茅國(guó)龍

（紹興華威化工有限公司，浙江紹興 312073)

化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)與應(yīng)對(duì)措施

茅國(guó)龍

（紹興華威化工有限公司，浙江紹興 312073)

化工機(jī)械設(shè)備就是在化工企業(yè)中進(jìn)行生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)等工作的機(jī)器設(shè)備，由于這類設(shè)備長(zhǎng)期直接接觸化學(xué)品，其被腐蝕的可能性較高，因此在進(jìn)行化工設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)就要針對(duì)這類設(shè)備的防腐性能的提升進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)，以降低設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中被腐蝕損壞的概率，使化工機(jī)械設(shè)備能夠更加高效穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。

化工機(jī)械設(shè)備；防腐設(shè)計(jì)；應(yīng)對(duì)措施

化工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)工作就要綜合考慮機(jī)械設(shè)備的技術(shù)需求與防護(hù)，防腐設(shè)計(jì)就是其中一個(gè)重要內(nèi)容，因?yàn)榕c化工用品長(zhǎng)期接觸的化工設(shè)備必然面臨著腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，那么化工機(jī)械設(shè)備的耐腐蝕性能究竟和那些因素有關(guān)？化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)又主要有哪些方面呢，本文將就這些內(nèi)容進(jìn)行探討，同時(shí)還會(huì)針對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的防腐技術(shù)措施進(jìn)行探討。

1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的影響因素

1.1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的內(nèi)在因素

1.1.1 金屬材質(zhì)的耐腐蝕性能

一般的機(jī)械設(shè)備都會(huì)應(yīng)用很多金屬材料，化工機(jī)械設(shè)備也不例外，因?yàn)榻饘俨馁|(zhì)的防腐能力較為薄弱，因此金屬構(gòu)件所用材質(zhì)的耐腐蝕性能就會(huì)影響設(shè)備整體的耐腐蝕能力。通常金屬材質(zhì)的耐腐蝕性能與金屬晶粒密度反相關(guān)，也就是晶粒密度大的金屬構(gòu)件耐腐蝕性相對(duì)于晶粒密度小的金屬來(lái)說(shuō)差很多。

1.1.2 溶液介質(zhì)的腐蝕性

由于化工設(shè)備要直接接觸化學(xué)溶液，這些溶液介質(zhì)的腐蝕性就會(huì)對(duì)化工機(jī)械設(shè)備造成影響，接觸的溶液腐蝕性強(qiáng)，那么化工機(jī)械設(shè)備就更易發(fā)生腐蝕。

1.1.3 機(jī)械構(gòu)件表面平滑程度

在化工用品與機(jī)械設(shè)備接觸時(shí)，機(jī)械設(shè)備的構(gòu)件表面情況對(duì)于設(shè)備腐蝕速度具有一定的影響，具體說(shuō)就是，機(jī)械構(gòu)件的表面粗糙度足夠的話，機(jī)械構(gòu)件的腐蝕過(guò)程就會(huì)放緩。

1.1.4 機(jī)械的防腐設(shè)計(jì)是否合理

為了降低化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕損傷，一般在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理就會(huì)給灰塵或者腐蝕液累積提供便利，造成設(shè)備腐蝕。

1.2 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的外因

1.2.1 設(shè)備接觸到腐蝕性的物質(zhì)

由于化工設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中不可避免地會(huì)長(zhǎng)期接觸化學(xué)品，這些化工用品在接觸中如果表現(xiàn)出強(qiáng)腐蝕性的話，就會(huì)給化工設(shè)備帶來(lái)腐蝕危害。

1.2.2 設(shè)備中物質(zhì)的流動(dòng)速度

一般來(lái)講如果化工設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所接觸到的物質(zhì)是氣態(tài)或者液態(tài)的話，通常都會(huì)在設(shè)備中流動(dòng)，如果流動(dòng)速度過(guò)快就會(huì)在設(shè)備的接觸面產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力會(huì)加大這些物質(zhì)的腐蝕性。

1.3 化工機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)不力

針對(duì)化工設(shè)備易發(fā)生腐蝕的特點(diǎn)，化工單位應(yīng)該制定合理的設(shè)備養(yǎng)護(hù)制度，要安排技術(shù)人員定期進(jìn)行設(shè)備構(gòu)件的腐蝕監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備零件發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象就要進(jìn)行科學(xué)處理，但很多化工企業(yè)為了生產(chǎn)效率等沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的設(shè)備養(yǎng)護(hù)，造成設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，使企業(yè)蒙受損失。

2 針對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)的技巧

2.1 對(duì)設(shè)備的幾何形狀進(jìn)行簡(jiǎn)化處理

由于機(jī)械設(shè)備的死角處會(huì)沉積化學(xué)物質(zhì)或者殘留一些具有腐蝕性的液體，因此在化工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中，要盡量避免采用復(fù)雜的幾何形狀，而進(jìn)行設(shè)備形狀的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，這樣就能最大限度地減少設(shè)備中死角的出現(xiàn)，降低因?yàn)榉e存化學(xué)物質(zhì)而產(chǎn)生腐蝕的幾率。

2.2 盡量減少設(shè)備中的縫隙

化工機(jī)械設(shè)備中的金屬構(gòu)件較易出現(xiàn)縫隙，并且如果液體流動(dòng)不夠順暢的話，還會(huì)因?yàn)橐后w滯留造成應(yīng)力增大，使縫隙腐蝕加劇，而縫隙腐蝕的出現(xiàn)又會(huì)引發(fā)孔蝕，并使應(yīng)力腐蝕的情況惡化，那么存在縫隙的機(jī)械設(shè)備就會(huì)面臨嚴(yán)重腐蝕的危險(xiǎn)。為了避免這種風(fēng)險(xiǎn)，在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該盡量減少縫隙和接觸面凹槽，避免化學(xué)品滯留。

2.3 選擇合理的焊接工藝

在進(jìn)行焊接工藝的選擇時(shí)，設(shè)計(jì)者要明確防腐的需求，選擇連續(xù)性焊接的技術(shù)工藝，并且需要焊接技術(shù)較高，焊接中要避免焊接缺陷比如咬邊和焊瘤等，因?yàn)檫@種部位較易發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象而造成耐腐蝕性能降低。而如果進(jìn)行間斷式焊接的話也會(huì)由于焊接點(diǎn)的出現(xiàn)造成設(shè)備中內(nèi)應(yīng)力增加，使設(shè)備更易被腐蝕。

2.4 選擇優(yōu)良的設(shè)備涂層工藝和材料

化工設(shè)備的防腐涂層可以降低設(shè)備構(gòu)件與腐蝕性物質(zhì)接觸的概率，因此其防腐效果非常優(yōu)異，尤其采用在焊接處進(jìn)行優(yōu)良防腐漆涂層技術(shù)操作，可以使焊接縫的耐腐性增強(qiáng)，這一過(guò)程的技術(shù)重點(diǎn)就是要注意不能因?yàn)橥繉臃雷o(hù)而引起設(shè)備強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的改變，使機(jī)械設(shè)備的本身性能受到影響。就目前的防腐涂料而言，常見(jiàn)的有環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等幾類防腐漆料，在進(jìn)行實(shí)際化工設(shè)備設(shè)計(jì)中要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況選擇合適的涂漆，要針對(duì)設(shè)備構(gòu)件的狀態(tài)和材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境等進(jìn)行研究，據(jù)此選擇防腐性能與其他機(jī)械性能相匹配的涂漆材料。

2.5 進(jìn)行設(shè)備的強(qiáng)度設(shè)計(jì)優(yōu)化

由于化工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境中存在大量具有腐蝕性的物質(zhì)，因此設(shè)備就易因發(fā)生腐蝕損傷而降低設(shè)備強(qiáng)度，正是基于此，在進(jìn)行化工設(shè)備的相應(yīng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就要進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行腐蝕余量的設(shè)置，可以根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范將這個(gè)腐蝕余量設(shè)定在設(shè)備腐蝕限值的二倍以上。

3 設(shè)備的腐蝕控制措施

3.1 外加電流法對(duì)金屬材質(zhì)進(jìn)行保護(hù)

外加電流法是通過(guò)外加電源來(lái)對(duì)金屬進(jìn)行保護(hù)，即：在負(fù)極上接入保護(hù)對(duì)象，使其成為陰極，同時(shí)在廢鋼鐵上接入正極，使其成為犧牲陽(yáng)極，同時(shí)在外加電流的作用下，將引起陰極電勢(shì)移向負(fù)極方向，而其上的還原反應(yīng)將使保護(hù)對(duì)象免受腐蝕破壞。與犧牲陽(yáng)極保護(hù)法相比，外加電流法中所用的電流由外電源提供。

3.2 通過(guò)材料改良來(lái)優(yōu)化設(shè)備防腐性能

相同的設(shè)備，相同的環(huán)境，如果化工機(jī)械設(shè)備構(gòu)成原材料的不相同，其抵抗腐蝕的特性也就不一樣。一般情況下，化工機(jī)械設(shè)備大多都是使用一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼，這種碳素結(jié)構(gòu)鋼的市場(chǎng)價(jià)格比較便宜，取材也比較廣闊，對(duì)其進(jìn)行加工的工藝也比較簡(jiǎn)單。碳素結(jié)構(gòu)鋼的主要是由碳和鐵兩種元素構(gòu)成的，基本上不含有合金，在一般的環(huán)境中受到腐蝕的可能性并不大，但是在化工企業(yè)單位正常生產(chǎn)運(yùn)行條件下，面對(duì)空氣中含有大量的二氧化碳、二氧化硫以及其他的酸堿鹽介質(zhì)，化工機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性能就會(huì)大幅度較低，受到腐蝕的可能性就比較大。就拿使用最為廣泛的Q235鋼為例，這種金屬材料在濃度比較高的化學(xué)介質(zhì)中，就會(huì)很快的遭到腐蝕，所以在對(duì)化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行選擇的時(shí)候要最大限度地避免選擇使用這一類別的結(jié)構(gòu)材料制成的化工機(jī)械設(shè)備。要選擇使用耐腐蝕的鋼材制成的化工機(jī)械設(shè)備，比如使用：制造材料為16MnCu、09MnCuPTi等普通低合金鋼的化工機(jī)械設(shè)備。用這些材料制成的設(shè)備雖然價(jià)格比較昂貴，但是它的使用壽命是采用普通碳素鋼制成的設(shè)備的2～3倍，性價(jià)比非常合算。

3.3 在設(shè)備管理中強(qiáng)化保養(yǎng)措施

由于化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕都是在無(wú)聲無(wú)息的情況下發(fā)生的，因此在設(shè)備管理中強(qiáng)化日常設(shè)備保養(yǎng)就變得非常必要，化工企業(yè)要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備防腐情況等進(jìn)行保養(yǎng)周期的安排，強(qiáng)化設(shè)備狀態(tài)的檢查力度，優(yōu)化日常工作中的設(shè)備防腐保養(yǎng)技術(shù)水平，要能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)銹蝕發(fā)生點(diǎn)，并進(jìn)行科學(xué)處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)與技術(shù)措施的應(yīng)用對(duì)于化工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定和安全具有重要作用，在進(jìn)行化工機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)工作時(shí)要將防腐作為一項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)化工設(shè)備的性能要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防腐標(biāo)準(zhǔn)的確定，并利用材料選擇、金屬材料優(yōu)化、強(qiáng)度設(shè)計(jì)等手段來(lái)使設(shè)備的防腐性能得到提升。

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Anti-corrosion Design and Countermeasure of Chemical Machinery and Equipment

Mao Guo-long

Chemical machinery and equipment is in the chemical industry in the production and storage and transportation of machinery and equipment，because of such equipment long-term direct contact with chemicals，the possibility of corrosion is higher，so the design of chemical equipment is necessary For the protection of such equipment，the anti-corrosion performance of the specially designed to reduce the equipment in the operation of the probability of corrosion damage，so that chemical machinery and equipment can be more efficient and stable operation.

chemical machinery and equipment；anti-corrosion design；response measure

TQ050.9

B

1003–6490（2017）11–0126–02

2017–08–21

茅國(guó)龍（1969—），男，浙江紹興人，工程師，主要研究方向?yàn)榛C(jī)械管理。