石化機(jī)械設(shè)備腐蝕原因和應(yīng)對(duì)措施的探討

李云鶴

（大慶石化公司化工一廠碳四聯(lián)合車間，黑龍江大慶 163714）

0 引言

所謂腐蝕，是電化學(xué)反應(yīng)引起的機(jī)械設(shè)備外觀和內(nèi)部質(zhì)量的下降。石化機(jī)械設(shè)備很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，也會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生一定的危害和影響。這些腐蝕通常由外部、內(nèi)部的原因引起，為了更好地保證石化機(jī)械設(shè)備的使用性能，就要高度重視此類設(shè)備的腐蝕性問(wèn)題。通常情況下，可以采取正確使用石化機(jī)械設(shè)備防腐材料、積極做好機(jī)械設(shè)備防腐工藝流程的科學(xué)優(yōu)化以及對(duì)機(jī)械設(shè)備采取有效的防腐方法等，來(lái)達(dá)到石化機(jī)械設(shè)備的防腐蝕工作目標(biāo)。否則，將十分不利于石化企業(yè)的發(fā)展。

1 石化機(jī)械設(shè)備腐蝕類型

（1）均勻腐蝕。均勻腐蝕是指發(fā)生在石化機(jī)械設(shè)備金屬表面的腐蝕類型，其造成的危險(xiǎn)相對(duì)較小。對(duì)于這種腐蝕，在工程設(shè)計(jì)中一般只考慮腐蝕余量，因?yàn)楦g余量足以確保金屬材料的使用壽命和機(jī)械強(qiáng)度。

（2）局部腐蝕。局部腐蝕又稱不均勻腐蝕，其特征是腐蝕部分集中在特定的部位。與均勻腐蝕不同，石化機(jī)械設(shè)備的局部腐蝕一般腐蝕面積不大，但腐蝕程度比較嚴(yán)重、危害程度更高。

（3）化學(xué)腐蝕。石化設(shè)備中的腐蝕性材料，一旦與金屬接觸就會(huì)相互作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這將使機(jī)械設(shè)備很容易遭到損壞，特別是在溫度較高的環(huán)境下，化學(xué)反應(yīng)速度會(huì)更加明顯，腐蝕問(wèn)題也更加嚴(yán)重。另外，如果金屬零件遇到電解質(zhì)物質(zhì)，也會(huì)使機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

（4）其他類型腐蝕，包括高溫氧化腐蝕、縫隙腐蝕、電化學(xué)腐蝕、工業(yè)大氣腐蝕等。

2 加強(qiáng)石化機(jī)械設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)的意義

石化機(jī)械設(shè)備抗腐蝕測(cè)試的主要目的是，降低設(shè)備的腐蝕程度，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。該項(xiàng)測(cè)試的意義主要有兩個(gè)。

（1）提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備腐蝕問(wèn)題并提前預(yù)防。石化機(jī)械設(shè)備的使用壽命會(huì)因外部因素的影響而變化，實(shí)時(shí)監(jiān)控其腐蝕防護(hù)有助于延長(zhǎng)其使用壽命。例如，石化機(jī)械設(shè)備浸泡在強(qiáng)腐蝕性化學(xué)物質(zhì)中，或者長(zhǎng)期暴露于高腐蝕和高強(qiáng)度的操作環(huán)境下，將會(huì)加速老化，影響其正常使用，大大縮短其使用壽命。

（2）保證預(yù)算成本的精確度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。石化機(jī)械設(shè)備普遍成本偏高，但使用期限相對(duì)較短。無(wú)論是設(shè)備維修還是更換設(shè)備，都會(huì)增加企業(yè)的資本投資和預(yù)算。做好機(jī)械設(shè)備防腐蝕檢查工作，可以減少石化企業(yè)的資金預(yù)算差額，保證預(yù)算成本的精確度，提高石化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 石化機(jī)械設(shè)備腐蝕的原因

3.1 內(nèi)部腐蝕

由于機(jī)械設(shè)備本身屬性不同或者設(shè)備內(nèi)部金屬材料構(gòu)成不同，面對(duì)腐蝕的可能性和嚴(yán)重程度也會(huì)不同。不同的金屬材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生相互腐蝕的問(wèn)題，容易導(dǎo)致石化機(jī)械設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。通常影響石化機(jī)械設(shè)備材料腐蝕的物理因素主要有兩個(gè)：一是金屬材料的屬性；二是金屬材料表面的粗糙程度。一般情況下，金屬材料的粒度越大，設(shè)備的耐腐蝕性就越好。金屬材料的表面粗糙度也會(huì)影響設(shè)備內(nèi)部腐蝕程度，不過(guò)如果在設(shè)備表面使用某些化學(xué)試劑、形成氧化保護(hù)膜，將為設(shè)備金屬表面提供良好的保護(hù)。但是，在金屬材料表面涂化學(xué)劑時(shí)，應(yīng)注意材料的特殊位置。例如，金屬材料表面的接縫和機(jī)械設(shè)備的凹槽處不容易被照顧到，無(wú)法保證正常的防腐蝕作用，很容易引起電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致嚴(yán)重的金屬化學(xué)腐蝕問(wèn)題。

3.2 外部腐蝕

外部腐蝕是石化機(jī)械設(shè)備腐蝕的常見類型，一般為化學(xué)腐蝕和物理腐蝕兩種。

（1）化學(xué)腐蝕是由生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械設(shè)備引起的工藝不完善或者使用材料的問(wèn)題導(dǎo)致的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的設(shè)備腐蝕問(wèn)題。或者石化機(jī)械設(shè)備本身的耐腐蝕性較差，在周圍潮濕環(huán)境的影響下，容易產(chǎn)生化學(xué)或者物理反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕問(wèn)題。此外，當(dāng)周圍溫度過(guò)高時(shí)，設(shè)備的材料與金屬之間的化學(xué)反應(yīng)非常強(qiáng)烈，也會(huì)引起強(qiáng)烈的腐蝕反應(yīng)。

（2）物理腐蝕也是石化機(jī)械設(shè)備外部腐蝕的重要問(wèn)題。比如，由于這些設(shè)備需要與流動(dòng)的液體（如堿液）接觸，在接觸過(guò)程中液體的性質(zhì)或流速也會(huì)影響設(shè)備防腐蝕性能，在一定程度上會(huì)加快設(shè)備的腐蝕速度。也就是說(shuō)，當(dāng)堿液和其他液體在設(shè)備表面流動(dòng)時(shí)，這些液體將會(huì)對(duì)設(shè)備金屬表面的保護(hù)膜產(chǎn)生很大影響，隨著流體洗刷金屬的速度增加，對(duì)金屬保護(hù)膜的沖擊也逐漸增加，更易產(chǎn)生設(shè)備的金屬腐蝕空隙。隨著沖擊時(shí)間的增加，金屬腐蝕空隙可能會(huì)變大，進(jìn)一步會(huì)增加設(shè)備金屬縫隙腐蝕的面積，最終可能導(dǎo)致設(shè)備金屬表面的全面腐蝕。

3.3 其他腐蝕

石化機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)缺乏合理性、材料選擇缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、加工過(guò)程中無(wú)法保證質(zhì)量以及防腐蝕過(guò)程中的措施不當(dāng)?shù)龋@些因素都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的腐蝕損壞。在使用鏈環(huán)時(shí)，由于局部存在高應(yīng)力因素，石化機(jī)械設(shè)備會(huì)受到化學(xué)損傷和一些機(jī)械損傷。在這些局部損壞中，還有濃孔腐蝕、晶間腐蝕、磨損和縫隙腐蝕等問(wèn)題。此外，如果一組氣態(tài)碳化物介質(zhì)，氧氣、氫氣等，一旦這些介質(zhì)擴(kuò)散到金屬部件中，腐蝕性環(huán)境和壓力的結(jié)合將加速石化機(jī)械設(shè)備的損壞和腐蝕。

4 應(yīng)對(duì)石化機(jī)械設(shè)備腐蝕的措施

4.1 采取有效的防腐方法

（1）機(jī)械設(shè)備金屬表面進(jìn)行防腐材料涂層，這也是最直觀、最簡(jiǎn)單、最常見的防腐方法。選用優(yōu)質(zhì)防腐材料涂層，將設(shè)備的金屬表面和腐蝕性物質(zhì)完全隔離。涂層的防腐不會(huì)改變?cè)O(shè)備的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)，其外保護(hù)層能有效地將設(shè)備與腐蝕介質(zhì)隔離開來(lái)。石化行業(yè)可選用酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酸酯樹脂和磷酸漆等。涂裝防腐材料時(shí)，要嚴(yán)格要求涂裝能力，了解機(jī)械設(shè)備的性質(zhì)、防銹能力、涂膜老化等，力求涂抹均勻，同時(shí)應(yīng)特別注意焊接間隙和死角位置，保證設(shè)備的每一個(gè)部位全部涂抹完整。

（2）采取合理的化學(xué)措施，如犧牲陽(yáng)極法、外加電流法。犧牲陽(yáng)極法是指以比設(shè)備的金屬電勢(shì)低的電勢(shì)材料作為電池的陽(yáng)極，并將其固定到設(shè)備的表面。對(duì)于腐蝕的電池，如果該器件成為陰極，就可以起到保護(hù)設(shè)備的作用。例如，當(dāng)鋅與鐵設(shè)備的表面連接時(shí)，陽(yáng)極鋅的溶解將代替原來(lái)設(shè)備中鐵的腐蝕和溶解來(lái)保護(hù)設(shè)備。該方法在我國(guó)石化企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，在地下管線和化工廠的保護(hù)方面也取得了良好效果。外電流法則是通過(guò)外接電源對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，可以促進(jìn)陰極電位向超負(fù)方向轉(zhuǎn)移，通過(guò)還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備防腐的目的。該方法通常用于石油化工企業(yè)的酸液管道、石油管道、地溝及地下水管道的防腐工作。

4.2 正確使用防腐材料

在石化機(jī)械設(shè)備的防腐管理中，設(shè)備材料的選擇非常關(guān)鍵，所用材料的性能、抗腐蝕的能力會(huì)影響設(shè)備的腐蝕程度，進(jìn)而影響設(shè)備的使用壽命和可靠性。因此，所選材料的質(zhì)量在選擇過(guò)程中是否合理非常重要。在合理選擇材料時(shí)，應(yīng)特別注意材料的機(jī)械性能和耐腐蝕性，也應(yīng)充分考慮非金屬材料和金屬材料的差異：材料的機(jī)械性能主要是指材料本身的韌度、抗疲勞性能以及強(qiáng)度等特性；材料的抗腐蝕性主要是考慮材料在不同環(huán)境下的腐蝕速度、腐蝕程度，同時(shí)也要注意考慮局部腐蝕類型的敏感性以及如何處理縫隙腐蝕的問(wèn)題。

4.3 防腐工藝流程的科學(xué)優(yōu)化

由于石化行業(yè)本身的復(fù)雜性和特殊性，有很多方法可以科學(xué)優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的防腐工藝流程，通常采用的方法有以下兩種。

（1）減少氣體中的水分。一般來(lái)說(shuō)，室溫尤其是在干燥的空氣中，空氣對(duì)金屬物體的影響相對(duì)較小。當(dāng)空氣中的水分過(guò)多時(shí)，將會(huì)對(duì)金屬腐蝕問(wèn)題產(chǎn)生很較大影響。因此，在機(jī)械設(shè)備防腐工藝加工過(guò)程中，有必要增加一些干燥和冷卻設(shè)備，來(lái)有效減少氣體中的水分含量。例如，在氯堿生產(chǎn)中可用濃硫酸來(lái)干燥。

（2）提高空氣的溫度。升高溫度的目的是促進(jìn)氣體中水分的連續(xù)蒸發(fā)并防止水分凝結(jié)，從而有效減少機(jī)械設(shè)備腐蝕。

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)備腐蝕是石化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程有很多不利影響。設(shè)備腐蝕的原因分為自身原因和外部原因，機(jī)械設(shè)備類型不同，腐蝕問(wèn)題的級(jí)別也不同。但是，無(wú)論是哪種問(wèn)題，一旦發(fā)生腐蝕均會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，造成許多隱患，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加，甚至?xí)廴旧鷳B(tài)環(huán)境。因此，石化企業(yè)應(yīng)及時(shí)、積極地采用正確的應(yīng)對(duì)方法和新的防腐蝕工藝，有效改善設(shè)備，提高防腐蝕水平。