设备焊接工艺中的腐蚀因素及控制方法剖析

饶泽庆　刘栋军

【摘  要】现如今，我国的科学技术得到了迅速发展，这使得我国的化工企业中越来越多的应用到了先进的机械设备，但是在这些设备中还是存在着诸如腐蚀等问题。为了保障设备的正常运行，需要对设备出现的腐蚀问题进行解决。因此，本文首先介绍了化工设备所受腐蝕危害的分类以及化工机械设备焊接工艺中的腐蚀现状，接着分析了化工机械设备焊接工艺中的腐蚀因素，最后提出了相关的解决措施，希望在化工设备的防腐上提供一些经验。

【关键词】设备;焊接工艺;腐蚀因素;控制方法

引言

出现腐蚀现象的最主要的因素就是化工机械设备一直处于高湿度和高温度的环境中。如果化工机械设备出现腐蚀，设备的审美特点以及自身的使用性能都会受到很大程度上的降低，设备的使用寿命也大大的缩短，化工企业的生产成本也会得到一定程度上的增加。因此，为了最大限度的提升化工机械设备的审美特点和审美性能、增加化工机械设备的使用寿命、促进化工行业的迅速发展，一定要详细的分析化工机械设备在焊接工艺中的腐蚀现象，在实践中找出影响其腐蚀的机理，并且采取相关的措施解决。

1.化工设备所受腐蚀危害的分类

众所周知，相对于其它的行业，化工行业的工作环境是很差的，许多外界的自然因素、人为因素以及其它因素等或多或少的会对生产产生一定的影响。也正是因为如此，化工机械设备的使用性能以及寿命就更加不可能得到保障了。化学腐蚀以及电化学腐蚀是化工设备生产过程中最主要的两种腐蚀机理。其中，电化学腐蚀是一种较为复杂的腐蚀，它是因为电荷的流动，使得电解质溶液和金属之间产生了变质，在这个过程中的阳极会产生一定的电子。阴极主要是对阳极产生的电子进行接收，在接收的过程中会产生电流，这就是电化学腐蚀。与电化学腐蚀不同，周边戒指和简述管壁之间产生的化学反应就是化学腐蚀，化学腐蚀会使得介质的物理和化学性能遭到很大的改变。但是金属介质和金属的内部之间并不会产生电流。化工设备的腐蚀机理主要是化学和电化学腐蚀，而腐蚀的种类则包括了全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种较为麻烦的情况，也是一种很严重的腐蚀，指的是腐蚀性介质都与化工设备的全部金属表面产生的化学或者是电化学腐蚀。如果发生了全面腐蚀的情况，化工设备管道的承压能力会大大下降。严重的会导致管道破裂，造成生产中断，还可能会出现爆炸等重大事故。局部腐蚀指的是腐蚀性介质和化工设备的部分的金属表面产生化学或者电化学腐蚀，其危害程度也很大，需要引起足够的重视。

2.化工机械设备焊接工艺的腐蚀现状

虽然说我国在防腐工作中已经得到了不小的进步，但是还是存在着很多的问题。其中最常见的就是已经焊接成型的化工机械设备长期和有腐蚀性特点的设备相接触，从而产生化学或电化学反应，使得化工机械设备的尺寸或者是外形发生变化。这使得化工机械设备的使用效率不能得到保障，设备的使用寿命也大大缩短，相关的技术人员也面临着一些未知的危险。上文中提到了全面腐蚀和局部腐蚀两种腐蚀类型，局部腐蚀是只出现在金属设备上的，而全面腐蚀则要严重得多，不仅会出现在设备的金属上，还会迅速的腐蚀其它的部位。

3.化工机械设备焊接工艺中的腐蚀因素

3.1化工机械设备材料

化工机械设备出现腐蚀的一个重要的因素就是在设备焊接工艺中所使用的制作以及焊接的材料都是金属。金属长期暴露与空气中，就非常容易被氧化，或者被其他物质腐蚀。现如今，我国很多的化工企业在对化工机械设备进行焊接的过程中使用的材料都是不尽相同的。在这样的情况下，就很可能会使用颗粒较粗的金属原材料，质量不好的原材料使得化工机械设备的腐蚀速度更加迅速了。

3.2液体腐蚀

需要注意的是，在对化工设备进行焊接的时候需要和不同种类的溶液以及其它的取值进行直接的接触。而如果溶液与物质具有一定的腐蚀性，如果化工机械设备上的金属材质表面，尤其是焊缝表面没有防腐蚀的涂层或者金属的防腐蚀性能不理想，这些情况的出现会对化工机械设备产生很大的影响。

3.3机械零件外表情况

通常情况下，化工机械设备的外表出现肉眼可以观察得到的腐蚀的话，是不会对化工生产造成危害的。但是如果化工机械设备的零件焊接处内部出现腐蚀现象，那么就有可能影响化工机械设备的正常使用性能以及施工安全。对于化工机械设备的零部件焊缝腐蚀现象来说，会先表现在零部件焊缝的表面氧化层被腐蚀，导致内部金属暴露在空气中。金属的特殊性质决定了其很容易出现腐蚀现象。如果化工机械设备运行时间较长，焊接处应力集中，腐蚀速度就会更快。

3.4客观环境腐蚀

在化工机械设备的运行过程中，会一直在复、恶劣的环境中工作，这种环境中一般都有许多具有腐蚀性的物质。例如，化工生产环境中最常见的就是酸性物质或者碱性物质。如果化工机械设备焊接处与这些物质进行接触，那么设备的焊接处就会出现腐蚀现象，当焊接处外表被腐蚀后，内部的金属的腐蚀速度也就会越来越快。

4.设备焊接工艺中化工机械设备的防腐控制方法

4.1科学选择化工机械设备的焊接材料

上文中已经提到，如果使用了不合适的金属原料来对化工机械设备进行焊接的话，就会加快化工机械设备的腐蚀速度，所以说，为了避免这个问题，一定要坚持选择合适的焊接原材料。在进行选择的过程中，首先要对每一种金属材料的特性进行了解，比如说其防腐性能、使用寿命等。在化工机械设备防腐的过程中，科学选择机械设备至关重要，因此，一定要选择最为正确的方法来进行化工机械设备的制作。需要注意以下几个方面：首先，通过选择金属的焊接加工位置来提升化工机械设备的防腐性能。其次，单一的某种金属的抗氧化能力都相对较差，如果在焊材中加入金、银、镍、钛等金属材料，但又会增加化工机械设备的生产升本。所以，针对成本较高的化工机械设备零部件，就要按照原材料的使用年限进行分类，选用不同的焊接方式和焊材，为了保障设备的使用性能始终处于最佳的状态，一定不能让化工机械设备长期的暴露在腐蚀的环境中。最后，为了最大限度的延缓化工机械设备的腐蚀速度，要充分了解化工设备的工作环境，然后再选择合适的金属材料来对其进焊接。比如说，在浓硫酸环境中的化工机械设备的制作，可以选择碳钢性焊接材料;在氧化性较强的环境中的化工机械设备的制作，可以选择加钛金属焊接材料;在氢氟酸环境中的化工机械设备的制作，可以选择蒙乃尔焊接材料。

4.2在焊接金属表面增加防腐层

在焊接金属表面增加防腐层能够有效地控制焊接工艺中化工机械设备的腐蚀现象。例如，可以使用喷漆或者外包等方法將金属与腐蚀性的液体或者物质进行隔离，既能保证设备的正常使用，又可以达到理想的防腐蚀效果。在焊接金属表面增加的防腐层可以使金属的外观发生改变，而防腐层的材料主要是一些不腐蚀的材料或者低腐蚀性的材料，可以把腐蚀性的物质与金属进行隔离。但是部分防腐层的材料密度没有达到一定的标准，或者存在较大的孔隙，那么其防腐性能就要重点关注，通过综合涂层法，将多种防腐材料搭配使用，确保防腐作用的长期有效。

4.3设计防腐蚀措施

在设计防腐措施的时候，需要注意以下几个方面：首先优化化工机械设备的结构设计。例如，在进行板面焊接的时候，要尽量使焊缝远离断面;在进行金属焊接的时候，要根据容器壁的厚度科学选择合金垫;针对化工机械设备中的金属构件，要进行螺母的密封或者喷漆。其次，尽最大的可能简化化工机械设备的外观结构，减少焊接量;尽量避免凹陷结构，防止设备焊接处应力过大，也可避免腐蚀性物质的堆积，减少化工机械设备被腐蚀的概率。最后，如果是特殊功能的设备，要设计排水孔，避免液体在设备内长期积存，同时采取一系列措施保持化工机械设备处于干燥状态，避免积液对焊缝热影响区造成电化学腐蚀。

4.4 增强防腐蚀结构设计

从表面开始腐蚀是金属腐蚀的最大特性，为使得金属的表面处于最佳的状态，需要对结构设计进行优化，这样也能够方便腐蚀控制。最合理的结构设计主要包括了两种：（1）为了使防腐蚀的效果发挥到最大，在进行设计之初就要对方面的考虑防护措施。（2）尽可能对环境中的不均匀性进行减少或者是消除，满足设备的使用性能。在防腐蚀设计中需要注意以下几个原则：（1）在对设备进行设计的时候，设计的设备外结构最好比较简单，表面较为光滑。（2）为了防止沉积物和腐蚀介质的腐蚀，一定要在设计之初就考虑好措施。（3）为了避免电偶腐蚀的情况，在相同的结构中，最好使用一样的材料。（4）一定要防止对结构设计进行冲刷。

4.5强化工作人员的防腐意识

现如今，许多的化工企业并没有很重视防腐工作，防腐意识不强。所以说，为了更好的做好这项工作，领导一定要从自身做起，从思想上提高工作人员的防腐意识。其次就是从制度上贯彻执行防腐蚀工作，完善防腐蚀的制度，从两方面入手，保障防腐的效率。

4.6合理应用防腐蚀新技术

随着我国科学技术的迅速发展，有许多的腐蚀监测技术已经在防腐工作中得到了应用，所以说，相关的化工企业一定要注意这方面的问题，积极引进先进技术，努力做好防腐工作。

5.结束语

总的来说，只有做好防腐的工作才能够保证化工企业的生产效率以及安全系数。所以，非常有必要通过各种防腐蚀控制方法来延缓腐蚀现象的出现时间和减慢腐蚀速度，从而保证化工机械设备的使用年限，提升化工生产效率和生产质量。还需要注意的是，在对焊接材料进行选择、对化工机械设备进行设计的时候都要充分的结合实际情况，将防腐工作贯穿全程。

参考文献：

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[3]刘娟，王星，李岩书.化工设备腐蚀原因及防腐策略分析[J].化工管理，2019（2）：27-28.

（作者单位：上海振华重工（集团）股份有限公司）