化工設備腐蝕與防腐管理研究

周亞明 崔貝貝 武國慶 高建軍 郭彩云 薛麗蓉

摘 要：本文圍繞化工設備腐蝕與防腐的議題進行了探討，概述了化工設備腐蝕的主要問題，分析了化工設備腐蝕的主要原因和種類，論述了化工設備防腐管理的建議和措施，旨在不斷提升我國化工生產企業的設備防腐管理水平，延長設備使用壽命，降低設備運行維護成本，提升企業日常生產效益。

關鍵詞：腐蝕；防腐；化工設備

1引言

設備腐蝕是我國水環境、生產制造、基礎設施等領域一個十分常見的問題，給國民經濟帶來了巨大的危害。據最新的調查結果顯示，我國在腐蝕方面的損失及相關防腐投入，大約占到國內生產年度總值的3.34%，人民幣數額高達2萬億元以上。對于化工生產企業而言，設備腐蝕問題不僅關系到企業的日常生產安全性問題，同時也影響著企業運營成本和經濟效益的問題。因此，對化工設備腐蝕和防腐管理問題進行分析和研究是十分必要且十分重要的。

2化工設備腐蝕的主要問題

在化工生產過程中，設備腐蝕是不可避免的現象，而生產過程中由于工藝系統中輸送介質所引起的化學腐蝕以及電化學腐蝕會使設備的腐蝕現象進一步加劇。比如一些介質中含有氧氣、氯氣、二氧化硫、硫化氫、硫酸菌等，這些物質在溫度較高的條件下將加速引發設備的腐蝕。這些設備腐蝕問題歸納起來主要有三大類。第一類是因輸送介質當中含有雜質所引發的腐蝕，在化工生產中，由于生產工藝復雜，原料眾多，因此介質中會含有不同程度的雜質，這些雜質的存在不僅會影響到產品的質量，同時也會對設備造成腐蝕，尤其是一些酸性氣體或離子，會隨著介質流經到工藝系統的多個設備中，影響范圍廣，同時在一些設備的液面位置或深度底部大量聚集，造成設備嚴重腐蝕。第二類是在外界空氣或土壤環境中發生的設備腐蝕。化工管道一部分裸露在空氣環境中，另一部分埋在地下土壤中，由于空氣和土壤環境會發生相對隱蔽的變化，同時引發變化的因素較為復雜，因此極易在化工管道的接觸界面產生電位差，發生電化學腐蝕。第三類是化工設備內部介質大多以液態的形式存在，而介質中水量的控制也會影響到設備容器內壁的腐蝕。高溫水蒸氣環境下，介質中的電解質會大量接觸到設備容器內壁，形成電化學腐蝕環境，從而加速設備內壁的腐蝕。

3化工設備腐蝕的主要原因和種類

化工設備腐蝕的成因一方面是設備本身的金屬成分和結構特點，另一方面是外界的環境條件，如環境溫度、環境壓力、介質接觸面積、接觸的介質性質、介質的流動狀態等等，這兩方面是造成設備發生腐蝕的主要原因。而在化工生產過程中，很多化工原料或介質涉及到酸性或其他有害物質，更是加速設備的腐蝕進程。

設備腐蝕的具體種類根據不同的分類方法而有多種類別。比如根據腐蝕所產生的機理不同，可以將設備腐蝕分為化學腐蝕、電化學腐蝕。根據金屬被破壞的特征不同可以將設備腐蝕分為全面腐蝕、局部腐蝕。根據設備腐蝕的表象不同，可以將設備腐蝕分為工業大氣腐蝕、氧化腐蝕、剝層腐蝕。根據設備腐蝕環境的不同，可以將設備腐蝕分為土壤腐蝕、高溫腐蝕、堿腐蝕、硫化氫腐蝕等等。

4化工設備的防腐管理措施

（一）設計和制造環節的防腐措施

化工生產工藝復雜，很多設備需要根據生產情況進行設計和定制。因此為了減少化工設備后續使用過程中防腐維護工作量，應該在設計和制作環節嚴格把控，嚴格遵循設計規范和標準，使工藝設備能夠既滿足生產要求，同時也能夠盡可能地提高防腐的等級。在設備制作環節，尤其需要注意原料的選用，嚴格把控質量驗收環節。對于一些容易引發金屬腐蝕問題的生產制作環節尤其應該做好相應的防控措施。比如在金屬工件的冷加工工序中，很容易會留下較大的殘余應力，這就會給金屬部件的使用過程中埋下較大的腐蝕隱患。為此應采取熱處理等殘余應力去除措施，保障金屬部件的質量，提高金屬的防腐性能。在設備的設計環節，應盡可能減少焊接工序，采用一體化的生產工藝。設備各個部件的焊接過程中，應避免交叉焊縫，保證焊接工藝科學合理，提高設備結構的牢固性。

（二）使用過程中的防腐措施

日常生產過程中，化工設備長時間與介質接觸，因此要做好日常的巡檢工作。對設備的每一處部位進行檢查，尤其是一些容易發生腐蝕現象的部位應重點檢查防護層是否完整，是否有凸起或裂開的現象。針對一些發生腐蝕現象的部位應結合相關的試驗分析來確定腐蝕的程度，比如針對設備金屬材料的脫皮、脫碳、晶間腐蝕等惡化現象，進行化學分析試驗檢測其成分變化，表面硬度的測定等等，根據試驗分析的客觀結果來作出科學的判定，制定出針對性的改善和處理策略，使設備腐蝕問題能夠更加可控，提高設備運行的安全性和穩定性。此外，設備操作人員應該嚴格按照標準操作規程來進行，避免人為擅自改動，避免因人為失誤導致介質發生較大改變，使生產質量和設備的運行狀態受到不利影響，加速設備腐蝕。

（三）檢修過程中的防腐措施

在化工設備的檢修過程中，工作人員務必要將設備中的殘留的污垢、廢液清理干凈，在去除腐蝕介質后及時清洗掉并烘干。對于設備表面的防護涂層進行修補，保證設備涂層能夠完好無損。對于保溫層設備，應做好銜接處的防腐檢查，對保護層脫落的位置進行修補。在檢修的過程中應避免檢修工具對設備表面產生新的劃痕或損傷。檢修過程后應認真仔細檢查，確保無誤后完成檢修的記錄。

5結語

目前，我國已經成為世界化工品第一生產大國，化工設備腐蝕與防腐管理對于化工企業的生產安全和經濟效益有著越來越重要的影響。不斷開發防腐新材料，提高設備防腐技術是化工行業發展的重要部分和內容，對于化工企業來說，注重化工設備的防腐性能改造，優化化工設備的防腐管理措施，是提升自身競爭力的重要舉措。

參考文獻

[1] 化工設備腐蝕機理研究及腐蝕監測管理系統的開發，李曉，《現代制造技術與裝備》，2016（11）

[2] 化工機械設備腐蝕原因及防腐措施，張乙山，王俊超，張茜雅，《南方農機》，2016（11）

[3] 碳材料在金屬防腐蝕中的應用研究進展，路晨，王海人，屈鈞娥，等，《腐蝕科學與防護技術》，2014（3）

[4] 改性環氧粉末涂層在酸性油氣田管道內防腐的應用探究，吳希革，《涂料技術與文摘》，2014（12）