淺析聚甲醛裝置設備的腐蝕和防腐措施

謝斌安(中海石油天野化工股份有限公司，內蒙古 呼和浩特 010000)

淺析聚甲醛裝置設備的腐蝕和防腐措施

謝斌安(中海石油天野化工股份有限公司，內蒙古 呼和浩特 010000)

本文通過對聚甲醛裝置設備的腐蝕情況的介紹，分析了各類影響腐蝕的因素，著重闡述甲酸對設備腐蝕的機理，并在此基礎上提出了相應的防護措施。

聚甲醛；甲酸；防腐

1 裝置概況

聚甲醛裝置的原料主要是三聚甲醛、二氧五環、催化劑和丁縮醛，主裝置內的設備和管線材質主要是以不銹鋼為主，除了一些輔助系統部分設備和管線材質為碳鋼外，包括塔設備的內件、出入口管線以及換熱器管束大多為不銹鋼材質。

2 設備腐蝕狀況

自2009年投產以來，裝置內的設備和管線頻繁出現腐蝕泄漏事故，而主要的腐蝕泄漏都發生在甲醛溶液參與反應的單元。從腐蝕設備統計分析，主要發生腐蝕集中在工藝液濃度和流速變化較大、材質為不銹鋼部位。2012年對主要設備進行了殼體、內件壁厚的檢測，發現塔盤整體均勻減薄，同時對浮閥進行檢測發現壁厚最薄處僅余1.5mm。

3 腐蝕原因分析

3.1 甲酸的腐蝕

新鮮的甲醛溶液腐蝕性比較小，但是在生成甲醛溶液過程中會產生微量的甲酸,以及后續單元中和甲醛反應產生三聚甲醛溶液、二氧五環等都會發生逆反應產生甲酸，甲酸為無色透明液體，有刺激性氣味，能與水、乙醇、乙醚和甘油任意混溶，易燃、有較強腐蝕性。甲酸的類醛基結構使其具有還原性。而當操作溫度達到100℃左右，溫度正好達到了甲酸對設備腐蝕的環境溫度，加速了腐蝕速率。

3.2 材料等級選擇低

本裝置內的塔、換熱器、閥門、管線材質大多是不銹鋼304的材質，材料等級選擇低，不耐裝置內介質的腐蝕。因而裝置內的設備、閥門、管線腐蝕比較嚴重。雖然大多設備材質是不銹鋼304但對于運行介質而言并不耐腐蝕，對于甲醛溶液參與反應單元的材料選澤要考慮甲酸的存在和介質運行的溫度，甲酸較乙酸具有較為強烈的腐蝕性，00Cr17Ni14Mo2可在80℃以下任何濃度的甲酸中使用，高于此溫度，只能在高性能奧氏體不銹、高Cr雙相不銹鋼中選擇，見圖1。

圖1 幾種常用不銹鋼和耐蝕臺金在甲酸中的等腐蝕圖(等腐蝕曲線＜0.1mm/a)

從圖1中分析即便是甲酸濃度在0左右，溫度在100℃時材料316L的選擇,也只能是一個臨界點。從而可以得出結論當溫度大于100℃時，只要有甲酸存在的介質就不能使用低于2507的材質。而本裝置中大多設備材質為不銹鋼304，有些設備內件材質為不銹鋼316L,從而說明本裝置部分設備的材料等級選擇較低。

3.3 工藝操作的影響

聚甲醛裝置是一個全新精細化工裝置，而對于新工藝、新裝置而言在工藝操作上還處于摸索和適應的過程，所以工藝操作難免造成超溫、超壓、工藝指標偏離等現象，間接的導致設備材料由于壓力、溫度、介質等因素的影響，超過材料本身使用范圍導致材料整體失效而產生均勻腐蝕。

4 結論

（1）聚甲醛裝置的腐蝕主要由于甲醛溶液中微量的甲酸引起的，當然也附帶一些其它腐蝕介質如硫酸、堿液等，另外由于有些單元長期進行循環導致甲酸等腐蝕性雜質不斷的富集，也加重了設備和管線腐蝕性。同時從現場實際發生腐蝕或泄露情況分析，腐蝕部位主要是在氣液變化或是流速、液態發生較大變化的設備和管線。

（2）影響聚甲醛裝置腐蝕主要因素包括溫度、壓力、流速。從發生腐蝕設備看，溫度對設備和管道的腐蝕影響最大，所有腐蝕比較頻繁的設備操作溫度都在100℃以上，特別是塔類設備內件和筒體都受到不同程度的腐蝕，嚴重的腐蝕速率都達到1.5mm/a左右。

5 防護措施

5.1 材料升級

從目前聚甲醛裝置泄漏和腐蝕設備管線材質分析得知，有些設備材料應該升級。特別是操作溫度在100℃以上，介質中存在微量甲酸溶液的設備必須采用2507等級以上材質，才能保證設備的正常使用。

5.2 優化工藝操作

對防腐而言優化工藝操作是減少腐蝕的最有效的的手段。當設備和管道的基本狀況無法改變時，只有通過優化工藝操作的溫度、壓力、介質成分來預防腐蝕。

5.3 加強腐蝕的監測

加強腐蝕監測對設備和管線內部的腐蝕情況進行控制，避免因設備損壞而引起計劃外停車，同時可以更好地安排檢修工作，抓住重點、解決問題，減輕檢修期間檢查的工作，縮短停車檢修時間同時有效的腐蝕監測能夠更好的揭示腐蝕過程。在檢測過程中應該進行化學分析、掛片監測、管道測厚檢測、設置在線檢測等，最大限度的降低腐蝕帶來的危害。

6 結語

聚甲醛裝置腐蝕和防護的研究和探討是一項深入細致的工作，需要我們在實踐中不斷摸索，不斷積累經驗，同時也需要和同行交流經驗和學習好的做法。只要大家不斷努力，聚甲醛裝置設備的防腐工作在不久將來一定能取得好的成果。

[1]《腐蝕與防護手冊》，天華化工機械及自動化研究設計院著，2009.

[2]《石油化工設備防腐蝕技術》，王巍著，化學工業出版社，2011.

[3]《實用防腐蝕工程施工手冊》，涂湘湘等著，化學工業出版社 2000.

[4]《腐蝕失效分析案例》，趙志農著，化學工業出版社，1978.