探究化工设备设计中需要注意的几个问题

骆剑峰 吴小飞(杭州中泰深冷技术股份有限公司，浙江 杭州 311402)

在我国社会经济高速发展的时代背景之下，化工产业获得了巨大的发展机遇，但是随着生产需求的增加，越来越多的化工设备也开始在强腐蚀的环境下运行，所以如何防止化工设备因腐蚀而发生故障已经成为化工企业关注的重点问题。与此同时，化工设备的高温结构也是设计过程中需要注意的问题。但是现实情况是，由于设计人员的专业素质有待提高，所以对设备的防腐蚀问题考虑不全面，使得它们在生产过程中存在很多安全问题，所以在设计中注意防腐蚀问题对化工企业的安全生产具有非常重要的意义。下面我们就从设备腐蚀的类型、危害和防治的主要措施等三个方面对设计中的防腐蚀问题进行分析。

1 化工设备腐蚀的类型概述

根据不同的标准，化工设备可以被分为不同的类型。如果按照设备的材料划分，可以分为金属和非金属腐蚀。如果按照腐蚀的表面形态来看，可以分为全面和局部腐蚀，其中局部的腐蚀又可以被分为小孔、缝隙、电偶、应力和磨损腐蚀等类型。如果按照腐蚀的性质来看，可以分为物理、化学和电化学腐蚀。

其中物理腐蚀主要是指单纯物理作用对材料的破坏，主要的腐蚀大部分是由渗透或者是溶解等因素导致的，例如高温、熔融和熔碱等。化学腐蚀主要是指由非电解质和金属发生化学反应而导致的破坏，主要是纯氧化还原反应引起的[1]。电化学腐蚀主要是指电解质溶液和金属发生化学反应而产生的破坏。

2 化工设备腐蚀的主要危害

2.1 容易导致安全隐患

当化工设备发生腐蚀，尤其是发生化学和电化学腐蚀时，其反应的过程会涉及到化工设备的材料和周围的环境。一旦发生腐蚀，不管是哪一类型的腐蚀，设备材料的固有功能和作用都会受到不同程度的破坏，最终对设备的正常运转造成影响，导致安全隐患的产生。

2.2 会给企业带来直接的经济损失

当机械类的化工设备发生腐蚀后，机械的性能就会受到很大的影响，尤其是化学腐蚀和电化学腐蚀的化学反应还有可能让整个设备都陷入瘫痪，对化工企业的整体生产和稳定生产产生巨大的消极影响，给企业带来巨大的经济损失。

3 在化工设备的设计过程中解决腐蚀问题的有效措施

化工设备腐蚀问题主要是由于设计单位在设计过程中考虑不周全而导致的，有的甚至为了追求快速的出产商品而降低了对设备的设计标准，为了改善这些问题，我们可以采取以下措施。

3.1 采取电化学的保护措施

这一措施的主要原理就是让金属腐蚀的电位在外部电流的作用下发生变化，通过降低腐蚀的速率来对设备进行保护。具体来说，阴极保护和阳极保护是电化学保护的主要内容。阴极保护的侧重点在于金属结构，其缺点就是该保护很容易受到外界因素的影响。如果化工设备的结构比较简单，周围的环境不具有太强的腐蚀性，就可以采用这种保护措施。同时，阴极保护可以有效保护均匀的腐蚀之外，还能够有效预防材料的点蚀、冲击、晶间腐蚀等[2]。目前，这种保护措施已经引起了设计者的广泛关注，因为它具有经济实用的优势，所以应用前景比较广阔。

3.2 积极开发耐腐蚀的材料

在化工设备抗腐蚀性的设计中，积极开发耐腐蚀材料是一种创新方式，也会在化工设备的防腐蚀上发挥巨大的作用。我们提到的防腐材料包括金属、高分子、无机非金属材料等。而在化工设备中，最常见的材料是金属材料或合金材料等会，并且以钢铁材料的应用最为广泛。但是钢铁材料的耐腐蚀性能并不高。为了提高化工设备的耐腐蚀性，科研工作者的重点应该集中在努力提高合金材料的耐腐蚀性能上，例如含钼高的耐蚀合金、镍基合金、高纯铁素体不锈钢、双相不锈钢、低合金钢等。目前，化工企业应用最广泛的材料是耐蚀的非金属材料[3]。这种材料最大的优点就是具有很高的耐蚀性能，而其机械性能则可以通过其他途径来弥补。在一些化工企业中，这种材料甚至已经开始逐渐取代钢材料等，例如钢化玻璃、石墨等。

3.3 采用耐腐蚀的涂料

除了上述两种措施之外，还有一种可以有效预防化工设备腐蚀问题的措施，即采用具有较高耐腐蚀性的涂料。在现代化学工业的应用中，耐腐蚀涂料具有非常重要的作用。相关的研究报道显示，在化工设备中，防腐蚀涂层的应用是很重要的，如果一旦被损坏，就要进行有效的处理，在这个处理当中。由于其基体表面处理不当，会产生严重的后果，因此，一定要谨慎的处理，加大对表面处理质量重视程度。

4 结语

综上所述，在化工企业的生产过程当中，化工机械是保证化工企业进行正常生产的必要生产设备，化工机械设备所面临的防腐问题也逐渐受到了化工相关生产领域的普遍关注。本文在论述化工设备腐蚀类型和腐蚀主要危害的基础上，从采取电化学的保护措施、积极开发耐腐蚀的材料和采用耐腐蚀的涂料等三个方面提出了自己的建议，希望能为大家提供参考。

[1]戴健伟，吉华，杨岗，等.基于GA_BP算法的化工设备设计人工时预测[J].计算机集成制造系统，2013，07（23）:1665-1675.

[2]孟明.最优化设计及其在化工设备设计中的应用[J].轻工科技，2014，08（14）:134-135.

[3]刘增温.化工设备中高温结构设计问题浅析[J].山东工业技术，2014，19（05）:261-262.