李亚丽
(四川化工天鹏资产经营有限责任公司,四川 成都610031)
[摘 要] 化工机械设备大多采用金属构件,而金属易产生电化学腐蚀及化学腐蚀。分析化工机械设备腐蚀的内在原因(包括设备自身防腐蚀性能、结构设计、零件表面粗糙度等)与外在原因(包括介质的腐蚀性、介质流速与温度、外部环境条件等),并从设备选材、设计、制造、涂刷防腐涂料、电化学防腐、加强维护管理等方面入手,阐述化工机械设备的防腐措施。
[关键词]化工机械设备;腐蚀原因;防腐措施;选材;设计;防腐涂料;电化学防腐;维护管理
[中图分类号]TQ050.9[文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2019)03-0063-03
0 引 言
化工企业中服役着各种各样的化工机械设备,其安全、稳定、优质运行关乎企业的经济效益乃至生存与发展。化工机械设备大多采用金属构件,无论采用何种金属材料,无论何种工况条件与外部环境,在其使用过程中,金属总会出现腐蚀现象,或者说化工机械设备的腐蚀情况较为普遍,这就会影响化工机械设备的使用寿命及其安全性能。可见,做好化工机械设备的防腐工作非常重要。以下结合金属的腐蚀机理分析化工机械设备的腐蚀原因,并就化工机械设备的防腐措施作一浅析。
1 金属腐蚀机理及种类
1.1 金属腐蚀的机理
金属腐蚀的本质,就是金属单质被氧化形成化合物。这些化合物由于比较疏松,能显著降低金属材料的强度、塑性等,而金属本身的特性为腐蚀的发生提供了平台。一般来说,根据腐蚀过程的不同,化工机械设备腐蚀产生的机理有2种:一是电化学腐蚀,电化学腐蚀是因设备表面和电解溶液接触,在金属内部形成了一种短路原电池,通过电极反应而产生的腐蚀,这种腐蚀一般发生在潮湿环境中;二是化学腐蚀,化学腐蚀是环境中的介质与金属设备表面直接发生化学反应而引起的腐蚀,金属在高温气体环境中很容易被腐蚀,如果同时有盐类或含硫物质存在,则会加速其高温氧化,因此这种腐蚀通常发生在高温、干燥环境中。对于化工企业来说,其化工机械设备腐蚀以电化学腐蚀最为严重。
总之,不管是电化学腐蚀还是化学腐蚀,其对金属材料的腐蚀过程均是一个氧化还原反应过程。
1.2 金属腐蚀的种类及形态
按金属腐蚀的破坏形态分类,金属腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀。均匀腐蚀是指腐蚀在金属表面全面展开,其危害一般较局部腐蚀小,且可以事先预测。局部腐蚀是指腐蚀只集中在金属表面的局部区域,其他部位腐蚀很轻微甚至几乎没有腐蚀,但局部腐蚀的危害较大,应引起足够的重视。其中,金属的局部腐蚀按形态不同又分为点状腐蚀、疲劳腐蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀等。对于化工企业来说,其机械设备的局部腐蚀主要是疲劳腐蚀、焊接应力腐蚀、缝隙腐蚀。
按引起腐蚀的环境不同,金属腐蚀分为大气腐蚀、电解质溶液腐蚀、非电解质溶液腐蚀、生物腐蚀等。其中,工业大气腐蚀是最常见的一种腐蚀,多发于工业大气污染比较严重的地区,这是因为化工装置范围内空气中往往含有高浓度的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、卤化物等腐蚀性介质,这些腐蚀性介质在一定的条件下会与水发生反应生成无机酸,铁质合金在无机酸的作用下会发生一系列的连锁反应,进而导致化工机械设备的严重腐蚀和损伤,而工业大气腐蚀中以二氧化硫的腐蚀最为严重。
2 化工机械设备腐蚀原因
2.1 内在原因
化工机械设备腐蚀的内在原因主要如下:一是与设备自身的防腐性能有关,一般来说,化工机械设备有多种金属构件,晶粒密度越大的金属制作的设备,其耐腐蚀能力越弱,反之则越强;二是与化工机械设备的结构设计有关,很多化工机械设备都会出现局部腐蚀现象,这是因为其设备内部结构设计不合理,溶液或尘埃易沉积在设备内所致;三是与化工机械设备零件表面的粗糙度有关,化工机械设备的腐蚀绝大多数都是从其零件开始的,越粗糙的零件越容易发生腐蚀。
2.2 外在原因
化工机械设备腐蚀的外在原因主要有以下几种:
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