淺談普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施

1、<p>　　淺談普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施</p><p>　　摘 要：由于機(jī)械設(shè)備的特殊性，在絕大部分企業(yè)里都會有腐蝕性的介質(zhì)，設(shè)備接觸腐蝕性介質(zhì)多，受腐蝕的速度更快，設(shè)備的腐蝕更為嚴(yán)重，因此，生產(chǎn)企業(yè)里的生產(chǎn)設(shè)備最需要完善的是有效的防腐蝕舉措，而為達(dá)到延長設(shè)備使用壽命的目的就要從設(shè)備的運(yùn)行、制造、設(shè)計(jì)等方面入手，從而降低設(shè)備的被腐蝕度。 </p><p>　　針對機(jī)械設(shè)備容

2、易出現(xiàn)被腐蝕的情況,結(jié)合了先進(jìn)知識及多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對提高機(jī)械設(shè)備防腐蝕能力的設(shè)計(jì)及措施作了有益的探討,使用適合的材料,采取恰當(dāng)?shù)姆椒?都能夠加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力,對提高機(jī)械設(shè)備的使用年限,降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等,都具有較大的意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：普通機(jī)械設(shè)備防腐設(shè)計(jì)措施 </p><p>　　中圖分類號： TU81文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p&

3、gt;<b>　　一．引言 </b></p><p>　　眾所周知，機(jī)械設(shè)備本身是金屬構(gòu)成的，只要是金屬它就會因?yàn)闇囟?、濕度等外界條件的影響，從而導(dǎo)致金屬發(fā)生銹蝕。在當(dāng)下環(huán)境中的工業(yè)企業(yè)，環(huán)境中都含有大量的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物等一些有害物質(zhì)，再加上不同的企業(yè)不同的廠房在不同環(huán)境下的溫度和濕度都較高、較大，因此在這些環(huán)境因素的綜合作用和影響之下，金屬就可能會與這些有害的物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)

4、烈的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成了腐蝕。 </p><p>　　企業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)械是保證企業(yè)進(jìn)行日常生產(chǎn)的必要生產(chǎn)設(shè)備，機(jī)械設(shè)備所要面臨的防腐問題正在逐漸受到相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注．努力提高設(shè)備的防腐能力，最大限度的延長其生產(chǎn)使用壽命，使企業(yè)生產(chǎn)成本盡量降低，已經(jīng)成為當(dāng)今企業(yè)所面臨的重點(diǎn)問題。本文針對機(jī)械設(shè)備在使用的過程當(dāng)中所產(chǎn)生的腐蝕問題、機(jī)械設(shè)備的防腐能力提高與防腐蝕涂料等問題做了簡要的說明。 </p>

5、<p>　　二．設(shè)備腐蝕發(fā)生的原因以及分類 </p><p>　　通常情況下，由于設(shè)備使用環(huán)境的特殊性，對于金屬來講其本身的結(jié)構(gòu)是極其容易發(fā)生腐蝕的，溫度、濕度以及空氣等外部的環(huán)境會直接的導(dǎo)致金屬發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。工業(yè)環(huán)境下，生產(chǎn)中都涉及到一些氧化-還原性的氣體、介質(zhì)等，加上生產(chǎn)車間的濕度較大、溫度較高，所以就會在金屬的表面發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而形成腐蝕。 </p><p>　　

6、對于腐蝕的分類，一般有兩種分類方法，一是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分類，另一種是根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的原因和表象分類。根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的機(jī)理來分，主要可以分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕主要是指金屬材料在與電解質(zhì)溶液發(fā)生接觸之后，由于會發(fā)生表面的電極反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，這種反應(yīng)一般來講是氧化還原反應(yīng)，主要因素是環(huán)境的濕度以及溫度的問題；化學(xué)腐蝕是指金屬表面與其周圍接觸的介質(zhì)會發(fā)生較為強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，從而使得金屬受到一定的損壞，這種腐蝕誘發(fā)的原因主要

7、是溫度高、環(huán)境干燥。而根據(jù)腐蝕產(chǎn)生的表象和原因分類可以分為，剝層腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕、高溫氧化腐蝕以及海洋大氣腐蝕等等。 </p><p>　　三. 機(jī)械設(shè)備腐蝕的機(jī)理 </p><p>　　腐蝕主要是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)反應(yīng),而導(dǎo)致物體出現(xiàn)了損耗或者是破壞的情況。而機(jī)械設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象,是較為普遍的。機(jī)械設(shè)備被腐蝕以后,在機(jī)械的色澤、外形以及基本性能上都可能發(fā)生變化,這就對機(jī)械設(shè)備造成了破壞,同時

8、也造成了能源方面的浪費(fèi),使企業(yè)受到了較大的虧損。 </p><p>　　1. 電化學(xué)腐蝕的機(jī)理。金屬發(fā)生的電化學(xué)腐蝕，主要就是因?yàn)榻饘俚谋砻鎸优c離子導(dǎo)電介質(zhì)所發(fā)生的電化學(xué)作用，從而遭到了破壞。任何按照電化學(xué)機(jī)理所產(chǎn)生的腐蝕，都會包含至少一個的陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，同時還會通過金屬內(nèi)部的電子流，以及在介質(zhì)中的離子流進(jìn)行聯(lián)系。 </p><p>　　陽極所發(fā)生的是氧化過程，主要就是金屬離子從金屬

9、中轉(zhuǎn)移出來，轉(zhuǎn)移至介質(zhì)中，同時放出電子流，然后與介質(zhì)中所存在的離子流進(jìn)行聯(lián)系，結(jié)合到一起。 </p><p>　　而陰極反應(yīng)則相對的是介質(zhì)中的氧化劑組成成分，通過吸收來自于陽極的電子進(jìn)行還原的過程。電化學(xué)腐蝕因?yàn)殡娏鞑粫ν膺M(jìn)行做工，都會在腐蝕電池的內(nèi)陰極發(fā)生自耗反應(yīng)，這樣的反應(yīng)，無疑就會加快金屬被腐蝕的速度。 </p><p>　　2. 工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理 。在工業(yè)污染較為嚴(yán)重的地區(qū)中，空

10、氣中所包含的 CO2、SO2、硫化物、氫氧化物以及鹽等揮發(fā)物，還包括一些工業(yè)粉塵，這些都是一些腐蝕性的介質(zhì)。在以上介質(zhì)物中，在潮濕的條件情況下，酸性氣體就會與水結(jié)合生成無機(jī)酸，而這些酸就具有極強(qiáng)的腐蝕作用。例如一些鐵制的合金，在這樣的介質(zhì)中，就會發(fā)生一連串的化學(xué)反映，致使鋼材被嚴(yán)重的破壞。 </p><p>　　在工業(yè)大氣的環(huán)境下，機(jī)械腐蝕是由電化學(xué)腐蝕和直接化學(xué)腐蝕綜合作用的。從電化學(xué)腐蝕以及化學(xué)腐蝕的本質(zhì)來看

11、，都是因?yàn)榻饘僭釉谑ル娮右院笞兂呻x子的一個氧化過程。其主要的區(qū)別就是發(fā)生的環(huán)境背景不同而已，化學(xué)腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)在高溫、干燥的環(huán)境中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，而電化學(xué)腐蝕則是發(fā)生在潮濕的環(huán)境下，發(fā)生的氧化過程。 </p><p>　　四．機(jī)械設(shè)備的防腐蝕設(shè)計(jì) </p><p>　　金屬材料極容易遭到腐蝕破壞，所以在機(jī)械設(shè)備的采購過程中，應(yīng)該要對機(jī)械設(shè)備的采購選用、安裝使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合的考

12、慮，并且要選擇合適的配套附件，對設(shè)備的附件功能以及防腐蝕設(shè)計(jì)，具有相同的重要作用。 </p><p>　　1. 材料的選擇。被用在制造業(yè)中的機(jī)械設(shè)備材料，大多都是碳素鋼。這種鋼價格較低，同時采購較為方便，而且便于對其進(jìn)行加工。這樣的鋼在普通的工作環(huán)境中使用，不會發(fā)生較大的腐蝕，對機(jī)械設(shè)備的使用，也不會造成較大的危害。但是如果是在企業(yè)中使用，其工作環(huán)境就可能會對其造成較為嚴(yán)重侵蝕。 </p><

13、p>　　例如常用的 Q235 鋼，在濃度較高的腐蝕性介質(zhì)中，其腐蝕速度十分的高，即使對設(shè)備進(jìn)行防腐涂漆，但是很容易造成漆膜出現(xiàn)局部脫落或是劃傷，也可能會致使其腐蝕面積不斷擴(kuò)展，大大降低了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。因此，企業(yè)通常都不會選擇使用這樣的材料，而選擇一些具有耐腐蝕性能的普通低合金鋼，作為機(jī)械設(shè)備的制造基材。低合金鋼的價格雖然稍高，但是其所能夠取得的總體經(jīng)濟(jì)效益，要比碳鋼好很多。 </p><p>　　2.

14、 結(jié)構(gòu)與工藝。如果機(jī)械構(gòu)件的集合形狀設(shè)計(jì)，過于復(fù)雜或是不合理，就可能會引起熱應(yīng)力、積塵、機(jī)械應(yīng)力以及積液等缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致接卸的局部發(fā)生腐蝕情況，因此應(yīng)該從防腐蝕的角度對結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合性的考慮，通常情況下，要符合以下要求： </p><p>　　（1）. 機(jī)械構(gòu)件的形狀易簡單； </p><p>　　（2）. 防止機(jī)械構(gòu)件表面有傷痕或是遭到損壞； </p><p>

15、;　　（3）. 機(jī)械構(gòu)件應(yīng)該盡量選擇使用同一種金屬材料； </p><p>　?。?）. 盡量減少機(jī)械構(gòu)件中存在的縫隙； </p><p>　?。?）. 選擇較為優(yōu)質(zhì)的防銹漆以及結(jié)構(gòu)形式，以便于保證腐蝕介質(zhì)與機(jī)械構(gòu)件能夠完全隔離，尤其是要注意對焊縫進(jìn)行涂漆，較為合理的涂漆結(jié)構(gòu)，能夠保證構(gòu)件的任何一面或部位，都能夠進(jìn)行涂漆； </p><p>　　（6）. 防止殘余水

16、分在機(jī)械設(shè)備上有滯留情況，在設(shè)計(jì)的時候要盡量避免具有向上的容器狀凹處，如果不能夠盡量避免，應(yīng)該要設(shè)置排水孔； </p><p>　　（7）. 在對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行焊接時，要盡量防止出現(xiàn)應(yīng)力集中或者是內(nèi)應(yīng)力的現(xiàn)象，要盡量采取連續(xù)的焊接工藝，間斷的焊接就容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力； </p><p>　?。?）. 要盡量避免出現(xiàn)焊接缺陷，例如咬邊、焊瘤、未焊透等現(xiàn)象，這些都可能會導(dǎo)致其形成新的腐蝕點(diǎn)。例如咬邊

17、就可能會導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)力集中，其凹陷邊也可能會形成夾縫，而焊瘤不僅僅會造成應(yīng)力集中，還會致使焊瘤與母材之間形成一定的夾縫。以上這兩種焊接缺陷，都會造成較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象； </p><p>　?。?）. 為了能夠進(jìn)一步防止發(fā)生縫隙腐蝕現(xiàn)象，對于構(gòu)件的連接處的夾縫，要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。對于常見的構(gòu)件連接形式，主要包括對接以及搭接兩種，這樣的連接中應(yīng)該采用焊接的連接，同時還應(yīng)該采取雙面連續(xù)的填角焊接，同時對于對接的接頭

18、，還應(yīng)該采用雙面連續(xù)的對接焊接，進(jìn)而避免出現(xiàn)縫隙腐蝕的情況發(fā)生。 </p><p>　　五．設(shè)備的防腐蝕方法 </p><p>　　對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行防腐蝕的方法有很多，主要就是為了能夠改善金屬本身的特質(zhì)，將腐蝕介質(zhì)能夠與被保護(hù)的金屬進(jìn)行隔開，或者是對金屬表面進(jìn)行合理的處理，以改善電化學(xué)保護(hù)以及腐蝕環(huán)境等等。電化學(xué)保護(hù)法，主要就是依據(jù)電化學(xué)的相關(guān)原理，進(jìn)而在金屬設(shè)備上采用一定的措施，進(jìn)而使之能

19、夠成為腐蝕電池中的陰極，從而減輕甚至是防止金屬腐蝕的方法，主要包括外加電流法以及犧牲陽極保護(hù)法。 </p><p>　　外加電流法，主要是指將保護(hù)金屬與另一個附加電極作為電池的兩極，同時將被保護(hù)的金屬作為電池的印記，然后在外加直流電的作用之下，對陰極進(jìn)行保護(hù)； </p><p>　　而犧牲陽極保護(hù)法，是采用電極電勢將被保護(hù)的金屬或是合金，作為電池的陽極，將其固定在被保護(hù)的金屬表面上，從而形

20、成了腐蝕電池，而被保護(hù)金屬作為陰極，從而得到保護(hù)。 </p><p>　　根據(jù)電化學(xué)的相關(guān)腐蝕原理，采取犧牲陽極保護(hù)法對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保護(hù)是一種較為科學(xué)、合理且有效的方法。而目前，各個國家也廣泛的采用此方法，將其應(yīng)用在各種較容易發(fā)生腐蝕的機(jī)械設(shè)備上，對其進(jìn)行保護(hù)，并取得了較好的效果。 </p><p>　　合理選材，優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)備的腐蝕與設(shè)備的材料息息相關(guān)，在材料的選擇過程中，要圍繞腐蝕

21、發(fā)生的情況，注重選材的合理，要充分的考慮到介質(zhì)的性質(zhì)、環(huán)境的溫度以及運(yùn)行的壓力等等，根據(jù)原料的要求設(shè)計(jì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和類型。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該圍繞設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行中的生產(chǎn)要求和應(yīng)力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要注重一下幾個方面：首先是產(chǎn)品的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求應(yīng)該要與生產(chǎn)產(chǎn)品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和流暢性，防止具有腐蝕性能的介質(zhì)的停頓、熱負(fù)荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結(jié)和腐蝕產(chǎn)物的累積；最后是要注意對于外力的保護(hù)，防止因交變應(yīng)力而

22、引起的疲勞腐蝕。 </p><p>　　電化學(xué)保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)作為一種有效的、既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的防腐蝕手段，在企業(yè)防腐蝕領(lǐng)域中已引起廣泛的重視和應(yīng)用。它是指利用外部電流使金屬（包括合金）腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)，可分為陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。 </p><p>　　在金屬表面上通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負(fù)，并使金屬溶解速度減小被稱為陰極保護(hù)。被保護(hù)的設(shè)備在結(jié)構(gòu)上有一定

23、的要求，通常情況下是不宜太復(fù)雜，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備在靠近輔助陽極部位電流密度大，遠(yuǎn)離輔助陽極部位電流密度小，得不到足夠的保護(hù)電流。甚至不起保護(hù)作用，會產(chǎn)生所謂的“遮蔽現(xiàn)象”。陰極保護(hù)不僅要求設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，還要求設(shè)備所處環(huán)境的介質(zhì)腐蝕性并不是很強(qiáng)，這種保護(hù)方法主要用于防止土壤、海水等中性介質(zhì)中的金屬腐蝕。 </p><p>　　陽極保護(hù)是將外加直流電源的正極與被保護(hù)的金屬構(gòu)件相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構(gòu)件陽極極化至一

24、定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設(shè)備得到保護(hù)。對于沒有飩化特征的金屬，不能采用陽極保護(hù)。主要應(yīng)用在硫酸生產(chǎn)中的結(jié)構(gòu)物（如碳鋼儲槽、各種換熱器、三氧化硫發(fā)生器等）和氨水及銨鹽溶液中的結(jié)構(gòu)物（如碳化塔、氨水儲槽等）。 </p><p>　　在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中先考慮采用陽極保護(hù)；在既可采用陽極保護(hù)，也可采用陰極保護(hù)，并且二者保護(hù)效果相差不多的情況下，則應(yīng)優(yōu)先考慮采用陰極保護(hù)；如

25、果氫脆不能忽略，則要采用陽極保護(hù)。 </p><p>　　緩蝕劑。緩蝕劑是一種向緩蝕體系中添加適當(dāng)濃度，就能顯著降低金屬的腐蝕速度而對腐蝕劑濃度影響很小的化學(xué)物質(zhì)。緩蝕劑的用量很少，雖然它不能改變金屬在介質(zhì)中的腐蝕傾向，但它能在金屬表面形成保護(hù)膜，從而減緩金屬的腐蝕速度，從而抑制金屬的腐蝕。與其他防腐蝕方法相比緩蝕劑具有使用方便、經(jīng)濟(jì)、有效的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于石油普通、機(jī)械制造、交通等工業(yè)部門，并在某些工業(yè)生產(chǎn)中

26、成為不可取代的重要防護(hù)措施，列入到生產(chǎn)工藝或操作規(guī)程中。 </p><p><b>　　六．結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的進(jìn)程也逐漸的加快，工業(yè)對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)日益重要。機(jī)械設(shè)備是工業(yè)發(fā)展中一個不可缺少的部分，其正常運(yùn)行直接會關(guān)系到工程項(xiàng)目的正常生產(chǎn)和運(yùn)作。腐蝕，是機(jī)械設(shè)備發(fā)生的常見問題，這主要是由于機(jī)械設(shè)備在日常的環(huán)境中由于

27、空氣以及水分等因素而發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損耗或者是破壞的狀況。機(jī)械設(shè)備在被腐蝕之后會在其色澤、外形以及基本的性能方面發(fā)生變化，從而影響設(shè)備的正常使用和生產(chǎn)，也會給相關(guān)的企業(yè)帶來一定的損失。所以，對于設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。腐蝕介質(zhì)廣泛地存在于企業(yè)的日常生產(chǎn)工作環(huán)境中，在這樣的環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度通常會更加嚴(yán)重也更快，所造成的損失也較大。因此要加強(qiáng)行業(yè)機(jī)械設(shè)備的防腐蝕能力，對提高機(jī)械設(shè)備的使用年限，降低企業(yè)

28、的生產(chǎn)成本等，都具有較大的意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 劉春榮LIU Chun-rong淺談普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施[期刊論文] 《裝備制造技術(shù)》 -2011年10期 </p><p>　　[2] 韓晗 王鑫 董亮 淺議普通機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施 [期刊論文] 《中國普通貿(mào)易》 -

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