关键词：氧化铝；生产设备；腐蚀；防护
1 氧化铝生产设备的腐蚀机理
在生产氧化铝的设备装置中，对于设备特殊位置上的零部件在工况条件苛刻的环境下，超过了材料的自身的使用性能的要求，因此产生了失效的行为，最终将会造成整体运行设备的停滞，延误氧化铝生产的进度。尤其是在工业化的生产过程中，由于设备的腐蚀而造成对生产的影响十分明显。下文对在上述工况环境的实际工作生产中的情况，规划出几种设备的腐蚀类型，并对每一种腐蚀类型得机理进行详细的分析。
1.1 生产设备孔状腐蚀机理分析
在进行氧化铝生产的过程中，溶出管、原料罐、蒸发器、冷凝水管、矿浆自蒸发器等不锈钢材料设备是生产工艺中的主要设备，在进行原料的承装、料浆的稀释等过程中，设备常常会出现小孔状的腐蚀溶坑，一部分溶坑分布较为分散，一部分溶坑分布较为密集，大多数的腐蚀溶坑中含有腐蚀产物，且呈现出半遮挡状态覆盖，还有较少部分呈现出无腐蚀产物，呈开放式覆盖。
根据生产设备中不锈钢材料在酸性条件下的含活性氯离子的孔状腐蚀机理可以分析出，不锈钢设备的表面覆盖了一层氧化膜，且氧化膜在进行氧化铝生产的过程中长期处在溶解与修复的平衡状态当中，若平衡受到影响，氧化膜将会吸附氯离子中具有活性的阴离子，导致溶解的状态远大于修复的状态，因此在设备表面的特定点上会产生孔状的腐蚀溶坑，从而形成孔状腐蚀效应核。
在设备的内壁中，孔状的腐蚀效应核经过慢慢的生长，设备壁上会产生金属溶解现象。溶解后的金属离子不断升高，设备内壁上会再次发生与料浆液层的水解感应。伴随着腐蚀的不断加深，产生了一定的腐蚀产物，并将设备腐蚀溶坑覆盖，料浆液中所含的氧气很难通过扩散到达孔状腐蚀的附近，造成腐蚀孔的腐蚀产物不断沉积，从而形成了一个密闭的电解池，并逐渐演变成孔状的腐蚀现象。这种现象的产生对于生产设备来说属于一种极大的隐患，造成设备的破坏性腐蚀损伤，在很小的失重情况下，设备都会由于穿孔效应产生腐蚀，造成料浆液介质的流失，终止生产设备的生产，同时这种腐蚀是不可逆的，一旦产生就很难被修护，需要将设备整体进行更换，增加生产过程中的成本。
1.2 生产设备微区腐蚀机理分析
在氧化铝生产设备中，由于其工作环境的特殊，长期处于带有腐蚀性的料浆液中，料浆液与叶片泵设备的叶片或其它设备的槽管壁等重要的设备部件进行相对运行，造成设备中零部件表面遭到严重的腐蚀磨损，进而影响设备的运行。这种腐蚀现象常常呈现为马蹄状的深谷或凹槽状，设备中的切入式零部件的表面方向会根据流体的流动方向形成表面十分光滑的腐蚀谷，腐蚀谷上不会留下腐蚀产物的沉积。若料浆液的流动雷诺系数足够大，则会在液态料浆液的传送和转移的过程中在生产设备的特定位置上形成流速较大的湍流。湍流的形成不仅会加剧阴极上的去极化剂的供给量，还会有含有等悬浮状态的固体颗粒对生产设备的表面产生切应力，在这种物理和电化学的共同作用下，生产设备表面的腐蚀和磨损程度会更加快速的进行。
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1.3 生产设备局部缝隙腐蚀机理分析
在一些不锈钢和碳钢材质的生产设备中，其部分的组成零部件由于生产工艺的需要，在进行安装的过程中难免会产生一定的缝隙，例如在设备的螺母压紧面上、铆钉头的连接部位上等等。若缝隙的宽度在0.1mm以内，会造成生产过程中矿浆溶液的溢出，同时提升了物质迁移的难度，形成深浅不一的长条状的腐蚀区域，在生产设备的连接位置也会形成明显的腐蚀坑，缝隙处也会被腐蚀产物所遮挡。不锈钢和碳钢材质的生产设备中含有活性氯离子，根据
氯离子在酸性环境下的缝隙腐蚀机理可以推断出，在与料浆液、大气相接触的设备缝隙被腐蚀的初级阶段，料浆液当中的氧气成分只能通过缝隙内部进行扩散，而对于外界环境的补充十分困难。而缝隙的外围氧气在生产设备的表面随时可以进行补充，因此氧气还原反应得以实现，造成氧浓差电解池在生产设备的缝隙处不断形成，导致了生产设备中零部件的缝隙处腐蚀现象的产生。
2 氧化铝生产设备腐蚀的防护技术
通过上述对氧化铝生产设备的腐蚀机理进行分析后，提出了如下几点对生产设备腐蚀进行防护的技术。
2.1 电化学防护技术
对生产设备进行电化学防护技术是防止设备腐蚀中较好的技术，其防护原则是让易受到腐蚀的生产设备阴极极化，使其电位低于保护电位区，让生产设备处于较稳定的钝化区间。但该项技术的缺点在于，受使用条件及环境的影响较大，只能根据实际的生产设备特点选用最合理的布置才能起到良好的效果。
2.2 金属涂层技术
在金属与非金属的生产设备表面喷涂一层或多层金属涂层，从而达到防止或减轻腐蚀的目的。选取稳定性较高的化学涂层，这种金属涂层属于阴极性涂层，涂层的致密性良好。在生产设备的内外壁上进行多次涂抹能够有效的减少或避免设备被腐蚀。
2.3 复合材料技术
在含有不锈钢、碳钢材质的生产设备中，将其主要零部件替换为碳钢与有机材料结合的复合材料，以此提升溶出罐、原料罐等容器内壁的钝化膜的稳定性，对于缓解某些零部件的腐蚀也具有一定的作用。复合材料中的离子在腐蚀过程中溶解在溶液中，并吸附在蒸发器的金属表面，抑制了金属的溶解，有效提行了腐蚀的门槛，降低腐蚀的效果。
3 结语
通过对氧化铝生产设备的腐蚀机理进行分析，并给出了相应的防护技术，使生产设备更加高效率、高寿命、稳定性更强，从而实现氧化铝工艺生产中设备的技术创新。
参考文献
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[2]李彪.二氧化碳对油气田设备的腐蚀与防护研究[J].科技经济导刊,2017,75(27):119-120.
论文作者:段鹏飞
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/22
标签：生产设备论文; 设备论文; 氧化铝论文; 浆液论文; 机理论文; 缝隙论文; 过程中论文; 《工程管理前沿》2020年第3期论文;