浅析石油化工机械设备的腐蚀与防护

2022-09-11

一般的机械设备大都是金属的, 在相对潮湿的环境下这些金属就会发生化学腐蚀和电化学腐蚀, 这两种腐蚀现象是机械设备在工作时最常见的。

1 腐蚀现象的原因分析

(1) 机械设备腐蚀的自身原因石油化工的机械设备大多都是金属设备, 由于所采用的金属材质不同, 机械设备的抗腐蚀能力也不相同, 较为密致的金属结构就比相对粗糙的金属结构更耐腐蚀。除此之外, 机械设备上突出的零件, 下陷的凹口都会更容易受到腐蚀。设备的结构越复杂, 其腐蚀速度就会越快, 当机械的结构较为复杂时, 就会使其表面具有较多的接口, 缝隙, 这就会聚集灰尘, 油滴, 水等物质, 这样便会加快设备的腐蚀速度。机械设备的材料的成分越复杂, 设备的腐蚀速度也会越快。

(2) 生产设备所处的环境一般的化工生产都会接触具有腐蚀性的物质, 如酸、碱、盐、空气、水、溶剂这些物质都是造成机械设备腐蚀的介质。在化工生产的过程中常常会由于机械的运转产生大量的热量, 空气在受热之后会膨胀, 导致相对压强升高, 这就会导致机械设备的腐蚀加快。腐蚀介质的分子运动速度越剧烈, 腐蚀的介质与机械设备的接触面积就越大, 腐蚀的现象也会越快。

2 机械设备腐蚀的分类

(1) 按照腐蚀的机理分类依靠腐蚀的机理可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所谓化学腐蚀是指金属与介质直接发生化学变化所产生的腐蚀, 这种腐蚀的特点是在腐蚀过程中金属内部以及金属与介质之间没有发生电流, 这是化学腐蚀和电化学腐蚀最为本质的区别。化学腐蚀是指非电解质溶液直接与金属发生化学变化。电化学腐蚀是指金属与电解质溶液间因为电荷的流动而发生变质的腐蚀, 在腐蚀的过程中阳极失去电子, 阴极得到电子从而形成电流。

(2) 按照腐蚀的形态分类按照腐蚀的形态, 可以将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是指机械设备的全部金属表面都与腐蚀性介质进行着化学或者电化学腐蚀, 这种腐蚀会使设备的管道越来越薄, 在压力的作用下会使管道破裂, 严重时还会发生爆炸造成安全事故。局部腐蚀是指腐蚀的现象仅发生在金属的突出的零件或者下陷的凹槽区域, 其他部分几乎没有腐蚀或者发生微小的腐蚀。局部腐蚀往往比全面腐蚀较快, 危害也较大, 局部腐蚀的形式主要有点蚀 (孔蚀) , 晶间腐蚀, 应力腐蚀开裂, 冲蚀, 缝隙腐蚀, 磨损腐蚀等。

3 腐蚀现象的危害和防腐的意义

在工业生产中, 石油化工生产工艺所需的主要设备会在酸、碱、盐、空气、水、溶剂的作用下发生腐蚀, 从而会对石油化工企业造成巨大的经济损失, 给国民经济带来巨大损失。据专业人士调查, 每年因腐蚀造成的国民经济损失约占国民经济总产值的2%至4%。因此, 在日常生产过程中, 对石油化工机械设备进行必要的防腐措施, 确保能够最大限度的延长石油化工机械设备的使用寿命, 从而降低经济损失。提升国民经济的生产值, 促进石油化工产业的发展。

4 石油化工机械设备腐蚀的防护措施

针对石油化工机械设备的防腐, 可以从以下方面进行。 (1) 在设备的选材方面, 尽量选取金属较为单一的材料, 如碳素钢, 碳素钢的主要元素是碳和铁, 这种材料不仅价格低廉, 来源广泛, 加工方式也比较简单。但是这种材料在酸碱盐等腐蚀性较强的介质中腐蚀的速度较快, 因此在选取时会受到限制, 在腐蚀性能较为强的环境下最好选用合金, 例如不锈钢。 (2) 在设备设计时简化设备的结构, 设备的结构设计越简单越好, 并且尽量做到材料的统一, 这样就能减少组件连接时所产生的缝隙, 降低点蚀 (孔蚀) , 晶间腐蚀, 应力腐蚀开裂, 冲蚀, 缝隙腐蚀等局部腐蚀的现象。除此之外, 还要避免组件在焊接时出现焊接缺陷, 焊瘤是焊接过程中最常见的缺陷, 焊瘤的存在不仅会造成局部腐蚀还会集中设备的应力, 使设备的生产过程中遭到破坏。 (3) 化学或电化学腐蚀的防护。针对于化学腐蚀, 在设备表面涂抹一层起到隔离设备与腐蚀介质的保护膜, 例如涂漆或者金属氧化膜, 而对于电化学腐蚀可以在设备表面外加电源或者吸附金属, 外加电流这种方法是利用外加直流电, 使电流通过土壤进入到被保护机械设备中, 使整个设备的结构电位低于周围环境。吸附金属法是在设备表面吸附一种比机械设备材料更为活跃的金属, 这种金属在电化学腐蚀中替代设备充作阳极, 这种方法是牺牲掉这些外加的金属来完成对设备的保护。总之, 化工设备的腐蚀破坏无处不在, 只有加强认识腐蚀现象, 并给予一定的防护, 才能确保石油化工机械设备的安全平稳运行。

摘要：本文主要对机械设备的腐蚀原因以及设备的防护进行简要的分析, 提出合理的防护措施和设备的安全使用方法。

关键词：石油化工,机械设备,腐蚀原因,防护措施