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摘要 :冶金机械材料被腐蚀的可能性较大,且多方面 因素均能够成为其发生腐蚀的影响因素,为了提升冶金机械材料的应用价值,有必要对相应的防腐蚀策略进行科学 合理的设计。因此,本文针对冶金机械材料发生腐蚀的原因进行分析, 并提出相应的防腐策略。
关键词 :冶金机械材料 ;腐蚀原因 ;防腐措施
在冶金机械材料中,采用适当的防腐技术,既可以提 高其使用价值,也可以促进经济效益提升,由此可见,不 仅需要对冶金机械材料的腐蚀状况进行深入的分析和探 讨,归纳总结出主要的影响因素,并根据实际来制定针对 性措施, 从而达到有效地控制金属材料的腐蚀问题。
1 冶金机械材料腐蚀的原因
1.1 结构工艺不合理
冶金设备的耐蚀性与其加工技术有很大关联。目前, 在冶金设备腐蚀状况的治理中,缝隙腐蚀、氧化腐蚀等问 题一直没有得到足够的重视,没有相应的防治措施,很难 有效地避免腐蚀。在实施防腐构造工艺时,由于无法通过 实践来检验其使用的效果,从而使其无法进行全面的研 究,对于防腐构造工艺的应用价值并未深入了解,导致在 开展结构工艺时,未得到有效的落实,面对粉尘积压等问 题时,并没有针对问题进行分析,导致无法合理地调整机 械构造的技术。
1.2 材料选择不合理
在使用防腐技术的时候,由于没有完全掌握材料在腐 蚀状态下的作用,在选用合适的材质时,并不能很好地利 用材料来控制金属设备的腐蚀性。目前,我国钢铁企业大 多采用钢铁为主,其生产工艺中,材料成本分析不全面, 材料应用主体被忽略,而一些冶金机械设备在实施材料筛 选时,由于不全面理解高腐蚀性材料的结构,无法有效地 避免大面积腐蚀, 从而影响整个工艺应用的优化。
针对部分冶炼机械设备,无法进行高强度的腐蚀性物 质的检测,无法完全理解这些物质的危害,也无法确定这 些物质对装置的使用年限造成的不良后果,没有采取科 学、合理的方法来避免这些问题,从而降低了冶金机械材 料的应用合理性。此外, 一些冶金机械在选用金属材料时, 没有注意到防锈涂层技术的应用,从而无法有效地提高金 属机械的耐蚀性, 从而影响到冶金机械的使用效率。
1.3 对外部力量不够关注
目前,一些冶金机械在使用防腐技术时,只注重其化 学成分,而忽略了外界的影响,在使用防腐技术时,无法 准确地确定外力的作用,从而无法对其进行合理的防腐措 施,从而使机器的腐蚀状况无法得到有效地控制。而且, 由于没有足够的时间去关注热处理方式所带来的影响,因 此,在冶炼机械设备上,由于没有足够的时间去关注组织 的应力,造成了冶金设备在使用中所受到的巨大的压力, 使金属的内部变形加剧,增加了对材料的处理能力,从而 降低了使用的效率。
1.4 机械零部件防腐蚀技术不合理应用
在使用防腐技术的时候,很多冶金机械对其使用的价 值并不清楚,也没有足够的关注表面的锈蚀,未对损坏的 零件进行修复, 导致防腐技术也没得到有效应用。
1.5 设备自身原因
事实上, 不同的材料和结构, 都会产生不同的耐蚀性。 一般情况下,密度较高的材料比粗制的材料具有更好的抗 腐蚀性,但在结构连接和突出部位的情况下,容易发生腐 蚀,比如缝隙等。而且,越是粗糙的装备,越是容易被侵 蚀,腐蚀的时间也就会越来越长, 而如果装备的表面光洁, 再加上一层保护层,那么,就不会再出现这种情况了。金 属表面的灰尘、积液等各种因素都会导致腐蚀速度加快。
1.6 生产环境的影响
可以把冶炼过程中的环境看作是一种腐蚀性的介质, 冶炼期间,腐蚀速度会提升。但在普通的环境下,添加了 熔化的煤质,会造成冶金机械的腐蚀状况,并且会逐步恶 化。而且, 随着冶炼过程的进行, 随着温度的升高, 介质的 温度也会随之升高, 而压力也会随之增大, 从而加速侵蚀, 而随着高温的升高,金属的接触面积也会越来越大,从而 加速侵蚀的过程。
2 冶金机械材料腐蚀类型
2.1 全面腐蚀
这一种类型是指冶金材料表面全面发生腐蚀,这是因 为冶金材料与一些腐蚀性的溶液接触时所导致,使整个冶 金机械材料被全面腐蚀。一旦出现全面腐蚀,导致材料被 破坏,使得整个冶金机械材料的表面均匀度不足。全面腐 蚀针对冶金机械材料质量的影响较大,致使后续冶金机械材料不能正常使用。
2.2 缝隙腐蚀
在冶金机械材料表面缝隙处出现腐蚀,那么就是丰富 腐蚀,这也是导致隐蔽区域质量不合格的原因。在各类腐 蚀中,缝隙腐蚀最为常见,因为冶金机械材料有着较多的 连接点和缝隙,那么就为腐蚀创造机会,从而导致出现缝 隙腐蚀。不管是中性腐蚀液还是酸性液,都会影响冶金机 械材料质量,比如活性阴离子最容易导致冶金机械材料出 现缝隙腐蚀,如果工作人员没有及时发现,会使得腐蚀程 度越来越高, 最终破坏冶金机械材料。
2.3 点蚀
点蚀是指在冶金机械材料表面较为集中的腐蚀情况, 逐渐是向内腐蚀。除去缝隙腐蚀外,点蚀是冶金机械材料 较为常见的一种形式。正常情况下,在冶金机械材料与特 殊离子产生反应,那么冶金机械材料就容易出现点蚀情 况。点蚀的隐蔽性更强,具有更大的破坏力,因为破坏面 积小,是纵深破坏,因此很难在第一时间发现,长时间下 会导致冶金机械材料被穿孔。
2.4 应力腐蚀
应力腐蚀是指冶金机械材料在特定环境下,受到应力 导致腐蚀。冶金机械材料往往周围环境复杂,存在着酸性 气体,那么就会导致这些气体与冶金机械材料产生反应。 存在硫化物,会导致冶金机械材料向内部所深入,遇到夹 杂、孔隙等问题,都会导致引起氢脆。氢脆和硫化物在拉 应力的作用下, 导致出现应力腐蚀。
3 冶金机械设备腐蚀原理
3.1 电化学腐蚀机理
出现电化学腐蚀的原因在于,冶金表面导电,从而产 生电化学反应, 导致破坏冶金机械设备, 在电化学反应中, 包括两个方面因素, 分别是阳极和阴极。阳性反应是氧化, 也就是在反应中进入到冶金机械内部离子,从而产生电 子。阴极反应是一种化学反应,在反应中有电子出现,同 时利用氧化剂来捕获电解质,产生电化学腐蚀情况,这是 一种内部元件发生反应的情况。因为电子回路存在短路, 但是从中出现不同形式, 进而产生氧化还原反应。
3.2 工业大气腐蚀机理
在正常情况下,化工企业周围环境中存在粉尘,并且 气体呈现酸性,所以腐蚀性较强。如果是在空气中含水量 较高, 那么就会从中产生无机酸。在相应机械设备运行上, 因为是在空气环境下运行,没有任何防护措施,因此长期 下与腐蚀气体之间接触,就会从中产生腐蚀反应,严重的 损坏冶金机械材料。
4 冶金机械材料防腐策略
4.1 提升结构工艺设计的合理性
在冶金设备防腐技术的规划中,尤其是初期,应从材 料本身的特点出发,对裂缝和氧化剂等技术特点进行深入 的分析,从而确定其受侵蚀程度,从而进行机械的工艺设 计。在防腐结构的设计中,应加强对机械的几何学加工, 以免造成设计过多的复杂性,从而使金属机械的锈蚀问题 得以有效地控制。
在保证工程施工过程中,必须重视施工过程的整体合 理性, 尤其要重视各种腐蚀形式产生的各种原因, 确保工程 施工技术的运用与各种冶金设备的耐蚀性要求相符。针对 粉尘和液体的堆积现象, 应该引起足够的重视, 认真地分析 目前的问题产生的成因, 保证使用时的合理和防锈的效果。
在进行防腐工程施工的工艺设计时,必须注重施工的 强度,尽量提高施工的简洁性,提高施工材料的精确度, 从而更好地适应防腐施工的技术要求。
在进行机器间隙的设计时,应当对机器的外观缺陷等 进行全面的研究,以达到对机器内残余湿气的有效控制。 尤其是在实施时,要对其进行合理的应力集中程度,并根 据现场的具体状况,主动地进行相应的防腐蚀处理,确保 其使用与设备的防腐要求一致。在技术上,应该重视涂料 的选用和使用,同时要注意与设备本身和各种环境的关 系,以提高防腐施工的综合性,从而达到对金属材料防腐 技术的要求。
4.2 提升材料选择的合理性
由于碳钢是冶金机械的重要原料,因此,在选用合适 的钢材时,必须给予足够的关注,既可以保证选用合适的 材料,又可以满足冶金材料的发展需要。总体而言,在选 用机器材料时,要考虑到对物料的真实需要,需要对各种 导致物料供给的不良因素进行考虑和预防,并充分掌握物 料在金属设备防腐工艺中的关键作用,从而提高物料选用 的合理性。
在选择冶炼机械的时候,要密切关注其在工作中的作 用,尤其是在恶劣的工作条件下,要仔细的分析各种因素, 保证在挑选金属时, 要做到最好, 尤其是要考虑到碳素钢的 缺点,还要综合考虑各种腐蚀介质的负面作用, 确保机械和 材料在各种环境下都能发挥出最大的作用,从而保证机器 的寿命。在使用金属切削液的时候, 要注意金属切削液在金 属表面的作用, 提高金属切削液在金属表面的抗蚀性, 从而 提高金属切削液的耐蚀性。
4.3 重视外部力量的影响力
在设计和实施冶金机械材料保护技术时,要充分利用 各种可能影响到其实际应用的各种因素,并根据其本身的用途,确定其价值,以便更好地控制机械外部的力量,提 高机器的使用效率。因此,在实施防腐控制时,要注意对 工艺的最佳化,要对各种外界因素的作用进行合理的分 析,从而达到对冶金机械材料防腐技术的应用革新。此外, 在使用防腐技术时,还应该注意对金属零件的冷轧变形进 行严格的监控,同时还要注意金属零件的组织应力,保证 各种零件的性能,使零件的耐蚀性达到最佳状态,减少锈 蚀的可能性。
4.4 零部件防腐蚀技术的优化
在将防腐技术用于机械零件时,应综合考虑外部腐蚀 可能造成的多种因素,并综合考虑其可能造成的危险,以 达到对零件的要求,尤其是要注意材料的表面的氧化,并 对其特性进行充分的了解,并据此制定相应的控制措施, 以便更好地抑制这种腐蚀对机器的负面作用。
4.5 增加金属护层
通常来说,机械的外表会被喷涂或者涂上抗腐蚀性的 非金属或者金属,或者是磷化或者氧化,这样就可以将装 置的表面和所述媒介隔绝开来,减少了金属的侵蚀。事实 上,这种保护膜的防御力很强,不但可以将金属的表面封 住,还可以将金属与外界的绝缘,从而大大减少了腐蚀的 几率。因此,在机器上涂上一层保护膜,可以防止化学和 电的侵蚀。目前,金属保护膜的使用越来越频繁,它的使 用要求是在金属的表面经过镀锌或者喷涂,然后在上面喷 涂一种金属或者合金。而“金属喷镀”,则是通过在极热的 条件下,将一种材料融化,然后通过压缩的气流,将其喷 射到金属的表层。在进行喷涂时,必须对所要进行的喷涂 金属进行预处理,以保证其表面的洁净,从而提高涂层的 稳定性和防护性能。
4.6 应用缓蚀剂
在高密度的情况下,可以有效地防止金属的腐蚀性。 目前常用的阻蚀剂主要用于管线的清洗和冷却系统的防 腐,适当地使用缓蚀剂不但可以提高装置的抗蚀性,而且 可以达到很好的社会和经济效果,因此,必须注意使用缓 蚀材料, 并对其进行适当的调节。
4.7 环境防腐处理
为了减少设备在这种情况下的腐蚀,要在不会对设备 的正常工作造成任何的损害的情况下,进行适当的改进。 通常情况下, 进行环保防腐蚀的方法有 :①清除腐蚀媒介, 比如清除周围可能会腐蚀的氧、水等各种有毒的东西,清 除方法可以是除氧、除湿等,从而有效地清除掉装置内的 残余湿气 ;②在金属上涂上硫酸盐、硫基苯、亚硝酸等防腐剂,在处理的时候要注意对药剂的浓度进行严格的监控。
4.8 提升安全生产意识
减少金属机械零件的锈蚀,既要从物理化学的观点, 又要重视提高有关工人的安全意识,使他们能严格执行各 种作业规程, 并按有关法规进行综合的设备和仪表的检验。 此外,在使用中,若发现产品的破损和锈蚀,要立即报告, 采取相应的保护措施,提高产品的安全性能,减少事故的 发生, 从而提高冶金机械产品的使用效率。同时, 由于冶炼 行业的生产条件比较特殊, 有相当的危险, 因此,要提高生 产效率, 提高工人的安全, 就必须加大投资力度, 提高生产 效率,同时还要加强对排放物的治理,也就可以避免其导 致其他设备发生腐蚀。
4.9 提升人员技术水平
随着科技进步,冶金行业中出现了大量的设备,并采 取了相关的防腐处理。但在实践中,依然以人员为主,工 人的技术能力和设备质量都有很大的差别,从而造成设备 的振动、裂纹等问题, 从而造成设备的局部锈蚀。因此, 要 加强员工的安全意识和责任意识,加强他们的职业能力, 才能减少金属材料的腐蚀。
4.10 推进防腐蚀工作顶层设计
当前,我国尚未对防腐蚀工作并未成立相应的机构, 也未有专业的人员对防腐蚀工作进行指导和制定计划。腐 蚀保护工作是一项长期的工作,故此需要成立专业的部 门,对工业和装备腐蚀状况及防腐蚀工作产生的费用进行 管控,时刻警醒企业或者公司对公共设施、基础设施进行 全方面的控制和防腐蚀管理,相关部门针对腐蚀问题成立 管控团队有效针对和处理腐蚀问题,对于设备、设施及重 点装备的腐蚀状况及管控力度需要按时进行总结和汇报, 确保能够安全平稳的运行。
5 结语
据此,全面地分析了金属机械的腐蚀状况,有助于提 高其综合使用性能,因此,必须进行侵蚀性能的调查,并 依据具体的具体条件,合理地制订控制措施。总体上,应 提高产品的设计合理性,提高材料选择的合理性,重视外 部力量的影响,并根据零件的防腐蚀技术进行改进。通过 对各种保护措施的正确运用,可以促进钢材的锈蚀状况的 改善, 从而提高整个冶炼设备的使用效率。
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