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1、加强化工机械设备防腐能力的途径获奖科研报告 摘要：在化学工业行业中，化工机械是必不可少的生产设备，企业生产顺利进行离不开化工机械设备的正常运行。化工机械设备的质量决定着化工企业生产的质量，其对企业内部工作的有效性和顺利性有着重要的作用。目前影响化工机械设备的正常运行化的一个主要问题是化工机械的防腐能力，改善这个问题不仅可以提高化工机械的使用寿命，而且可以减少企业的经济投入，而放任化工设备的腐蚀问题不管会给企业带来负面的经济问题。本文主要针对化工企业中的化工机械设备防腐问题进行分析讨论。 关键词：化工机械设备;防腐能力;加强措施 化工设备是化工企业的重要设备，使用频率高，因此企业对化工机械设备的
2、要求很高，这样可以避免腐蚀对化工企业经济效益的影响。腐蚀是指在化学作用后，造成材料消耗和一定的损伤，腐蚀后，化工机械设备的形状、颜色和力学性能都会受到不同程度的破坏，在引发安全问题的同时，还会使化工企业遭受严重的经济损失。因此，如何提高化工机械的防腐能力已成为化工企业面临的关键问题。为了提高化学机械的防腐能力，整个行业都在努力寻找合适的方法并不断进行技术革新。通过多年的实践，化工企业已经尝试在防腐设计、绿色设计、拆卸设计等方面对化工机械设备进行了设计，并从多个方面对设备的腐蚀进行了控制，并取得了良好的效果。 1.化工机械设备被腐蚀的原因 1.1化工企业中的高温腐蚀 化工企业中经常需要高温高压环
3、境，这会导致高温腐蚀。高温腐蚀是加热导致材料的化学劣化，主要是金属。当金属在含有氧，硫或其他能够氧化或协助氧化有关材料的化合物的热气氛中时，会发生这种非电腐蚀形式。例如，用于航空航天，发电甚至汽车发动机的材料必须在高温下承受持续的时间，在高温下，材料可能会暴露于含有潜在高度腐蚀性燃烧产物的环境中。高温腐蚀产物有时候会被用来保护一些设备。例如，在不锈钢上形成氧化物可以作为防止进一步的大气侵蚀的保护层，从而允许在恶劣条件下在室温和高温下持续使用某种材料。这种致密的氧化物层釉形式的高温腐蚀产物可防止或减少金属或陶瓷表面的高温滑动接触期间的磨损。 1.2化工企业中的电偶腐蚀 电偶腐蚀在化工企业中非常常
4、见。当两种不同的金属彼此物理或电气接触并浸入共同的电解质中时，或者当同一金属暴露于不同浓度的电解质中时，就会发生电化腐蚀。在电偶中，活性更高的金属（阳极）以加速的速率腐蚀，而更多的贵金属（阴极）以较慢的速率腐蚀。单独浸泡时，每种金属都会以自己的速率腐蚀。通过遵循电流系列，可以轻松确定使用哪种金属。例如，锌通常用作钢结构的牺牲阳极。电偶腐蚀对于化工企业中的海洋工业以及与海水接触的管道或金属结构的任何地方都非常重要，诸如阳极的相对大小，金属类型和操作条件，包括温度，湿度，盐度等等因素都会影响电腐蚀。阳极和阴极的表面积比直接影响材料的腐蚀速率。通常通过使用牺牲阳极来防止电偶腐蚀。 1.3化工企业中的
5、金属粉尘 金属粉尘是化工企业生产中不可避免的产物，是腐蚀的灾难性形式，当易受影响的材料暴露于具有高碳活度的环境中时，会发生腐蚀。腐蚀表现为散装金属向金属粉末的分解。其机理首先是通常在空气中由一氧化碳在金属表面上沉积石墨层，然后该石墨层形成亚稳态的金属物种，它们从金属表面迁移导致金属腐蚀。 2.加强防止腐蚀的途径 2.1阻隔涂层 防止腐蚀的最简单和最便宜的方法之一是使用阻隔涂层，如使用油漆、塑料或粉末。将包括环氧树脂、尼龙和聚氨酯在内的粉末加热到化工机械设备的金属表面以形成薄膜，塑料和蜡通常也被喷在机械设备的表面金属上。涂料起到保护设备表面免受来自腐蚀性化合物的电化学电荷的作用。如今，涂料系统实
6、际上是服务于不同功能的不同漆层的组合统称。喷在机械设备的底漆起到的是缓蚀剂的作用，中间漆层增加了涂料的总厚度，而面漆提供了对环境等外界因素的抵抗力。另外，新的涂料方式也已经被开发出来，即生物膜涂料。此方法通过在高腐蚀性环境中将某些种类的细菌膜涂在机械设备表面的金属层上，该过程大大提高了设备的耐腐蚀性;同理，产生抗生素的生物膜可以用于抑制轻度钢被硫酸盐还原细菌腐蚀。涂料最大的缺点是经常需要剥离并重新涂抹，使用不当的涂层可能会迅速失效，导致腐蚀程度增加。涂料也可能含有挥发性有机化合物，这会导致化工机械设备容易受到腐蚀。 2.2热浸镀锌 这种防腐方法主要是将钢浸入熔融的锌中。钢中的铁与锌发生反应，形
7、成紧密结合的合金涂层可以用来保护化工机械设备不被腐蚀。该工艺已有250多年的历史，已经被用于很多设备例如艺术雕塑和游乐场设备等物品的防腐，更少不了在化工企业中对化工机械设备的防腐保护。与其他防腐方法相比，镀锌因初始成本较低、可持续性和通用性而使用广泛。然而由于一定的原因，镀锌不能在现场进行，这意味着企业必须将机械设备从工作中拉出来进行处理。有些设备对于这个过程来说过大而非常不适用，迫使企业不得不放弃这个想法。此外，如果镀锌这个过程没有做好，锌可能会碎裂或剥离。而高暴露于环境元素会加速锌磨损的过程，从而导致更多的机械设备需要进行维护检查，并且从镀锌过程中释放的锌烟是有毒的。 2.3合金钢 合金钢
8、，即不锈钢，是最有效的防腐方法之一，它结合了各种金属的特性，为所保护的化工机械设备提供了额外的强度和抗力。例如，耐腐蚀的镍与抗氧化的铬结合在一起，得到一种可以在氧化和还原的化学环境中使用的合金，进一步减少了化学作用对机械设备的腐蚀能力。不同的合金在不同的条件提供抵抗力，给化工企业更大的灵活性。尽管合金钢很有效，但它是非常昂贵的，财力有限的企业可能不得不转向其他方法。不定时的监测设备表面的合金状况至关重要，因为裂纹或划痕可能导致腐蚀增加。之外，企业还需要确保维护中使用的药剂不会有腐蚀特性。 2.4阴极保护 阴极保护可以防止化工机械设备的电偶腐蚀，当两种不同的金属放在一起并暴露在腐蚀性电解液中时，
9、会发生电偶腐蚀。为了防止这种情况，需要通过提供来自另一个源头的电子来将金属表面上的活性位点转换为被动位点，通常包括具有附着在表面上或其附近的电偶阳极。用于阳极的金属包括铝、镁或锌。虽然阴极保护是非常有效的，但需要经常检查阳极，这会增加机械设备的维护成本。阴极保护还增加了设备附加结构的重量，并且在高电阻率环境中此方法并不总是有效的。另一方面，阳极会导致化工企业中的相关水下机械设备上的水流增加。 3.总结 化工企业中对机械设备的防腐能力极为重视，为机械设备选择正确的防腐方法对企业的顺利运行以及经济效益至关重要。对于各种各样的的机械设备腐蚀，有与之相对应的防腐措施。目前的防腐方法各有利弊，因此还应努力寻找出使用范围更为广泛的防腐措施，使之在之前的基礎上具有成本较低、日常维护较少、使用较为方便且不会产生毒化学物质等特点。随着社会的不断进步和快速发展，化工企业在加强化工机械设备的防腐能力方面也在不断做出改变和进步。因此，化工企业中的机械设备的腐蚀问题将会得到更加完美的解决措施。