沿海化工區域金屬管道銹蝕情況分析及應對措施

翟全林，張 慧

（壽光富康制藥有限公司，山東濰坊 262700）

隨著經濟社會的不斷深入發展，對于化工企業的生產強度要求也越來越高，化工企業自身也在尋求各種方法提升自身的生產能力與應對風險的能力，而在生產過程之中最容易出現的管道銹蝕問題必然要得到相應的解決。本文通過對相關企業銹蝕狀況的調查，分析了當前銹蝕問題的一系列原因，并針對性地提出建議。

1 化工設備常見腐蝕原因

1.1 設備材質選型不當

在實際的生產環節之中，對于不同設備配件的性能要求存在著很大的區別，由于化工生產環節之中的步驟本身就非常復雜，其中涉及到的分解、過濾以及諸多不同的環節對于液體的接觸程度也是不一樣的，有些液體本身也具有一定的腐蝕性，因此在化工生產之中對于設備材料的防腐能力是按照其基本功能來進行制定的，具有很強的針對性。在施工過程之中一旦出現設備材料使用不當的問題就會對設備的防腐性能和使用壽命造成很大的影響，一些容易遭受腐蝕的環節與區域錯誤性地使用了不具備防腐功能的材料，就會導致材料與設備被腐蝕，與此同時也會對整體的生產速度與生產水平都造成很大的影響[1]。

另外在對設備與管道進行維修時也應當使用和原先相同的材料進行修復，有一些維修人員在維修開始之前并沒有對設備的材料進行提前了解，僅使用手頭的材料對設備進行維修與加固，這也會導致設備管道的后續使用性能受到很大的影響，材料的差異也會導致管道內部發生氧化還原反應，從而加速設備管道的腐蝕速度。

1.2 材料備件混亂

由于化工生產環節本身就具有很強的特殊性，在生產過程之中會接觸到很多氣體或液體，這些氣體與液體都具備一定的腐蝕性，在與之接觸后，設備的配件與管道上也會帶有相應的腐蝕性，并且在生產過程之中也會受到不同程度的銹蝕。這些設備在儲存的過程之中是應當嚴格隔開的，避免不同材料之間由于腐蝕性氣體的影響而彼此之間產生反應，導致材料性能發生轉變，也有可能在存放的過程中由于看管不當，自發性地出現侵蝕現象。

在對一些還未使用過的材料配件進行存放時也應當分門別類地進行保管，保證不同材料之間不能夠直接接觸，防止不同材料由于性能的不同彼此之間發生反應。同樣在保存的過程中應當與生產環節產生的腐蝕性氣體進行隔絕處理，在有條件的情況下應當盡可能地對倉庫進行密封處理，從而保證有關的配件能夠盡可能完整地保存下來，在配件真正投入使用之前盡可能地保留其出廠狀態，避免配件受到損壞，進而影響整體管道與設備的運行狀況。

1.3 設計構造有缺陷

在化工生產過程之中由于金屬管道需要長時間地和腐蝕性氣體進行接觸，因此在金屬管道的鋪設規劃上應當盡可能合理，在鋪設之前要對整個生產環節進行整體的規劃與統籌，從而保證管道與設備的結構設計能夠適應當前的生產需要。但是一些化工生產企業其實并沒有對管道與設備進行精確的設計，例如沿海地區的空氣濕度相對較大，金屬管道腐蝕的風險也會較大，但是在結構設計時并沒有將這一因素考慮在內，這也就導致了金屬管道其實是不適應當地的空氣狀況的，因此在后續的使用環節之中抵抗腐蝕的風險也會相對變得更高，設備與管道出現問題的可能性也極大提升。

1.4 化工生產過程中的化學腐蝕

在化工生產過程中會產生非常多的腐蝕性氣體，并且這些氣體的濃度都會相對比較高，能夠對設備產生非常顯著的影響，例如硫化氫、鹽酸氣體等，硫化氫氣體不僅具有很強的腐蝕性，同時也是一種有毒氣體，對于金屬管道的影響程度也會更大。這些化學氣體與管道內部的化學試劑都會對管道的表面產生腐蝕，即使管道在正式生產開始之前都已經涂了一層保護膜進行防腐，但是化學氣體會逐漸侵蝕保護膜，進而對管道本身產生腐蝕性作用。長時間使用之后也會導致表面鍍層的脫落，管道與設備失去了保護膜，這也就意味著直接暴露在了空氣之中，從而更加容易被腐蝕，導致性能的降低與改變，也會對整體的生產過程產生一系列不利的影響[2]。

1.5 化工生產之中的氣體液體流通速度

在化工生產的過程中，管道與設備被化學氣體侵蝕的嚴重程度是與管道內部氣體液體的流速直接相關的，當流速加快時，管道被侵蝕的程度也會進一步加深，從而縮短管道的使用壽命，改變管道的基本性能。因此在生產過程之中應當對液體與氣體的流速進行相應的控制，但是目前很多企業并沒有對這一環節樹立起相應意識，在進行生產時也沒有針對流速進行控制，缺少控制流速的設備，同時也沒有人員對管道內部的氣體流速進行監管和記錄，缺少了對流速控制的意識，與此同時也缺少了對于化工生產過程之中質量問題的控制意識。

2 化工生產過程中管道銹蝕的應對措施

由于引起化工生產管道銹蝕的原因有很多，本文選取目前對于管道銹蝕影響程度最深刻的問題——保溫層下的腐蝕為例，針對這一問題出現的原因，結合當地的情況進行具體的分析，在化工生產過程中的事故，其中有超過20%的超大型事故都是因為這一原因引發的，因此對其的探究具有必要意義。

2.1 保溫層下腐蝕的概念

保溫層下腐蝕，就是在保溫層下面的材料出現了腐蝕的情況，保溫層的主要作用是為了減少外界的溫度差對管道內部的氣體還有管道本身造成的一系列影響。由于化工生產過程之中可能會接觸到高溫或是極度低溫的環境，一般的金屬管道很難在這樣極端的溫度中進行正常的工作運轉，在出現較大溫差時非常容易出現管道的變形與破裂，于是為了滿足生產需求，在化工生產過程中使用的金屬管道都會配置一個保溫層，進行溫度的控制，以便于管道應對高溫、低溫以及突發起火的環境，在遭遇極端情況時能盡可能地保護管道內的氣體不會被引爆或是泄漏，造成不必要的風險。

保溫層腐蝕主要是由于空氣中的濕氣聚集在保溫層的外表面，久而久之就對管道造成了一定的腐蝕，由于沿海地區的空氣濕度相對更大，所以保溫層下腐蝕的出現概率也就比其他地區高，這也就是為什么沿海地區金屬管道的防腐難度會比內陸地區要大許多。濕氣的來源是非常多樣的，簡單來說可以分為雨水侵入、人為原因、管道位于冷卻塔附近、散熱損壞等多種原因，這些濕氣可能是原先空氣中就攜帶的，也有可能是在生產過程之中經過人為加工而二次出現的。因此保溫層下腐蝕的原因有多種，這使得在對這一問題進行防治的環節上更加困難。由于整個環節之中的任何一個部位出現問題都有可能導致保溫層下腐蝕情況的出現，因此對問題的排查也是十分困難的，在問題發生之前也很難進行預測，很有可能出現保溫層銹蝕部位已經檢查出但是實際銹蝕部位又不在同一處的情況。

除此之外，保溫層下腐蝕的程度也并不是固定的，它會隨著實際的情況而變化，例如在氣體類型變化時，保溫層下侵蝕的速度是不同的，在一些氣體腐蝕性更大的管道中，保溫層腐蝕的程度也就越深。另外由于對于侵蝕部位需要進行比較全面的排查與檢測，但是由于保溫層下腐蝕的部位并不是固定的，所以腐蝕部位可能在高處，這將會給故障排查工作帶來很大的困難，并且在整體地對問題進行排查的環節也要耗費大量的時間，這一環節也要大量的人力物力支撐才能夠得以實現。

2.2 保溫層下腐蝕影響因素

保溫層下腐蝕在大多數情況下會根據溫度的變化而發生相應的改變，隨著溫度的升高，保溫層下腐蝕的速度會降低，這是因為溫度升高之后導致了管道外側的水蒸氣減少，迅速地蒸發，正是因為水蒸氣的蒸發減少了管道表面的濕度，也就使得管道的腐蝕程度降低。但是高溫其實也會引起一些材料產生性能上的轉變，在其中最明顯的變化就是溫度對于保溫層下腐蝕速度的影響實際上會根據系統的封閉性而產生不同的結果，在開放的空氣與水環境之中，溫度上升之后，保溫層下腐蝕的情況會得到相應程度的改善，但是在密閉環境之中，溫度的升高只會加速保溫層下腐蝕的速度，使得管道的使用年限進一步縮短。

實際上管道的腐蝕速度也并不是一成不變的，而是會有一個積累的效應，在管道受到腐蝕幾年之后，管道的腐蝕速度會比一開始受到腐蝕時要快很多，在經歷一段時間之后腐蝕速度會直接沿著倍速增長，這也就表明實際上如果想要盡可能地控制保溫層下腐蝕的問題，應當盡早地進行解決，在和后期對問題的處理步驟上只會變得更加復雜和困難。

保溫層下腐蝕由于在保溫層下部，所以在剛開始出現腐蝕情況時是非常隱蔽的，普通的排查過程很難在這一環節就發現問題，并且金屬管道的外層往往會覆蓋上一層油漆或是一層鋁皮，這也使得檢測人員很難及時地發現管道保溫層下發生的腐蝕情況，問題變得更加隱蔽。而且管道下部時常會沉積一些冷凝水，這些冷凝水也對管道的防腐工作造成了很大的挑戰，極大加快了管道腐蝕的速度，產生了非常大的安全隱患。

在這一過程之中不僅會產生腐蝕性的影響，對于金屬管道金屬材質的耐用程度也會形成一系列的打擊，由于化工生產環節充滿了腐蝕性氣體，在生產過程之中是有風險的，因此在出現問題時為了安全著想，需要停止工程，進行問題的處理，在解決完之后再進行工程的返工，但是這一環節需要進行斷電處理，也就會導致原先的溫度結構受到一定程度的破壞，在后續復工環節進行升溫時也就會對管道造成新的溫差壓力，在材料的使用壽命上來看，這是非常不利的，會使材料在短時間之內進行重復的膨脹和收縮過程，導致材料的使用性能下降，內部結構也可能會發生改變，極大增加了腐蝕的可能性，使得物理壓力與化學因素進行疊加，會對管道的性能雜牌成非常大的影響。

2.3 選擇合適的防腐涂料

在化工生產的過程中，防腐最普遍的手段就是對金屬管道的外部與內側涂覆防腐涂料，通過在金屬管道表面刷上一層防腐涂料，來隔絕空氣中的水汽與生產過程中冷卻塔等其他設備造成的冷凝水滴落，將管道與濕氣充分地隔絕，從而保證金屬管道能夠達到盡可能高效的防腐效果。

由于防腐涂料這一環節對整體工程的防腐效果極其重要，因此在防腐涂料的選擇之上也要更加謹慎，充分地考慮各方面的因素，爭取能夠做出最好的材料選擇。在選擇材料時應當考慮所選涂料的耐腐蝕性與耐酸性，防止涂料本身和生產過程中的各種氣體發生反應，同時與化學氣體發生反應也會導致防腐涂層本身被分解，達不到真正防腐的效果。

另外，也應當充分考慮金屬管道的金屬類型，避開一些會與管道自身發生反應的防腐涂料材質，防止涂料本身對金屬管道產生一定的腐蝕作用。對于不同的金屬類型也應當選擇不同的防腐涂料類型，針對不同的金屬特點進行最優的選擇，例如在碳鋼等材質的管道表面應當使用無機且富含鋅物質的涂料來進行防腐工作。

2.4 正確選用保溫材料

在化工生產的環節中，需要用到高溫或極度低溫的環境，來實現一些物質的析出與催化，這一過程中的溫度變化也會對管道的腐蝕速度產生很大的影響，因此在保溫材料的選擇上應當盡可能地進行優化，從而降低溫度對整體工程防腐性能的影響。

在對保溫材料進行選擇時應當關注材料的吸水性能，由于金屬管道的腐蝕情況大部分原因都是由于接觸到了過高的濕氣，因此在進行保溫材料的選擇時也應當充分考慮這一因素，在材料的選擇上應當傾向于更加吸水的材質，并且材料內部的水分應當易于揮發，在吸取金屬管道表面水分的同時也不會將水分長久地留在管道表面。

在傳統模式之下對于保溫材料的選擇一般會選擇泡沫玻璃，因為它具有蜂窩狀的結構，保溫性能非常優秀，成為了很多生產者的第一選擇。但是這一選擇實際上并沒有充分地考慮吸水性能的提升，雖然能夠緩解溫度變化對管道物理性能與腐蝕程度的影響，但是也存在著巨大的優化空間，針對這一問題，應當在其基礎上進行革新，尋找更加符合當前生產與防腐目的的保溫材料。珠巖就可以在很多情況下對泡沫玻璃進行替代，在一些比較容易產生水蒸氣或是冷凝水聚集比較明顯的管道部位，應當選擇吸水性能更加良好的珠巖，這樣也能夠盡可能地減少這些部位濕氣對于管道銹蝕的影響，從而推動整體工程質量的提升。

3 結束語

沿海地區的化工區域金屬管道銹蝕問題在生產過程之中非常突出，針對銹蝕情況出現的原因提出了一系列相應的解決方案，希望有關企業能夠正視管道銹蝕問題，進行自我工作的提升與優化，從而推動化工生產的進步。