石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施

徐以昌，支安東，張積玉

(山東奧諾能源科技股份有限公司，山東 濟南 250101)

0 引言

與其他工業(yè)設(shè)備相比，石油化工設(shè)備中所使用到的機械零件更加復(fù)雜和具有運轉(zhuǎn)不間斷性，若對其防腐防護設(shè)備維護環(huán)節(jié)不重視，很有可能埋下生產(chǎn)安全隱患，最終危及相關(guān)工作人員，影響正常生產(chǎn)進度。同時，石油化工設(shè)備具有本行業(yè)生產(chǎn)的特殊性，通常會在生產(chǎn)中的某個環(huán)境集中排放出有毒有害氣體，這些氣體也會造成設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，不利于設(shè)備正常使用，甚至嚴(yán)重些還會引起保障。因而，對石油化工設(shè)備腐蝕原因進行總結(jié)并制定相應(yīng)對策是有必要的。

1 石油化工設(shè)備實施防腐蝕工作的重要性

石油化工設(shè)備因所運轉(zhuǎn)的環(huán)境和本身具備的復(fù)雜性，常會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問題時，會對設(shè)備安全使用與功能產(chǎn)生較大程度的影響，如不采取措施最終設(shè)備內(nèi)部被腐蝕至失效，嚴(yán)重影響運行。倘若腐蝕問題發(fā)生在壁薄的管道中，在腐蝕作用下會引起滲漏，不加以防范就會殃及到工作人員身體健康，甚至發(fā)生火災(zāi)或爆炸。所以，石油企業(yè)應(yīng)重視相關(guān)設(shè)備防腐工作，采取科學(xué)的和行之有效的應(yīng)對措施，做好應(yīng)急預(yù)案，保證企業(yè)安全生產(chǎn)和企業(yè)經(jīng)濟效益不受到損害，避免出現(xiàn)嚴(yán)重事故給社會帶來負(fù)面影響。從另外層面出發(fā)，石油化工裝置中如果生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)流失問題必定會破壞設(shè)備本身，削減其使用性能及效率，造成嚴(yán)重浪費和效率低下。要妥善解決這一問題，就要注重問題成因的分析，探尋有效的問題解決方法及對策，要求在日常工作中結(jié)合以往工作經(jīng)驗及先進的技術(shù)理念，建立完善的解決流程，確保設(shè)備腐蝕問題得到妥善解決，在實際生產(chǎn)過程發(fā)揮其最大效用，切實維護石油化工企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 石油化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的常見原因

2.1 設(shè)備自身方面

石油中可分解出很多種物質(zhì)具有復(fù)雜的化學(xué)特性，有些對金屬會產(chǎn)生腐蝕作用。大部分煉化設(shè)備都為金屬材質(zhì)，這種材質(zhì)在不使用中也會與空氣中的氧氣反應(yīng)，造成氧化腐蝕，在運行中更隨時受到化學(xué)腐蝕的侵蝕損耗。石油化工中金屬質(zhì)地的設(shè)備，金屬結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這也增加了防腐養(yǎng)護工作的技術(shù)難度。特別是有活潑金屬的部位，在有條件或接觸到匹配電解質(zhì)時就會引起電化學(xué)反應(yīng)，加速引發(fā)化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。對于這種腐蝕的預(yù)防通常很難做到全面，在處理上較為困難。如無妥善處理甚至還會造成溫度和壓力無法有效掌控，設(shè)備或管道如破損造成泄漏，介質(zhì)與電引起的明火會引起爆炸等無法估量安全事故。此外，使用設(shè)備也需要進行日常的維護管理，確保設(shè)備在每次的連續(xù)使用中始終保持良好的狀態(tài)。若沒有做到良好有效的管理則有很大的可能會造成腐蝕問題發(fā)生。石油化工設(shè)備設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也是影響設(shè)備腐蝕的因素。

2.2 設(shè)備接觸的化學(xué)介質(zhì)

石油本身具有化學(xué)性，這種化學(xué)性在加工生產(chǎn)中更加凸顯?；瘜W(xué)活性較強的介質(zhì)一旦接觸到設(shè)備表面，尤其為設(shè)備縫隙和凹凸處等部分時，就會誘發(fā)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。比如在原油中含有氯化物質(zhì)，如氯化鈣等，就會在生產(chǎn)加工中發(fā)生水解反應(yīng)，生成的物質(zhì)便會對設(shè)備進行腐蝕，這同時也為進一步腐蝕情況的發(fā)生埋下了伏筆。在整個蒸餾過程中，石油中的硫化物和鹽酸遇到加工高溫就會產(chǎn)生分解反應(yīng)，生成硫化氫，隨著分解分子的較小物質(zhì)進入到分餾塔頂部以及冷卻系統(tǒng)中，化學(xué)腐蝕由此產(chǎn)生。需要注意的是，石油中的硫化物比較多，而石油加工中恰恰不能缺少高溫過程，因而就會被催化，其中的氮化物同樣也會被分解為一部分氨和一部分氰化物。而若催化原料中檢測氮含量不小于0.1%時，催化而產(chǎn)生氰離子的含量就會偏高，氰離子濃度越大越會引發(fā)設(shè)備腐蝕。腐蝕類型包括局部性和均勻性腐蝕，比如前者可為鼓泡，后者可使金屬材料厚度隨腐蝕消耗整體逐步變薄。

2.3 設(shè)備金屬性能存在不足

在化學(xué)性質(zhì)中可知性能通常與能力相關(guān)聯(lián)，所以金屬的性能會直接反應(yīng)出其自身抗腐蝕能力。在石油化工設(shè)備中所使用到的金屬種類有很多，因此根據(jù)不同金屬性能可有不同的抗腐蝕能力展現(xiàn)。具體分析來看，金屬中內(nèi)含顆粒的大小會影響自身的防腐蝕性，比如不銹鋼金屬材質(zhì)腐蝕性要強于鑄鐵材質(zhì)金屬。現(xiàn)階段，我國大部分石油企業(yè)設(shè)備所應(yīng)用的金屬以粗晶粒為首當(dāng)其沖，防腐能力偏低，而倘若在其中使用不銹鋼金屬材質(zhì)則會切實的提升設(shè)備的防腐蝕能力水平。

2.4 產(chǎn)生物理腐蝕

石油化工在實際的生產(chǎn)過程中，設(shè)備運行過程中受到的氣液體流動因素的影響容易被忽視，主要是因為人為操作不當(dāng)造成的，比如操作人員未按照規(guī)范流程開展設(shè)備保存與防護，化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中氣液流動速度加快，處于介質(zhì)高速流動的生產(chǎn)環(huán)境下，會設(shè)備管道及設(shè)備本身會產(chǎn)生沖刷，而且沖刷程度不同。隨著生產(chǎn)過程氣體與液體的流速的增加，接觸面積越來越大是自然的，一定程度上加快了沖刷腐蝕速度，這樣的生產(chǎn)條件下，如果對設(shè)備的承受能力不關(guān)注，勢必會增加金屬設(shè)備的腐蝕速度。除此之外，生產(chǎn)工作人員安全意識薄弱，在設(shè)備檢修維護階段，無法保證工作實效性，這樣也是增快腐蝕速度的重要原因之一，隨著時間的推移，發(fā)展到惡性循環(huán)的地步，直接給化工企業(yè)帶來不可挽回的損失包括經(jīng)濟、名譽等多個方面。

3 提升石油化工設(shè)備防腐措施分析

3.1 重視設(shè)備防腐蝕工作

防腐蝕工作若想獲得良好的效果，首先就需要給予足夠的重視，這樣才能有效減少腐蝕問題的發(fā)生率。防腐工作執(zhí)行實施都是由相關(guān)人員進行，因此其人員態(tài)度和實踐操作水平也決定著防腐效果和防腐問題的發(fā)生。石油企業(yè)管理人員應(yīng)當(dāng)將此項工作重視起來，以保證按照制度標(biāo)準(zhǔn)進行，積極落實科學(xué)有效的防護方案。企業(yè)管理人員要履行自身職責(zé)，帶頭做好防腐工作認(rèn)識及推廣，使所有技術(shù)人員都能夠在工作前和工作中保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，嚴(yán)格按照既定確立的防腐流程進行。

企業(yè)應(yīng)制定切實有效的監(jiān)督制度，完善監(jiān)管體系，確保整體工作發(fā)揮理想效能。對于工作中的技術(shù)人員而言，需要始終保持學(xué)習(xí)之心，始終都要通過各個途徑學(xué)習(xí)提升，規(guī)范自身操作行為，提升自身技能水平，使防腐工作在每個發(fā)展階段都有保證。對于化工設(shè)備應(yīng)用來說，為確保生產(chǎn)安全與質(zhì)量，需要重視每個環(huán)節(jié)優(yōu)化并加強管控，這樣設(shè)備才不會受到更多腐蝕因素干擾。對于后期設(shè)備腐蝕處理，應(yīng)顧全大局并立足于科學(xué)層面，針對不同腐蝕問題詳細(xì)了解，最終制定出防腐方案，將腐蝕問題防患于未然或降至到最低水平[1]。

3.2 做好介質(zhì)方面的處理

在石油化工設(shè)備應(yīng)對接觸腐蝕環(huán)境中，一般采取介質(zhì)性防腐措施來進行應(yīng)對。首先需要先行利用防腐隔層將腐蝕介質(zhì)與設(shè)備隔離開來，以減少不同程度酸堿介質(zhì)對設(shè)備表面結(jié)構(gòu)的腐蝕；其次，腐蝕介質(zhì)對設(shè)備腐蝕現(xiàn)象很普遍，特別是應(yīng)對不同濃度和溫度變化中的介質(zhì)，更是會加重自身設(shè)備的腐蝕，因而需要運用調(diào)整介質(zhì)濃度等科學(xué)有效措施來緩解腐蝕進程。將腐蝕控制在可控范圍內(nèi)，便于后期采取措施修復(fù)。另外，在實際中，由于設(shè)備所接觸的腐蝕介質(zhì)不同，并且還會受到實況生產(chǎn)限制，設(shè)備無法做到完全不與腐蝕介質(zhì)接觸，所以就可以通過在設(shè)備上涂抹防腐材料來達(dá)到隔離的作用。比如常用涂抹材料為油漆等，常用的油漆含有環(huán)氧樹脂等防腐物質(zhì)，可以與空氣發(fā)生反應(yīng)，最終形成有效的保護膜。注意在進行涂抹操作中，需要事前充分了解石油化工設(shè)備材質(zhì)，同時還需要掌握設(shè)備用途、使用方式以及自身金屬抗腐蝕能力等，然后根據(jù)實況再進行不同類型和厚度的油漆涂抹，使之達(dá)到良好的防腐蝕效果。

3.3 合理選用及提升設(shè)備防腐性能

設(shè)備是否能夠有較強的腐蝕性能，設(shè)備設(shè)計環(huán)節(jié)的作用非常重要。所以就可以在此方面著手，根據(jù)設(shè)備具體使用的用途和所需要長期處于的環(huán)境等多個方面，在設(shè)計工作中就加以注意，做好相應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，進而使設(shè)備防腐性能水平得到切實提升。具體在設(shè)計中的操作，首先可以在選擇材料方面著手，可挑選合適的材料結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)質(zhì)地均勻，延長設(shè)備耐腐蝕率。對于生產(chǎn)中的不可避免的高溫高壓以及強弱酸等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，需要注意使用特殊化防腐技術(shù)應(yīng)用于該設(shè)備中，使其起到設(shè)備與外部環(huán)境隔絕的效果。設(shè)計中所選用的設(shè)備材料，設(shè)計人員需要明確它的化學(xué)性是否在使用中穩(wěn)定，不可盲目選擇，發(fā)生不必要的物質(zhì)之間的反應(yīng)。此外，根據(jù)生產(chǎn)工藝和技術(shù)實際所需，選擇合理的防腐藥劑，在保證本省沒有問題的前提下進行規(guī)范使用，確保萬無一失，為提升設(shè)備防腐性能水平提供良好的前提保障。

3.4 建立健全防腐設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)

在現(xiàn)階段信息化的時代中，各個行業(yè)在有條件使用信息化技術(shù)下都積極融入了此項技術(shù)，對促進行業(yè)發(fā)展起著不容小覷的作用。在石油化工生產(chǎn)中為有效防止設(shè)備性能被腐蝕，保證設(shè)備更好的運轉(zhuǎn)，企業(yè)和相關(guān)負(fù)責(zé)部門應(yīng)強化對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕管控，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起一個腐蝕物流量分布的監(jiān)控檢測網(wǎng)，為設(shè)備維護和防腐蝕提供數(shù)據(jù)支撐。同時在監(jiān)測系統(tǒng)中，相關(guān)人員還應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)做好定期檢查、管理及評估撰寫報告，從整體上有效控制設(shè)備腐蝕。同時，對于生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生腐蝕問題引起安全質(zhì)量問題的設(shè)備，企業(yè)要通過開展定期監(jiān)測和后期跟蹤式防腐監(jiān)測，并在設(shè)備最可能發(fā)生部位設(shè)置檢查點，保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性。設(shè)備管理部門也要嚴(yán)格落實防腐計劃和操作，并編制防腐手冊下放于相關(guān)工作人員，對于防腐數(shù)據(jù)做好記錄，錄入到系統(tǒng)中形成數(shù)據(jù)信息庫，為其他工作提供數(shù)據(jù)支持。有效的數(shù)據(jù)分析可以更為準(zhǔn)確的預(yù)測材料腐蝕率，有助于制定采取對策。此外，根據(jù)生產(chǎn)過程和特點，對原材料的腐蝕性介質(zhì)參數(shù)應(yīng)作反復(fù)不低于三次的監(jiān)測核檢分析，對生產(chǎn)過程中腐蝕介質(zhì)中的含量通過科學(xué)手段給予有效防控，這樣便可以在很大程度上降低防腐問題的發(fā)生[2]。

3.5 整合設(shè)備安裝要點，強化環(huán)境腐蝕控制

石油化工機械設(shè)備性能的提升對安裝環(huán)節(jié)有著一定的影響，因而需要做好設(shè)備安裝內(nèi)容要點整合，使安裝過程順利化。在進行設(shè)備施工防腐蝕作業(yè)中以及完善防腐蝕作業(yè)時，可以通過減少縫隙腐蝕來降低對石油化工設(shè)備所產(chǎn)生的不良影響，避免出現(xiàn)跑冒滴漏等問題。在安裝中技術(shù)人員應(yīng)全程監(jiān)督，保證石油化工設(shè)備安裝不出現(xiàn)誤差，避免增加腐蝕幾率。針對存在嚴(yán)重腐蝕區(qū)域需要利用金屬材質(zhì)進行修補與修復(fù)，必須根據(jù)金屬類別采取適應(yīng)的手段，避免因金屬之間發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此外，由于石油化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，實際生產(chǎn)過程需要將多樣化的生產(chǎn)工藝融合應(yīng)用，在保證設(shè)備安裝防腐工作落實到位的基礎(chǔ)上，加強生產(chǎn)環(huán)節(jié)的防腐處理；由于生產(chǎn)設(shè)備處于空氣中含水量較高的環(huán)境中，會使設(shè)備腐蝕問題加劇，要求必須明確石油化工設(shè)備所處的加工運行環(huán)境，具體包括空氣溫度、濕度等，注重環(huán)境指標(biāo)的控制，以減少設(shè)備腐蝕概率。同時可根據(jù)實際情況配置冷卻或干燥設(shè)備，確保能夠?qū)⒖諝鉂穸燃皽囟鹊玫骄珳?zhǔn)控制，有效防控石油化工設(shè)備環(huán)境腐蝕問題。

4 結(jié)語

綜上所述，石油化工設(shè)備腐蝕現(xiàn)象會嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和安全，危及石油化工生產(chǎn)人員的生命安全及企業(yè)經(jīng)濟效益。對此，應(yīng)該積極構(gòu)建完善化的監(jiān)控體系，全方位的評估設(shè)備腐蝕情況，根據(jù)生產(chǎn)具體情況適當(dāng)增加檢查強度和頻率，從根源上控制設(shè)備腐蝕損壞的程度和范圍，有效延長石油設(shè)備的使用壽命周期，減少企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備方面的成本投入，科學(xué)化地控制生產(chǎn)成本，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益空間，讓石油化工企業(yè)在當(dāng)今市場激烈的競爭環(huán)境下占據(jù)有利的市場地位，帶動社會經(jīng)濟的長效發(fā)展。