方法控制腐蚀 （1）牺牲阳极保护法 该方法是采用电极电势比被保护的金属更低的金属作为电池中的阳极，固定在被保护的金属上，从而被保护金属作为阴极得到保护。例如，利用金属锌的电极电势比金属铁的性质在金属器件上连接锌，这样锌作为电池的阳极，可以代

10、替铁而溶解，从而保护化工机械设备中的铁金属受到腐蚀。该类牺牲阳极保护法是一种常采用锌、铝及其合金作为阳极保护的金属材料。目前，在很多的化工企业中已经采用了该类方法对地下管道、化工设备等进行保护，已经取得了良好的效果。 （2）外加电流法 该类方法是采用外加电源的方法来保护金属。需要被保护的金属接在电源的负极上，作为电池中的阴极，这样可以免除腐蚀。将电源的正极接到一些废钢铁上，这样废钢铁作为阳极。外加的电流可以使得阴极的电势朝着负的方向移动，从而保护金属免受腐蚀。该类方法不同于牺牲阳极保护法的地方是该法是采用外加电源来提供电流。 结束语 总之，化工生产企业中普遍存在腐蚀性介质，化工机械设备会比一般行业设备腐蚀严重，从设计、施工、运行防护各个方面考虑，有效提高防腐能力，延长设备寿命。 参考文献 【1】宋伟.关于化工机械防腐能力的探讨J.黑龙江科技信息.2012(04):18. 【2】张亚娟，高泽吉，孙延龙，许雄轩.提高化工机械防腐能力的有效路径J.中国石油和化工标准与质量.2011(05):11.