石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施

王宇

摘要：石油化工設(shè)備受到化學(xué)介質(zhì)和環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生腐蝕，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕是最常見的兩種腐蝕過程，還有些腐蝕作用是由設(shè)備本身的材質(zhì)、建造質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)特點所引發(fā)的。腐蝕作用會損害石油化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、密封性以及生產(chǎn)過程的安全性，因而必須采取有效的措施來加以預(yù)防。研究石油化工設(shè)備的腐蝕成因，然后在其基礎(chǔ)上提出了預(yù)防腐蝕的技術(shù)和管理措施。

關(guān)鍵詞：石油化工設(shè)備;腐蝕原因;防腐措施

引言：

石油化工設(shè)備的腐蝕作用對企業(yè)的安全管理產(chǎn)生了很大的威脅，腐蝕作用由化學(xué)介質(zhì)的酸堿性、電化學(xué)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等引起，介質(zhì)的物理沖刷、介質(zhì)溫度等也是加速腐蝕效果的因素。對這些腐蝕性因素開展有效地控制和處理是確保安全生產(chǎn)的重要措施。

1石油化工設(shè)備常見腐蝕原因

1.1設(shè)備原因

第一，石油化工生產(chǎn)中使用的主要設(shè)備包括反應(yīng)塔、反應(yīng)釜、存儲罐、壓力管道等，這些使用金屬材料制造而成的設(shè)備存在大量的焊縫，例如，存儲物料的罐體使用鋼板焊接而成，物料輸送使用的各類管道也是將管件通過焊接作用連接在一起。金屬材質(zhì)、焊接使用的焊條、焊接施工的質(zhì)量等都會影響到石油化工設(shè)備的防腐性能，尤其當(dāng)焊接施工中產(chǎn)生氣孔、夾渣、未焊透等質(zhì)量缺陷時，腐蝕速度會加快[1]。第二，金屬材料在高溫作用下容易和空氣發(fā)生氧化作用，水分、潮氣等環(huán)境因素也會增加這些金屬材料的銹蝕速度。

1.2介質(zhì)的化學(xué)腐蝕作用

石油化工生產(chǎn)的原材料、添加劑、催化劑、化學(xué)反應(yīng)的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物等都可能具備一定的腐蝕性，對金屬設(shè)備和管道而言，腐蝕性主要由各種介質(zhì)的酸、堿性而引起。首先，酸性物質(zhì)（如硫酸、鹽酸等）會直接和金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生腐蝕作用，還有些物質(zhì)呈弱酸性，長期作用下也會危害設(shè)備運行。其次，反應(yīng)釜、反應(yīng)塔等設(shè)備中長期發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，并且在這一過程中會釋放出熱能，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壁溫度升高，而介質(zhì)中的活性成分或者氧氣等在這種環(huán)境下有可能可金屬材料相互反應(yīng)[2]。另外，介質(zhì)在設(shè)備內(nèi)部還有可能形成電化學(xué)環(huán)境，破壞設(shè)備表面結(jié)構(gòu)，表1中列舉了常見的腐蝕破壞類型。

1.3物理性腐蝕作用

管道和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)具有一定的流速、溫度和壓力，有些介質(zhì)是液體，有些介質(zhì)是氣體，尤其是壓力容器，其在設(shè)計時限定了承壓能力，一旦超過壓力值，就會對金屬容器和管道產(chǎn)生疲勞腐蝕。另外，管道內(nèi)的介質(zhì)在流動的過程中會摩擦和沖刷其內(nèi)壁，如果流速過大，自然會增加管道內(nèi)壁的磨損。有些管道內(nèi)壁形成了惰性保護(hù)層，強(qiáng)烈的沖刷作用會褪去惰性層，將內(nèi)部的金屬材料暴露出來，進(jìn)而使介質(zhì)和新暴露出來的金屬材料發(fā)生反應(yīng)，加速了腐蝕作用。

2石油化工設(shè)備防腐措施

2.1確保設(shè)備材料和介質(zhì)之間的合理搭配

石油化工設(shè)備的防腐性能和設(shè)備上使用的材料存在直接的關(guān)聯(lián)，材料科技的發(fā)展速度非常快，尤其是合金材料，經(jīng)過特殊工藝處理的材料會呈現(xiàn)出強(qiáng)大的防腐性能。另一方面，在選擇材料時還要關(guān)注化工介質(zhì)與材料本身的匹配性，不同的介質(zhì)會對材料產(chǎn)生不同的腐蝕性作用。例如，如果介質(zhì)中存在硝酸，要優(yōu)先使用不銹鋼材料，當(dāng)介質(zhì)為濃硫酸時，現(xiàn)階段主要使用碳鋼作為設(shè)備選材，當(dāng)介質(zhì)中存在鹽酸時，可使用硬橡膠作為設(shè)備材料[3]。石油化工生產(chǎn)中的介質(zhì)類型非常豐富，每一種介質(zhì)的酸堿性和反應(yīng)特性等都各有差異，進(jìn)而影響到防腐效果，因此，要對介質(zhì)特性開展充分的研究和評估，為其選擇合適的材料類型。

2.2加強(qiáng)對腐蝕性介質(zhì)的控制

石油化工生產(chǎn)中難免會使用到腐蝕性的介質(zhì)，同時在生產(chǎn)環(huán)境中也會存在酸性、踐行或者其他方面的不利因素，在生產(chǎn)過程中可采取適當(dāng)?shù)拇胧└纳啤⑦@些腐蝕性介質(zhì)的運行條件，降低其對設(shè)備的腐蝕作用。在生產(chǎn)過程中適當(dāng)降低腐蝕性介質(zhì)的流速和溫度，一方面和減少沖刷作用造成的磨損，另一方面和降低設(shè)備和介質(zhì)的反應(yīng)活性，進(jìn)而延緩腐蝕作用。如果生產(chǎn)中使用的介質(zhì)存在明顯的酸、堿性，并且這種特性對石油化工生產(chǎn)沒有直接的作用，在介質(zhì)進(jìn)入設(shè)備之前可增加脫鹽、脫酸等處理措施，或者在其中加入中和劑，消除介質(zhì)中的腐蝕性因素。還可在生產(chǎn)過程中使用緩蝕劑，如工藝緩蝕劑。

2.3采用有效的化工設(shè)備防腐技術(shù)

化工設(shè)備和管道的腐蝕總是從表面開始的，外表面受到空氣、雨水、環(huán)境微生物等因素的影響，會逐漸銹蝕，內(nèi)表面受到介質(zhì)的化學(xué)侵蝕和物理性腐蝕，因此，在防腐設(shè)計中可在化工設(shè)備的內(nèi)外表面分別設(shè)計一道防腐涂層，或者采用特殊的加工工藝提高其表面的防腐效果。經(jīng)過這種處理之后，管道和設(shè)備的表面可有效預(yù)防環(huán)境因素造成的侵蝕，設(shè)備呈現(xiàn)出耐磨損、耐高溫、耐酸堿性腐蝕的特點[4]。防腐層的處理措施存在很多優(yōu)勢，如效果顯著、造價可控。

2.4將防腐理念融入設(shè)計、建造及生產(chǎn)環(huán)節(jié)中

第一，防腐設(shè)計。化工設(shè)備防腐是一項系統(tǒng)性的工作，在工業(yè)設(shè)計層面就應(yīng)該充分考慮防腐的問題，主要是從設(shè)備選材、設(shè)備結(jié)構(gòu)、防腐涂層方面開展綜合設(shè)計。例如，從結(jié)構(gòu)的角度看，應(yīng)該采用圓滑的過渡，避免銳角、直角等構(gòu)型，這種做法可減少介質(zhì)沖刷作用造成的設(shè)備磨損。第二，提高建造質(zhì)量。在化工設(shè)備建造中要全面提高質(zhì)量，在初期階段檢查管材和板材的質(zhì)量，尤其是焊接施工中，焊接結(jié)束之后通過無損探傷的方法檢測質(zhì)量缺陷。第三，生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制好工藝技術(shù)條件。石油化工設(shè)備投產(chǎn)之后，生產(chǎn)時必須嚴(yán)格控制各項工藝技術(shù)條件，包括溫度、流速、濃度、壓力等一系列參數(shù)。以濃度為例，當(dāng)介質(zhì)對化工設(shè)備存在腐蝕性時，降低介質(zhì)濃度可有效延緩腐蝕的速度。

3結(jié)束語

石油化工設(shè)備受到介質(zhì)酸堿性、電化學(xué)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的影響，會逐步發(fā)生腐蝕作用，設(shè)備的材料、建造質(zhì)量以及運行方式等也會影響其防腐效果。為此，石油化工企業(yè)應(yīng)該從設(shè)備選材、介質(zhì)酸堿處理、介質(zhì)濃度、溫度、流速等方面加強(qiáng)設(shè)計和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏雨雨.石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施[J].化工設(shè)計通訊， 2020，46（02）：35-36.

[2]王磊，張曉陽，駱浩.石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施應(yīng)用[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019（22）：239-240.

[3]李金鶴，陸佳.化工設(shè)備換熱器常見腐蝕與防腐措施[J].設(shè)備管理與維修，2019（20）：34-35.

[4]孫浩.石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施應(yīng)用的思考[J].工程與建設(shè)， 2021， 35（4）：2.