化工机械材料的腐蚀分析及防腐蚀研究

郭志杰

摘 要： 化工机械在设备不论是在酸性还是碱性环境中，发生锈蚀的风险均较大，这一现象可加快机械设备的老化程度，影响企业设备的正常使用。基于此，本文将重点分析化工机械材料发生腐蚀的常见因素，并提出了几点增强金属材料耐腐蚀的几点对策，以期能为同行产生裨益。

关键词： 化工机械材料;腐蚀;抗腐蚀

【中图分类号】TQ050 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）03-0204-01

本文中所探讨的化工机械腐蚀问题实际上是化工机械材料腐蚀的相关问题，只有在明确了腐蚀现象产生的机理后，才能有针对性的开展养护工作，延长机械设备的寿命。

1 造成化工材料设备腐蚀的原因

1.1 应力腐蚀。

指的是在拉应力的作用下，金属表面发生损坏进而引起腐蚀的现象。金属材料在酸性环境下，与S2-Fe2+发生相互反应。化学反应硫化物附着在金属材料表面，进而加剧了金属材料表面的锈蚀。因此，要降低应力腐蚀对金属材料造成的影响，首先应保证机械设备所处环境为中性气相状态。

1.2 电化学腐蚀。

为了增强化工材料表面金属的各项生产性能，人们会向金属材料中添加部分物质。这样做会造成金属材料的不纯。不纯的金属与空气中的粒子，电解质溶液间发生氧化还原反应，机械设备金属材料失电子，从而导致了电化学腐蚀的现象发生。

1.3 缝隙腐蚀。

在化工材料的其他隐蔽区域内或材料表面的缝隙处，极易集聚灰尘，存留化工生产介质，特别是在机械设备的螺栓焊接存在的缝隙处，极易发生腐蚀。不仅是酸性的液体，中性的液体也容易在金属材料表面产生缝隙腐蚀，因此，在日常的养护过程中，及时的清理缝隙，保持光洁是非常重要的[1]。

2 增强金属材料耐腐蚀性质的几点对策

2.1 选取高性能的耐腐蚀材料。

在选取金属材料前，要根据化工机械设备日常使用情况，经常接触到的介质来合理的确定金属材料的选取类型。一般来看，普通碳钢的耐腐蚀效率要稍稍逊色于不锈钢钢材。故在化工机械金属材料的选取中，很少选择普通碳钢材料。目前，市面上使用等级最高的耐腐蚀材料为钛合金与镍基合金。

在酸性程度较高的环境中，钛合金自身会发生电化学反应。铝离子和氟粒子的双重作用下，导致钛合金的抗腐蚀性能有一定程度的削弱。因此，在酸性强度比较高的环境中，建议选用镍基合金为化工机械的构成主体。

2.2 机械材料成型后施加热处理干预，进一步增强材料的抗腐蚀性能。

对金属材料施加热处理干预后，能最大程度的减小材料表面应力的分布情况，消除残余应力，增强了材料的抗腐蚀性能[2]。

其次，机械材料热处理的还能够促使金属材料内部的金相结构均匀的分布，降低结构的内部熵值，使得金属材料在热力学条件下处于相对稳定的状态，削弱对离子反应的敏感度，同时金属材料表面应力的减小，使得金属材料自身抗应力腐蚀的效果进一步增加。因此，为了提升金属材料抗腐蚀的性能，可广泛推广金属材料热处理的加工工序。

2.3 机械材料的表面防护处理。

目前在金属材料表面常用的表面处理方法主要包括：阳极氧化、电泳、微弧氧化、合金催化液技术等等。

（1）阳极氧化技术。

对于材料表面金属强度的提升是显著的，有助于实现无镍封孔，在高端防腐中同样有着广泛的应用。

（2）电泳技术。

主要用于铝合金、不锈钢等材料的防腐蚀处理上。不仅能够满足人们对于钢材表面颜色的需求，也能使其刚性性能得到提升。在防腐蚀性能方面同样较为卓越。但是电泳技术掩盖缺陷能力较一般，需要对材料进行相应的热处理后方可采取对应的抗腐蚀处理[3]。

（3）微弧氧化。

这类氧化技术是当前金属材料表面处理技术中最显著的一类。成本主要受电能投入影响。但是，这类技术的优势同样较为显著。首先，材料的前处理方式较为便捷，处理后的材料有着极强的散热性、耐候性与抗腐蚀性。

（4）合金催化液技术。

合金催化液对于各类金属材质均适用，极大的降低了企业在抗腐蝕方面成本投入。这类技术使用后能够获得均匀的镀层性能，同时有着较强的结合力，耐磨耐腐等优点。加之处理方式较为绿色，因此，在未来这类方法必将有着广泛的应用。

2.4 选取污染程度较低的化工设备材料。

在条件许可的情况下，建议选取对环境影响更低的塑性材料，减少金属材料的投入。同时，也要考虑设备在使用过程中可能受到腐蚀影响的各类因素，及时的采取相应的措施，最大程度的降低设备腐蚀造成的污染与浪费问题[4]。

2.5 合理的进行化工机械结构的设计。

机械设备内部结构设计的好坏同样能够影响金属材料的抗腐蚀性能，因此，对于部分区域的防水设计、密封设计也是相关人员在开展设计时需要考虑到的重点。

2.6 建立一套完善的化工机械设备防腐规划方案

（1）要在化工设备运行的过程中，满足如下条件：

①生产环境相对湿度低于85%;

②化工机械设备表面金属温度不超过大气露点上限3℃。

（2）在进行机械设备金属结构表面防腐工作时，要认真细致，不放过任何一个细节。将基底锈蚀部位、旧料涂层部位的金属涂层进行彻底的检查、清洁，直至金属光泽完全显现。

（3）对于化工企业内部现用的防腐蚀措施，不可随意更改。对于有新技术使用需要的，应向上级报告。对于已采取防腐蚀措施仍成效一般的，应由企业技术对腐蚀机理进行研究，提出具有可行性的解决方案。

（4）设备运行过程中，应严格按照技术规范合理的控制生产介质中腐蚀性物质的含量，不得超过规定上限值。

（5）当停止使用装置时，应当及时清理设备内部残余的腐蚀性介质，延缓设备的腐蚀。

结束语：为了减少化工材料表面腐蚀的程度，对其进行表面防护处理是很有必要的。养护人员需要在了解了材料发生腐蚀的机理后，再开展对材料的防腐蚀工作。在这期间要严格的按照化工机械设备防腐养护方案中的内容，定期开展养护工作，有效的延缓化工机械设备老化的程度。

参考文献

[1] 马媛媛.化工设备的腐蚀与防护研究[J].河南科技，2017，000（024）：52-53.

[2] 武志民，王威.化工机械设备腐蚀原因及防腐措施探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2018，5（24）.

[3] 李晓刚，国家腐蚀与防护重点实验室，北京科技大学材料科学与工程学院.石油化工设备基本腐蚀系统分析与防护进展[C]//中国石油学会，2017.

[4] 杨宁，罗安民.化工机械设备被腐蚀的原因及预防策略探讨[J].中国化工贸易，2019，011（013）：203.