石油化工機械設(shè)備腐蝕的監(jiān)測與防護

趙靚 (中國昆侖工程有限公司遼陽分公司，遼寧 遼陽 111003)

1 石油化工機械設(shè)備腐蝕的主要類型

1.1 全面均勻腐蝕

基本上，所有石化機器和設(shè)備的腐蝕都是均勻腐蝕，換言之，所有腐蝕都發(fā)生在機器表面。通常來說，這種腐蝕是正常的，并不會給石油公司帶來損失。但是會對機械和設(shè)備的外觀和顏色帶來影響。每單位時間金屬零件的腐蝕深度或壁厚減少數(shù)（腐蝕速率）被用作衡量均勻腐蝕程度的規(guī)范[1]。對于均勻腐蝕來說，在整個金屬表面上均勻發(fā)生，風險最小，針對多數(shù)的腐蝕類型而言，石油公司在日常生產(chǎn)過程中使用防腐劑以保證機械設(shè)備的使用壽命。

1.2 局部非均勻腐蝕

部分腐蝕，也稱為不均勻腐蝕，該類腐蝕主要是機械設(shè)備金屬零件在特定的部位發(fā)生的腐蝕。對于石油化工機械設(shè)備分類而言，除均勻腐蝕外，其余都歸類于部分腐蝕。這個結(jié)果表明，腐蝕不均勻僅僅出現(xiàn)在石化機械設(shè)備的特殊部位。盡管與設(shè)備比較，部分腐蝕不會嚴重危害石油公司的機械和設(shè)備，但是腐蝕問題也不容小覷。針對這種情況而言，很多的公司都會忽略這種腐蝕問題的發(fā)生，但是正是這小部分的腐蝕也將會給機械設(shè)備帶來無法彌補的錯誤，會影響機器的正常運行。

2 石油化工機械設(shè)備腐蝕發(fā)生的主要原因

石化公司生產(chǎn)的產(chǎn)品首要是化工產(chǎn)品。化學產(chǎn)品中的鹽，酸和各種化學氣體在高溫下很容易與機械設(shè)備表面的金屬層反應(yīng)。石化機械管理水平較低，管理人員跟不上，導致未能及時發(fā)現(xiàn)機械腐蝕現(xiàn)象或未能找到腐蝕現(xiàn)象以提供相應(yīng)的解決方案，從而腐蝕石化機械設(shè)備，是石化機械設(shè)備腐蝕的首要原因[2]。另外，石化機械設(shè)備的設(shè)計水平不高，設(shè)計者設(shè)計機械設(shè)備缺乏科學依據(jù)，未能加強防腐措施。石化機械設(shè)備腐蝕的不斷產(chǎn)生，嚴重影響石化機械設(shè)備的性能。

在石油化工生產(chǎn)中，由于設(shè)備的性質(zhì)和作業(yè)要求，機械設(shè)備必定會和含有酸和堿的化學物質(zhì)進行接觸，而這些堿性化學物質(zhì)就會給機器帶來腐蝕。假如機械設(shè)備長時間接觸這些化學物質(zhì)，又沒能及時進行腐蝕部位的處理，就會給機械設(shè)備帶來不可避免的損傷。實際上，氣體或液體的流速也會影響設(shè)備的腐蝕。當腐蝕性液體或氣體在設(shè)備中加速流動時，機械設(shè)備的腐蝕程度會加重。相反，流速越慢，設(shè)備的腐蝕越小。運送機器和設(shè)備時，在日常作業(yè)中有必要保證及時的保護。假如沒有保護設(shè)備，則會加速機械設(shè)備的腐蝕。假如機械設(shè)備的零件被腐蝕，則腐蝕的零件有必要及時進行處理。假如不啟用此選項，設(shè)備的腐蝕將變得愈加嚴重，這將嚴重影響機械設(shè)備的正常功能，甚至縮短機械設(shè)備的使用壽命，從而降低企業(yè)的經(jīng)濟利益。

金屬的耐腐蝕性與機械設(shè)備的晶粒厚度成反比。即機械設(shè)備的顆粒密度越高，其耐腐蝕性越差?，F(xiàn)在，我國現(xiàn)代石油化工機械設(shè)備以粗粒金屬為零件，耐蝕性差，直接導致設(shè)備易腐蝕。與不銹鋼機械設(shè)備比較，石油化工機械設(shè)備更容易受到腐蝕。

3 石油化工機械設(shè)備腐蝕的監(jiān)測

為了保障石油化工機械設(shè)備的安全穩(wěn)定以及較長周期的運行，我們除了選擇性質(zhì)優(yōu)良耐腐蝕的的設(shè)備以及規(guī)范操作之外，石油化工企業(yè)操作人員以及設(shè)備維護人員應(yīng)該全天候?qū)υO(shè)備的情況進行監(jiān)測[3]。工作人員可以采用電化學法、電阻法或者聲音測試法、射線放射法等進行。

（1）腐蝕電位測定法是將測試電極固定于所測設(shè)備部位，通過對比電極來測試電位大??；或者使用分級電阻的方法，將使用電阻來測算機械設(shè)備的腐蝕速率；

（2）聲音測試通過傳感器，來評定判斷機械設(shè)備的腐蝕程度與大致部位或者是測定金屬腐蝕厚度；

（3）射線放射法則是通過紅外線，對機械設(shè)備進行透射，用以判定其腐蝕程度的一種精密方法。

4 防止石油化工機械設(shè)備腐蝕的具體措施

4.1 改善防腐蝕設(shè)計思路

想要做好石油化工機械設(shè)備的防腐蝕工作，就必須從設(shè)備的設(shè)計開始做起。設(shè)備設(shè)計師設(shè)計或者是選擇設(shè)備時，要充分考慮到設(shè)備設(shè)計防腐蝕的性能等。從此角度出發(fā)，設(shè)計出使用周期長、運作性能良好，又能有效避免設(shè)備腐蝕的具有一定經(jīng)濟價值的機械設(shè)備[4]。也就是說設(shè)備要在符合基本的設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟、使用時間長、防腐蝕的優(yōu)良特點。同時，在設(shè)備安裝過程中也要注意安裝的步驟、安裝工作的好壞直接會對設(shè)備的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，并且這也將會影響到流體的流速以及狀態(tài)，進而會對設(shè)備的腐蝕產(chǎn)生影響。

4.2 選擇耐腐蝕的的設(shè)備制作材料

材料在使用環(huán)境中的腐蝕會影響設(shè)備和器件的可靠性和使用壽命。因此，合理選擇材料是非常重要的。材料的合理選擇包括各種金屬材料和各種非金屬材料的合理選擇。選材時要綜合考慮材料的機械性能、材料在各種介質(zhì)環(huán)境中的耐腐蝕性、加工性能和經(jīng)濟性。機械性能包括屈服點、強度極限、延伸率、斷面收縮率、硬度、沖擊韌性、疲勞性能等。耐腐蝕性是指在各種環(huán)境介質(zhì)中的腐蝕速率和對各種局部腐蝕類型敏感性(包括點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、氫致腐蝕開裂、電偶腐蝕、選擇性腐蝕、高溫氧化、高溫腐蝕等)。

石油化工企業(yè)對設(shè)備的制作材料要求更高。材料在化工生產(chǎn)環(huán)境下的耐腐蝕程度直接會影響到設(shè)備運轉(zhuǎn)的效率。合理選用設(shè)備制作材料，包括設(shè)備金屬部位以及非金屬零部件，具有重要意義。在選擇過程中，石油化工企業(yè)需要考慮以下幾個方面：材料的表面粗糙度，耐應(yīng)力腐蝕性、耐化學腐蝕程度以及它的經(jīng)濟成本效益。

4.3 選擇良好的不易腐蝕的原材料

在石油化工行業(yè)中，機械設(shè)備的使用往往會面臨很多腐蝕問題。針對這些問題，只有具有良好設(shè)備性能的材料才能協(xié)助改善設(shè)備的耐腐蝕性。然后，在挑選設(shè)備之前，有必要對運用實踐設(shè)備的環(huán)境進行深入調(diào)查，以充分了解實踐環(huán)境中腐蝕性物質(zhì)的組成、溫度和應(yīng)力狀態(tài)，然后挑選恰當?shù)臋C械設(shè)備[5]。在采購設(shè)備時，為了更好地滿足生產(chǎn)需求，必須仔細選擇設(shè)備的型號和規(guī)格，必須掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)、使用要求和使用壽命。為了使經(jīng)濟效益最大化，還需綜合考慮采購成本、維修成本等成本問題。此外，在選擇設(shè)備時還應(yīng)考慮設(shè)備的疲勞抗力和晶粒粗細程度，因為這些因素都會影響設(shè)備的腐蝕程度。

在石油化工機械設(shè)備中使用的或者煉制的的材料，在高溫高壓的惡劣環(huán)境下，極易產(chǎn)生一些腐蝕性物質(zhì)，這直接會影響到機械設(shè)備的壽命。所以，石油化工企業(yè)選擇原材料也是非常重要的。在選擇材料時我們要注意他們在石油煉制環(huán)境下的內(nèi)腐蝕程度以及加工工藝的經(jīng)濟性問題。還要注意在過程中，及時處理產(chǎn)生的硫化、碳化氣體或者腐蝕性化學物質(zhì)。

4.4 優(yōu)化石油化工生產(chǎn)工業(yè)流程

石油化工設(shè)備的腐蝕問題與機械設(shè)備的標準操作和工藝密切相關(guān)。如果對機械設(shè)備的運行過程進行科學設(shè)計，將可以防止機械設(shè)備腐蝕并保護機械設(shè)備。首先，石化機械設(shè)備的設(shè)計必須簡單，流暢。為了避免死角，我們應(yīng)該嘗試選擇相同的金屬材料。其次，必須注意，設(shè)備中有液體流到機械設(shè)備的防腐蝕位置或間隙。像不銹鋼，鋁制器具和碳鋼這類設(shè)備常常會造成腐蝕裂紋，帶來腐蝕和點蝕。在設(shè)備運轉(zhuǎn)期間，有必要裝置冷卻或枯燥設(shè)備，避免腐蝕設(shè)備并及時鏟除水分。操作設(shè)備時應(yīng)提供排水孔，以保持設(shè)備枯燥并避免水殘留在設(shè)備上。使用高濃度硫酸進行枯燥，以避免潮濕的氯氣侵蝕設(shè)備。處理干氯時，請?zhí)暨x質(zhì)量分數(shù)大于78%的硫酸，以避免硫酸系統(tǒng)被腐蝕性物質(zhì)損壞。假如使用78%的硫酸，那么就不會給鋼設(shè)備帶來影響。第三，石化機械設(shè)備的裝置也是至關(guān)重要的，因此為了保證機械設(shè)備的正常工作性能，有必要依照標準要求進行裝置。簡而言之，對機械設(shè)備的工作進程和技術(shù)進行科學的設(shè)計能夠大大降低機械設(shè)備的腐蝕程度。

5 結(jié)語

腐蝕會給我們石油化工企業(yè)帶來很大的損失，對于石油化工機械設(shè)備除了在技術(shù)方面進行防腐蝕處理外，我們也可以通過建設(shè)相關(guān)檔案以及對操作和維護人員進行培訓等方法來提高石油化工企業(yè)人員操作規(guī)范性，合理有效地監(jiān)測并防止石油化工企業(yè)機械設(shè)備的腐蝕程度，以提高企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。這也可以推動我國石油化工的發(fā)展與經(jīng)濟的進步。