化工機(jī)械設(shè)備防腐措施的探討

王 冬 陸勇斌

上海誼超化工咨詢(xún)有限公司 （上海市 200030）

在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，由于許多介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性，易使靜設(shè)備出現(xiàn)泄漏，動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)震動(dòng)、跳車(chē)等故障，給生產(chǎn)安全帶來(lái)很大的威脅。要消除這些因腐蝕引起的設(shè)備故障，就要進(jìn)行必要的設(shè)備檢維修，這不但需要花費(fèi)大量的人力、物力，降低生產(chǎn)效率，而且在檢維修過(guò)程中極易造成環(huán)保、安全事故，給生產(chǎn)的本質(zhì)安全帶來(lái)隱患。對(duì)化工設(shè)備防腐措施的研究不但能提高設(shè)備工作效率、降低檢維修費(fèi)用，還能為化工生產(chǎn)的本質(zhì)安全提供保障?；C(jī)械腐蝕問(wèn)題，是大多數(shù)石油化工企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一。被腐蝕的設(shè)備在外形、功能方面都會(huì)發(fā)生一定的變化，如果繼續(xù)使用該設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備狀況進(jìn)一步惡化，也會(huì)使其工作效率急劇下降，使能源消耗上升，甚至造成安全事故。從這一角度看，對(duì)化工設(shè)備的腐蝕機(jī)理以及防腐措施進(jìn)行分析探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的主要類(lèi)型

1.1 均勻腐蝕

均勻腐蝕是化工機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遭遇的問(wèn)題。均勻腐蝕主要指設(shè)備表面出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備外觀會(huì)造成比較大的影響。但是，均勻腐蝕并不會(huì)對(duì)設(shè)備的功能造成特別大的影響。在機(jī)械制造過(guò)程中，均勻腐蝕是可以被允許的。相關(guān)單位在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般會(huì)預(yù)留出一定的腐蝕裕量，這種方式能夠在一定程度上保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性。腐蝕裕量的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)是：在一定時(shí)間內(nèi)，腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬材料的腐蝕深度以及金屬構(gòu)件的壁厚減薄量[1]。

1.2 局部腐蝕

局部腐蝕是指化工機(jī)械設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中由于某種原因局部遭受腐蝕。在實(shí)踐中，局部腐蝕可能會(huì)對(duì)石油化工企業(yè)造成比較大的損失。隱蔽性強(qiáng)，難以預(yù)計(jì)且控制難度大，一般情況下只有在機(jī)械設(shè)備例行檢修的過(guò)程中才能被發(fā)現(xiàn)，這一點(diǎn)是局部腐蝕與均勻腐蝕的主要區(qū)別。在局部腐蝕嚴(yán)重且未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下，很容易在一定程度上影響機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備結(jié)構(gòu)造成破壞，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

2 化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的主要原因

2.1 材質(zhì)

材質(zhì)是影響化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的重要原因?；ぴO(shè)備大多由金屬部件構(gòu)成，一般而言，金屬材料的腐蝕程度與金屬顆粒大小成正比，即：金屬顆粒越小，設(shè)備的腐蝕程度也越?。欢饘兕w粒越大，其制造而成的設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)的腐蝕程度也越大。在實(shí)踐中，較高鐵含量的化工機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中更容易遭受腐蝕[2]。

2.2 環(huán)境

運(yùn)行環(huán)境是化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的重要因素之一。在化工生產(chǎn)環(huán)境下，設(shè)備經(jīng)常會(huì)與各種化學(xué)物質(zhì)相接觸，其中某些物質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性，比氧氣、水蒸氣更容易造成設(shè)備腐蝕。例如，在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中，設(shè)備會(huì)受到非常嚴(yán)重的腐蝕。如果設(shè)備外殼受到侵蝕，其保護(hù)性會(huì)被極大地削弱，從而使內(nèi)部金屬構(gòu)件遭受損害，最終影響設(shè)備的正常運(yùn)行及生產(chǎn)過(guò)程的安全性。另外，在一定的溫度濕度環(huán)境中，或在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中，設(shè)備自身也可能發(fā)生一定的電解，從而出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。

2.3 管理

通常，化工企業(yè)的機(jī)械設(shè)備數(shù)量較多，零部件種類(lèi)復(fù)雜，安裝、維修工序多，管理難度較大。在生產(chǎn)實(shí)踐中，裸露在外面的零部件銹蝕情況非常容易被發(fā)現(xiàn)與更換，一般不會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行。但是，內(nèi)部構(gòu)件在運(yùn)行過(guò)程中也可能發(fā)生腐蝕，如果相關(guān)人員沒(méi)有定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維、管理，或缺乏相關(guān)的監(jiān)測(cè)手段，很容易導(dǎo)致設(shè)備在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重老化問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間的老化會(huì)進(jìn)一步影響設(shè)備功能，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)運(yùn)行效率下降[3]，或造成設(shè)備安全事故。

3 化工機(jī)械設(shè)備防腐蝕措施探討

3.1 加強(qiáng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

要強(qiáng)化設(shè)備的耐腐蝕性，應(yīng)該在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合設(shè)備的實(shí)際使用環(huán)境、功能特點(diǎn)、介質(zhì)性質(zhì)等因素進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在實(shí)踐中，部分在特殊環(huán)境下工作的化工機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，在實(shí)際使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)運(yùn)維死角，或積蓄腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，從而增加腐蝕可能性。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能選擇比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)滿足使用需求，在死角部位選擇防腐蝕性較強(qiáng)的材料，并采取多種方式降低安裝階段縫隙的出現(xiàn)率，進(jìn)而提升機(jī)械設(shè)備的抗腐蝕性[4]。

3.2 加強(qiáng)設(shè)備的防腐強(qiáng)度

在化工生產(chǎn)環(huán)境下，機(jī)械設(shè)備通常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間接觸空氣中存在的各種腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。因此，在對(duì)其抗腐蝕強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到設(shè)備接觸的介質(zhì)、使用年限、使用環(huán)境以及使用頻率等具體因素，在材料厚度、材料前處理工藝、保護(hù)涂層選擇方面強(qiáng)化設(shè)計(jì)，提升設(shè)備的防腐蝕強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行壽命。

3.3 選擇合適的材料

選擇合適的制造材料是增強(qiáng)設(shè)備防腐蝕性能的首要選項(xiàng)。不同種類(lèi)的金屬具備不同的防腐性能與功能優(yōu)勢(shì)，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行介質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境及功能需求的不同，為不同設(shè)備或者同一設(shè)備的不同部位選擇適當(dāng)?shù)慕饘俨牧?。例如，在醋酸生產(chǎn)中，因存在碘的腐蝕，在不同的反應(yīng)區(qū)域分別采用諸如鋯材、哈斯材料和不銹鋼材料等不同的金屬材料。一家企業(yè)因?yàn)樵诖姿岱磻?yīng)區(qū)中應(yīng)該用鋯材墊片而誤用了一個(gè)316L材質(zhì)的墊片，導(dǎo)致生產(chǎn)裝置運(yùn)行了半個(gè)月后該316L墊片全部遭受碘腐蝕，最后引起該法蘭處反應(yīng)液大量泄漏。此外，以鋼為主要材料構(gòu)成的設(shè)備對(duì)酸的抗腐蝕性性能比鐵的抗腐蝕性能要好，合成金屬的抗腐蝕能性又優(yōu)于單一金屬。但是，在材料選擇上也不能僅考慮其抗腐蝕性，還要對(duì)制造成本、使用性能等多方面進(jìn)行綜合考慮，比如，使用金屬?gòu)?fù)合板就是既解決抗腐蝕問(wèn)題又降低材料制造成本的一個(gè)有效途徑。總的來(lái)說(shuō)，就是在不影響設(shè)備功能的前提下，盡量使用防腐性能強(qiáng)、價(jià)格相對(duì)較低的金屬材料，進(jìn)而綜合促進(jìn)設(shè)備使用壽命與生產(chǎn)效率的穩(wěn)定提升[5]。

3.4 挑選適當(dāng)?shù)姆栏繉?/h3>

防腐涂層的選擇也會(huì)在一定程度上影響設(shè)備本身的防腐性能。不同防腐涂層在不同金屬表面應(yīng)用的具體效果是不同的。因此，在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)容易發(fā)生腐蝕部位的防腐涂層進(jìn)行改變或者加強(qiáng)，進(jìn)而充分提升設(shè)備防腐效果。在實(shí)踐中，必須對(duì)防腐涂層供應(yīng)商的資質(zhì)、防腐涂層材料的質(zhì)量、施工方案等進(jìn)行嚴(yán)格審核，確保防腐涂層的有效性、安全性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。例如，在氯堿生產(chǎn)中，因存在氯的腐蝕，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)要求很高。這是因?yàn)?，氯?duì)不銹鋼腐蝕是很迅速的，所以不能直接接觸不銹鋼，需對(duì)材料表面進(jìn)行涂層防腐或作搪玻璃樹(shù)脂表面處理。在前幾年就發(fā)生過(guò)一個(gè)液氯儲(chǔ)罐因壓力表接口法蘭面腐蝕導(dǎo)致液氯泄漏的事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以對(duì)設(shè)備易腐蝕部位進(jìn)行鍍膜，或者對(duì)金屬表面噴涂保護(hù)樹(shù)脂等，這些手段均可以實(shí)現(xiàn)有效的防腐。

3.5 合理運(yùn)用涂布緩蝕劑

緩蝕劑是一種能夠抑制金屬在環(huán)境介質(zhì)中發(fā)生腐蝕的物質(zhì)，其工作原理是利用自身的分子吸附特點(diǎn)，防止空氣中的腐蝕性氣體分子與金屬表面接觸，最終達(dá)到防腐的目的。因此，緩蝕劑的分子吸附能力與其抗腐蝕強(qiáng)度成正比，即吸附性愈大，其抗腐蝕性能愈強(qiáng)。在實(shí)踐中，超級(jí)除蠟水、阻垢劑都屬于比較常見(jiàn)的工業(yè)緩蝕劑，能夠在設(shè)備表面形成一種膠束防護(hù)膜，且具備良好的水溶性，在增強(qiáng)設(shè)備防腐性能、機(jī)械清潔方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能保持金屬材料原有的物理、力學(xué)性能。合理使用緩蝕劑已成為應(yīng)用廣泛的防腐技術(shù)之一。

3.6 強(qiáng)化設(shè)備管理

化工機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，其防腐性能會(huì)逐步降低。因此，強(qiáng)化設(shè)備管理是確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的重要舉措。應(yīng)認(rèn)識(shí)到化工設(shè)備日常保養(yǎng)、維護(hù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)保障其運(yùn)行安全的重要意義，構(gòu)建責(zé)任體系，配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，對(duì)化工設(shè)備進(jìn)行定期、定時(shí)的腐蝕情況檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析，建立設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)和故障數(shù)據(jù)庫(kù)。要開(kāi)展設(shè)備預(yù)防性維修，特別是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行在線狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行離線、無(wú)線狀態(tài)檢測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況；化工生產(chǎn)的物質(zhì)組分、工藝發(fā)生變化后，要及時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，特別是對(duì)設(shè)備功能、表面涂層完整性等進(jìn)行全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，要及時(shí)處置。如果設(shè)備腐蝕程度過(guò)于嚴(yán)重，應(yīng)該立刻停止使用，從而規(guī)避設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在石油化工企業(yè)中，機(jī)械設(shè)備的腐蝕性問(wèn)題比較常見(jiàn)。常見(jiàn)的腐蝕情況分為局部腐蝕與均勻腐蝕，其中，化工設(shè)備隱蔽部位局部腐蝕的安全隱患最大，其主要是由結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、環(huán)境、管理等因素引發(fā)的。針對(duì)這些情況，化工企業(yè)應(yīng)該從優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)防腐強(qiáng)度，選擇合適的材質(zhì)、可靠的防腐涂層、適用的緩蝕劑等方面著手，配合嚴(yán)格的管理措施，提高設(shè)備防腐性能，確保其穩(wěn)定安全運(yùn)行，保障人員安全與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。