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摘要：在化工企业中，化工机械设备的腐蚀是普遍存在的现象，这是由化工生产的本质所决定的。对化工机械设备的腐蚀不仅仅有来自生产溶液方面的腐蚀，同时还存在工业大气中二氧化硫等有害物质的腐蚀。本文首先简要的分析了化工机械设备腐蚀的种类，并深入的探讨了产生腐蚀的原因。最后，为有效的预防化工机械设备的腐蚀，提出了提高化工机械设备防腐能力的有效途径。对化工机械设备进行防腐不仅仅可以延长化工设备的使用寿命，同时将为化工企业带来更大的经济效益，促进经济的发展。
关键字：化工机械设备 化学腐蚀 电化学腐蚀 防腐 设计
前言：
腐蚀是由于化学作用使得物体受到破坏或消耗。腐蚀的定义具有广义和狭义之分：从广义的角度来讲，腐蚀是材料与环境之间发生了电化学或者化学作用，从而使得材料的功能受到一定的破坏或消耗；从狭义的角度来讲，腐蚀是金属物质同环境之间发生了物理的以及化学的作用，从而使得金属物质的性能发生了改变，造成了环境、金属以及其系统受到了损失的现象。在化工行业中，化工机械发生腐蚀是比较普遍的现象，该过程是自发的。当化工机械设备受到腐蚀后，其色泽、外形以及机械性能等方面都会发生相应的变化，不仅仅造成设备的损坏，同时也严重的浪费了资源和能源，对企业造成巨大的损失。因此，为有效的防止化工机械设备的损失，需要研究化工机械设备发生腐蚀的原因，采取相应的保护措施，提高化工机械设备的防腐能力。不仅仅可以降低对能源和资源的消耗，同时也能促进经济的健康发展。
1 化工机械设备腐蚀的种类
1.1化学腐蚀
化学腐蚀是化工机械设备中常见的腐蚀类型之一。是金属的表面同周围的环境发生相应的化学反应，产生新的氧化物，对金属设备造成损坏。化学腐蚀主要是在高温干燥的环境中金属设备同腐蚀介质之间发生作用造成的。
1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀也是化工机械设备腐蚀重要的种类之一，它主要是由于化工机械设备同电解质溶液发生接触，通过电极反应而对化工机械设备产生的腐蚀。该类腐蚀的原理主要是发生了氧化还原反应。不同于化学腐蚀，该类腐蚀主要发生在潮湿的环境中。
2化工机械设备腐蚀产生的机理
2.1电化学腐蚀机理
化工机械设备的主要应用决定了电化学腐蚀是一种重要的类型。金属的电化学腐蚀主要是指在离子导电介质中，电解质溶液同金属表面之间发生化学反应，造成金属表面受到损坏的过程。在电化学腐蚀中存在电极的氧化还原反应，因此在电化学的腐蚀的机理中至少存在一个阳极反应和一个阴极反应，通过介质中的电子流和金属内部的电子流联系在一起。在阳极发生氧化反应，金属材料中的金属离子失去电子进入电解质溶液中；在阴极发生还原反应，介质中的氧化剂得到阳极释放的离子。化工机械设备中常采用的金属构件是由碳钢组成的，当与酸溶液接触时，在阳极的反应作用下，亚铁离子被氧化成为二价铁离子。在该过程中失去的电子向阴极方向流动，当遇到氢离子时，与氢离子发生反应，产生氢气。就电化学反应的过程来看，其实是在金属内部形成了短路的原电池，发生了电子的回路短接。在该过程中产生的电流并不对外做功，而只是消耗在阴极的还原反应中，对阴极也产生了一定的腐蚀作用。
2.2 工业大气的腐蚀机理
在一些地区，特别是工业污染较重的地区，在空气中含有较高浓度的二氧化硫、硫化氢等挥发物以及工业粉尘等，这些物质都是一些腐蚀性较强的物质，在潮湿的环境中会生成无机酸。像化工机械设备此类金属设备在遇到该类介质时，很容易发生连锁反应，从而造成化工机械设备的损坏。
化工机械设备所使用的碳钢等材料在工业大气中所产生的腐蚀是电化学腐蚀同直接化学腐蚀的结合。在工业大气中所含的二氧化硫能够形成酸雨，对设备的腐蚀是最为严重的。
3 提高化工机械防腐能力的措施
3.1从化工机械设计方面控制腐蚀
为有效的防止化工机械设备的腐蚀，特别需要对金属部分进行防腐，这对延长设备的寿命以及稳定运行具有重要的意义。
（一）材料的选择。目前，化工机械设备中常采用的材料是碳钢，该类材料来源广泛、加工方便并且价格低廉，普通的工作环境中的腐蚀对其的危害并不是很大，但是如果是遇到高浓度的环境就会对设备产生较严重的损坏。因此，为避免该类现象的发生需要选用耐腐蚀的金属材料。在耐腐蚀材料的选择中要遵循一定的原则：首先，详细的了解腐蚀环境，例如介质的浓度、成分以及操作的压力、温度；不同材料的接触状态；对温度、压力的应力等；然后，考虑设备的结构、产品的相应要求以及设备的类型等；最后，必须考虑设计预期的使用年限的问题，在满足生产装置的要求的前提下，从施工费、材料费以及维修费等综合考虑，在最大限度的降低设备的腐蚀情况下，延长设备的使用周期。
（二）从强度设计上考虑防腐
正由于化工设备长期处于高浓度的环境中，会造成设备的机械零件强度下降甚至损坏。因此，在进行化工设备的腐蚀时要特别考虑设备及其零件的强度问题。在化工机械设备零件的设计上不仅仅要保证机械的正常运行强度，同时要考虑腐蚀情况的强度。即机械构件不仅仅要满足刚度以及强度要求，还需要留有一定的腐蚀余量。其值一般为设备设计寿命腐蚀深度的两倍左右。
（三）从结构和工艺设计上防腐
如果化工机械设备构件的结构设计不合理，会引起热应力、机械应力等缺陷，从而造成缝隙腐蚀、氧化腐蚀等情况的发生。因此，化工设备在结构以及工艺的设计时要从腐蚀的角度进行综合性的考虑。首先，机械构件的形状不要过于复杂，选用同一种材料。设备中固体的沉降以及局部液体的残留不仅仅发生在设备操作过程中，在设备静止时也会发生。因此，在设计时要避免排液不尽以及死角发生的区域。
其次，尽量减少缝隙的存在。在化工机械设备中存在缝隙是很普遍的问题，在液体流通不畅的地方容易产生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀的发生又容易引发应力腐蚀等情况，对设备造成极大的损坏。为避免残余水分对化工机械设备的损坏，在设计时使用向上的容器，如果仍然不能避免，则需要设置排水孔。良好的结构设计是防止缝隙腐蚀最有效的方法。 （四）表面涂层法。在化工机械设备表面涂漆是最直观也是最直接的防腐方法。为保证腐蚀介质同构件之间的完全隔离，需要选用合适的防锈漆，在涂漆时要特别注意焊缝处的涂漆。涂层防护不改变设备的强度以及结构，仅仅是在设备的外层涂以防护层，使得设备与周围的介质的分离。目前，使用较为普遍的防腐涂料有环氧树脂、酚醛树脂等。为保证防腐的效果，不仅仅要对漆膜的防锈能力、漆刷能力、漆膜的老化问题以及机械性质等有严格的要求，同时要充分的了解涂漆对象的表面状态、材质、施工环境、性质以及相应的使用条件等。
3.2 采用电化学方法控制腐蚀
电化学保护的措施主要还是依据电化学的相关原理，对金属设备采取相应的措施，使其成为阳极，这样可以有效的减轻甚至防止腐蚀。电化学保护法主要有牺牲阳极保护法和外加电流法两种类型。
（1）牺牲阳极保护法。该方法是采用电极电势比被保护的金属更低的金属作为电池中的阳极，固定在被保护的金属上，从而被保护金属作为阴极得到保护。例如，利用金属锌的电极电势比金属铁的性质在金属器件上连接锌，这样锌作为电池的阳极，可以代替铁而溶解，从而保护化工机械设备中的铁金属受到腐蚀。该类牺牲阳极保护法是一种常采用锌、铝及其合金作为阳极保护的金属材料。目前，在很多的化工企业中已经采用了该类方法对地下管道、化工设备等进行保护，已经取得了良好的效果。
（2）外加电流法。该类方法是采用外加电源的方法来保护金属。需要被保护的金属接在电源的负极上，作为电池中的阴极，这样可以免除腐蚀。将电源的正极接到一些废钢铁上，这样废钢铁作为阳极。外加的电流可以使得阴极的电势朝着负的方向移动，从而保护金属免受腐蚀。该类方法不同于牺牲阳极保护法的地方是该法是采用外加电源来提供电流。
结论
在化工企业中可以说是腐蚀无处不在，因此化工机械设备也处于腐蚀的环境中。由此造成的化工设备的腐蚀比较严重同时速度也较快，对化工企业造成了较大的损失。因此，在化工企业中加强对化工机械设备的防腐不仅仅可以延长机械设备的使用寿命，同时可以降低化工企业的生产成本，为化工企业创造更大的经济效益。
参考文献
[1] 梁军. 加强化工机械设备防腐能力的途径[J]. 科技致富向导.2012（6）
[2] 刘春荣， LIU Chun-rong. 浅谈化工机械设备的防腐设计及措施[J]. 装备制造技术. 2011（10）
[3] 李树义.浅谈如何提高化工机械防腐能力[期刊论文]-中国石油和化工标准与质量2011，31（4）
[4] 张亚娟.高泽吉.孙延龙.许雄轩.提高化工机械防腐能力的有效路径[期刊论文]-中国石油和化工标准与质量2011，31（5）
[5] 宋立超.郭全贵.机械技术在化工设备中的应用探讨[期刊论文]-黑龙江科技信息2011（28）
[6] 邵珠群.化工机械防腐改进路径探索[期刊论文]-科技创新导报2011（28）
[7] 彭芳；赵剑；曹晓锋.浅谈机械设备和基础设施的腐蚀与防护.[J]. 2009（06）
[8] 宋欣.冯丽锋.提高化工机械设备防腐蚀能力探讨[期刊论文]-石油和化工设备2011，14（4）
关键字：化工机械设备 化学腐蚀 电化学腐蚀 防腐 设计
前言：
腐蚀是由于化学作用使得物体受到破坏或消耗。腐蚀的定义具有广义和狭义之分：从广义的角度来讲，腐蚀是材料与环境之间发生了电化学或者化学作用，从而使得材料的功能受到一定的破坏或消耗；从狭义的角度来讲，腐蚀是金属物质同环境之间发生了物理的以及化学的作用，从而使得金属物质的性能发生了改变，造成了环境、金属以及其系统受到了损失的现象。在化工行业中，化工机械发生腐蚀是比较普遍的现象，该过程是自发的。当化工机械设备受到腐蚀后，其色泽、外形以及机械性能等方面都会发生相应的变化，不仅仅造成设备的损坏，同时也严重的浪费了资源和能源，对企业造成巨大的损失。因此，为有效的防止化工机械设备的损失，需要研究化工机械设备发生腐蚀的原因，采取相应的保护措施，提高化工机械设备的防腐能力。不仅仅可以降低对能源和资源的消耗，同时也能促进经济的健康发展。
1 化工机械设备腐蚀的种类
1.1化学腐蚀
化学腐蚀是化工机械设备中常见的腐蚀类型之一。是金属的表面同周围的环境发生相应的化学反应，产生新的氧化物，对金属设备造成损坏。化学腐蚀主要是在高温干燥的环境中金属设备同腐蚀介质之间发生作用造成的。
1.2电化学腐蚀
电化学腐蚀也是化工机械设备腐蚀重要的种类之一，它主要是由于化工机械设备同电解质溶液发生接触，通过电极反应而对化工机械设备产生的腐蚀。该类腐蚀的原理主要是发生了氧化还原反应。不同于化学腐蚀，该类腐蚀主要发生在潮湿的环境中。
2化工机械设备腐蚀产生的机理
2.1电化学腐蚀机理
化工机械设备的主要应用决定了电化学腐蚀是一种重要的类型。金属的电化学腐蚀主要是指在离子导电介质中，电解质溶液同金属表面之间发生化学反应，造成金属表面受到损坏的过程。在电化学腐蚀中存在电极的氧化还原反应，因此在电化学的腐蚀的机理中至少存在一个阳极反应和一个阴极反应，通过介质中的电子流和金属内部的电子流联系在一起。在阳极发生氧化反应，金属材料中的金属离子失去电子进入电解质溶液中；在阴极发生还原反应，介质中的氧化剂得到阳极释放的离子。化工机械设备中常采用的金属构件是由碳钢组成的，当与酸溶液接触时，在阳极的反应作用下，亚铁离子被氧化成为二价铁离子。在该过程中失去的电子向阴极方向流动，当遇到氢离子时，与氢离子发生反应，产生氢气。就电化学反应的过程来看，其实是在金属内部形成了短路的原电池，发生了电子的回路短接。在该过程中产生的电流并不对外做功，而只是消耗在阴极的还原反应中，对阴极也产生了一定的腐蚀作用。
2.2 工业大气的腐蚀机理
在一些地区，特别是工业污染较重的地区，在空气中含有较高浓度的二氧化硫、硫化氢等挥发物以及工业粉尘等，这些物质都是一些腐蚀性较强的物质，在潮湿的环境中会生成无机酸。像化工机械设备此类金属设备在遇到该类介质时，很容易发生连锁反应，从而造成化工机械设备的损坏。
化工机械设备所使用的碳钢等材料在工业大气中所产生的腐蚀是电化学腐蚀同直接化学腐蚀的结合。在工业大气中所含的二氧化硫能够形成酸雨，对设备的腐蚀是最为严重的。
3 提高化工机械防腐能力的措施
3.1从化工机械设计方面控制腐蚀
为有效的防止化工机械设备的腐蚀，特别需要对金属部分进行防腐，这对延长设备的寿命以及稳定运行具有重要的意义。
（一）材料的选择。目前，化工机械设备中常采用的材料是碳钢，该类材料来源广泛、加工方便并且价格低廉，普通的工作环境中的腐蚀对其的危害并不是很大，但是如果是遇到高浓度的环境就会对设备产生较严重的损坏。因此，为避免该类现象的发生需要选用耐腐蚀的金属材料。在耐腐蚀材料的选择中要遵循一定的原则：首先，详细的了解腐蚀环境，例如介质的浓度、成分以及操作的压力、温度；不同材料的接触状态；对温度、压力的应力等；然后，考虑设备的结构、产品的相应要求以及设备的类型等；最后，必须考虑设计预期的使用年限的问题，在满足生产装置的要求的前提下，从施工费、材料费以及维修费等综合考虑，在最大限度的降低设备的腐蚀情况下，延长设备的使用周期。
（二）从强度设计上考虑防腐
正由于化工设备长期处于高浓度的环境中，会造成设备的机械零件强度下降甚至损坏。因此，在进行化工设备的腐蚀时要特别考虑设备及其零件的强度问题。在化工机械设备零件的设计上不仅仅要保证机械的正常运行强度，同时要考虑腐蚀情况的强度。即机械构件不仅仅要满足刚度以及强度要求，还需要留有一定的腐蚀余量。其值一般为设备设计寿命腐蚀深度的两倍左右。
（三）从结构和工艺设计上防腐
如果化工机械设备构件的结构设计不合理，会引起热应力、机械应力等缺陷，从而造成缝隙腐蚀、氧化腐蚀等情况的发生。因此，化工设备在结构以及工艺的设计时要从腐蚀的角度进行综合性的考虑。首先，机械构件的形状不要过于复杂，选用同一种材料。设备中固体的沉降以及局部液体的残留不仅仅发生在设备操作过程中，在设备静止时也会发生。因此，在设计时要避免排液不尽以及死角发生的区域。
其次，尽量减少缝隙的存在。在化工机械设备中存在缝隙是很普遍的问题，在液体流通不畅的地方容易产生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀的发生又容易引发应力腐蚀等情况，对设备造成极大的损坏。为避免残余水分对化工机械设备的损坏，在设计时使用向上的容器，如果仍然不能避免，则需要设置排水孔。良好的结构设计是防止缝隙腐蚀最有效的方法。 （四）表面涂层法。在化工机械设备表面涂漆是最直观也是最直接的防腐方法。为保证腐蚀介质同构件之间的完全隔离，需要选用合适的防锈漆，在涂漆时要特别注意焊缝处的涂漆。涂层防护不改变设备的强度以及结构，仅仅是在设备的外层涂以防护层，使得设备与周围的介质的分离。目前，使用较为普遍的防腐涂料有环氧树脂、酚醛树脂等。为保证防腐的效果，不仅仅要对漆膜的防锈能力、漆刷能力、漆膜的老化问题以及机械性质等有严格的要求，同时要充分的了解涂漆对象的表面状态、材质、施工环境、性质以及相应的使用条件等。
3.2 采用电化学方法控制腐蚀
电化学保护的措施主要还是依据电化学的相关原理，对金属设备采取相应的措施，使其成为阳极，这样可以有效的减轻甚至防止腐蚀。电化学保护法主要有牺牲阳极保护法和外加电流法两种类型。
（1）牺牲阳极保护法。该方法是采用电极电势比被保护的金属更低的金属作为电池中的阳极，固定在被保护的金属上，从而被保护金属作为阴极得到保护。例如，利用金属锌的电极电势比金属铁的性质在金属器件上连接锌，这样锌作为电池的阳极，可以代替铁而溶解，从而保护化工机械设备中的铁金属受到腐蚀。该类牺牲阳极保护法是一种常采用锌、铝及其合金作为阳极保护的金属材料。目前，在很多的化工企业中已经采用了该类方法对地下管道、化工设备等进行保护，已经取得了良好的效果。
（2）外加电流法。该类方法是采用外加电源的方法来保护金属。需要被保护的金属接在电源的负极上，作为电池中的阴极，这样可以免除腐蚀。将电源的正极接到一些废钢铁上，这样废钢铁作为阳极。外加的电流可以使得阴极的电势朝着负的方向移动，从而保护金属免受腐蚀。该类方法不同于牺牲阳极保护法的地方是该法是采用外加电源来提供电流。
结论
在化工企业中可以说是腐蚀无处不在，因此化工机械设备也处于腐蚀的环境中。由此造成的化工设备的腐蚀比较严重同时速度也较快，对化工企业造成了较大的损失。因此，在化工企业中加强对化工机械设备的防腐不仅仅可以延长机械设备的使用寿命，同时可以降低化工企业的生产成本，为化工企业创造更大的经济效益。
参考文献
[1] 梁军. 加强化工机械设备防腐能力的途径[J]. 科技致富向导.2012（6）
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