石油化工設(shè)備腐蝕的防護(hù)與監(jiān)測(cè)

摘 要 在石油的開采和冶煉的工程中我們需要用到很多的機(jī)械加工輔助設(shè)備，由于這些設(shè)備所處工作環(huán)境的惡劣以及保養(yǎng)不周等原因，在設(shè)備使用過程中會(huì)經(jīng)常發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。這些腐蝕現(xiàn)象會(huì)對(duì)石油化工設(shè)備造成損壞，導(dǎo)致石油開采與產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高，石油的生產(chǎn)率降低，更有可能威脅到周圍的環(huán)境，造成巨大的工業(yè)污染。本文旨在對(duì)石油化工設(shè)備腐蝕的防護(hù)與監(jiān)測(cè)問題進(jìn)行分析，以預(yù)防與監(jiān)控現(xiàn)實(shí)中可能出現(xiàn)的設(shè)備腐蝕問題，提出良好有效的對(duì)策。

關(guān)鍵詞 石油化工；設(shè)備腐蝕；防護(hù)；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0166-01

要探究出更有效的防護(hù)與監(jiān)測(cè)腐蝕的措施，必須先從石油化工設(shè)備的腐蝕源頭出發(fā)，根據(jù)理論與實(shí)例，淺析與羅列可能造成設(shè)備腐蝕的途徑。并且針對(duì)這些可能發(fā)生腐蝕的情況，制定出相應(yīng)的防護(hù)與監(jiān)測(cè)措施，以達(dá)到一定的防護(hù)效果。當(dāng)應(yīng)力和腐蝕環(huán)境組合時(shí)，很容易造成設(shè)備的腐蝕與損壞。

1 原油中存在的腐蝕介質(zhì)

1.1 無機(jī)鹽的腐蝕

原油在開采中，原油中的水分經(jīng)過脫水處理，已大大減少。但仍然不能完全去除水分，這部分水分中帶有一定成分的無機(jī)鹽，如氯化鈉和硫酸鈉等，當(dāng)這部分水分與原油產(chǎn)生乳化結(jié)合，之后由于煉制原油過程中的加熱處理，該類無機(jī)鹽便會(huì)因?yàn)槭軣岫l(fā)生水解。之后便會(huì)形成某些強(qiáng)腐蝕性的氣體，如氯化氫氣體等。這些氣體隨著水蒸氣共同從塔頂排出，在塔頂冷卻時(shí)，強(qiáng)腐蝕性氣體會(huì)形成酸性溶液，對(duì)塔頂附近的機(jī)械系統(tǒng)造成酸性腐蝕，破壞其冷卻功能。

1.2 硫化物的腐蝕

眾所周知，原油中含有一些硫化物，常溫常壓下，或溫度并不很高的條件下，硫化物并不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生明顯的腐蝕與損害。但是，當(dāng)溫度接近或高于三百五十?dāng)z氏度時(shí)，電化學(xué)腐蝕情況便尤為嚴(yán)重。并且，其腐蝕能力會(huì)隨著溫度的增高而持續(xù)加強(qiáng)，例如在設(shè)備減壓等條件下，該類情況下的高溫對(duì)硫化物的活性起到了強(qiáng)有力的催化，腐蝕程度較高。

1.3 氮化物的腐蝕

除了上述幾種物質(zhì)以外，原油中還存在著某些氮化物。在石油的加工過程中，該類氮化物會(huì)經(jīng)過一系列反應(yīng)，生成氨氣等。該類氣體或物質(zhì)在石油的蒸餾過程中與水結(jié)合，也會(huì)生成腐蝕性物質(zhì)，促使設(shè)備發(fā)生又一種電化學(xué)腐蝕。并且，硫化氫與氨水共同反應(yīng)，會(huì)使電化學(xué)腐蝕加重，對(duì)儲(chǔ)存罐或管道內(nèi)壁涂料造成腐蝕，在石油產(chǎn)品生產(chǎn)中造成設(shè)備的故障和一些事故的發(fā)生。

1.4 水分造成的腐蝕

在無機(jī)鹽腐蝕中我們可知，是由于水分中存在的無機(jī)鹽對(duì)石油化工設(shè)備造成了一種腐蝕，然而，石油開采過程中，或者石油分餾、冷卻過程中所產(chǎn)生及引進(jìn)的水分，也會(huì)給設(shè)備制造了一個(gè)適宜的腐蝕環(huán)境，同時(shí)，水分也未化學(xué)反應(yīng)的順利發(fā)生提供了良好的條件。冷卻器中的水分與石油分餾中產(chǎn)生的部分物質(zhì)進(jìn)行溶解反應(yīng)，使設(shè)備構(gòu)造或分餾、冷卻系統(tǒng)造成損毀或破壞。并且，該類情況在易腐蝕部位時(shí)有發(fā)生，例如儲(chǔ)油罐底部等。再次，系統(tǒng)中堆積的水分會(huì)在管道及機(jī)械系統(tǒng)中形成水垢或造成金屬管道的生銹堵塞。這在冷卻裝置中最為常見，會(huì)造成石油產(chǎn)品泄露或污染的可能。

2 外界環(huán)境中存在的腐蝕介質(zhì)

現(xiàn)階段我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)石油化工廠的設(shè)備是存在于露天的情況下，或者大部分暴露在自然環(huán)境中。因此，外界中主要的腐蝕介質(zhì)來源于大氣中，這些大氣腐蝕會(huì)對(duì)設(shè)備造成不同成對(duì)的侵蝕與破壞，從而影響設(shè)備的正常工作與石油的正常生產(chǎn)。

2.1 水蒸氣

在自然環(huán)境中，空氣里存在一定量的水蒸氣，其大多情況下以氣態(tài)形式出現(xiàn)在大氣中，因此并不會(huì)對(duì)石油化工設(shè)備帶來任何影響。然而在溫度較高或溫差較大的天氣下，熱的水蒸氣碰到金屬設(shè)備表面，冷卻凝結(jié)成為液態(tài)水。而由于設(shè)備金屬表面不完全光滑，因此在設(shè)備表面凹陷處會(huì)存在液態(tài)水的累積，累積較厚的水膜與空氣中酸性或堿性氣體雜質(zhì)產(chǎn)生相應(yīng)物理或化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕性溶液，導(dǎo)致該類設(shè)備產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

2.2 氧氣以及其他氣體

金屬設(shè)備所具有的化學(xué)活性強(qiáng)，在長(zhǎng)期與空氣接觸下，空氣中的氧氣會(huì)與其作用形成氧化膜。雖然這層氧化膜會(huì)對(duì)設(shè)備表面形成一定程度的保護(hù)作用，但是由于工業(yè)環(huán)境中，二氧化硫等酸性氣體大量存在，其會(huì)對(duì)設(shè)備表面的氧化膜造成破壞，導(dǎo)致其與設(shè)備金屬表面接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，加重對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕。

3 石油化工設(shè)備腐蝕的防護(hù)措施

3.1 石油化工設(shè)備的設(shè)計(jì)

要注重腐蝕的防護(hù)，首先要從石油化工設(shè)備的合理設(shè)計(jì)開始。我們需要充分考慮腐蝕產(chǎn)生的原因及腐蝕介質(zhì)源頭，使設(shè)備的設(shè)計(jì)體現(xiàn)出腐蝕控制措施。這個(gè)設(shè)計(jì)包括設(shè)備的選擇，設(shè)備的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)設(shè)置，在設(shè)備易腐蝕部位，加強(qiáng)保護(hù)措施的設(shè)計(jì)與布置，例如添加保護(hù)罩等，使設(shè)備易腐蝕部位減少與外界接觸等等措施。

3.2 石油化工設(shè)備的材質(zhì)選擇

石油化學(xué)設(shè)備的材質(zhì)選擇，也是其防護(hù)腐蝕的一項(xiàng)重要措施，在石油產(chǎn)品的生產(chǎn)中，設(shè)備材質(zhì)的物理化學(xué)特性影響著設(shè)備的使用壽命及安全性等。在石油產(chǎn)品生產(chǎn)中，合金與不銹鋼等金屬材料廣泛運(yùn)用，然而該類金屬材料由于其本身特性，總是容易被酸堿溶液等腐蝕。非金屬材料相對(duì)之下，具有更良好的耐腐蝕性，并且其種類繁多，在石油化工設(shè)備中逐漸運(yùn)用，如玻璃纖維等。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，各種新型材料也正被廣泛研制，種類不斷增加，為之后的設(shè)備腐蝕的防護(hù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 電化學(xué)腐蝕防護(hù)

電化學(xué)腐蝕的防護(hù)主要由陰極與陽極防護(hù)組成。其中，對(duì)于陰極防護(hù)，一般做法是，將一定量的陰極電流通入金屬設(shè)備表面，抑制金屬離子的溶解，防止金屬的腐蝕。同時(shí)，對(duì)于陽極，方法是通入陽極電流，以使電位提高，有效抑制金屬的腐蝕。

3.4 石油化工設(shè)備表面的防護(hù)

在石油化工設(shè)備的表面，增加防護(hù)層十分重要。在外可防止金屬設(shè)備表面與外界大氣中的腐蝕介質(zhì)的接觸，在內(nèi)可防止原油中腐蝕介質(zhì)對(duì)設(shè)備內(nèi)部裝置的腐蝕，避免不良腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。

現(xiàn)階段，石油化工設(shè)備中常采用的添加防護(hù)涂料的方法進(jìn)行防護(hù)。在金屬表面增加金屬或非金屬層，隔絕外界或原油內(nèi)部的腐蝕。同時(shí)也要根據(jù)物質(zhì)的特性和所使用環(huán)境的情況選擇合適的涂料或

鍍層。

4 設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)測(cè)

為了保證石油化工設(shè)備的長(zhǎng)期正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，除了進(jìn)行相應(yīng)防護(hù)操作，例如改進(jìn)設(shè)備易腐蝕部分的材質(zhì)，合理使用相應(yīng)防腐蝕涂料等，還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀況。

石油化工設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的異常故障可分為工藝和設(shè)備故障兩類。兩種故障在一定情況下會(huì)交織發(fā)生，造成設(shè)備部分溫度過高，致使設(shè)備部分異常受熱變形、開裂等損壞情況，進(jìn)而造成石油產(chǎn)品泄漏或與外界不良接觸，導(dǎo)致污染發(fā)生。需要建立起有效監(jiān)控系統(tǒng)，采用先進(jìn)儀器對(duì)石油化工設(shè)備的腐蝕情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，盡早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防腐蝕造成的危害，避免更大危害的產(chǎn)生。

同時(shí)也要對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)與保養(yǎng)，檢修其出現(xiàn)的日常問題，保證該儀器設(shè)備的正常使用和正常監(jiān)測(cè)，及時(shí)預(yù)防石油化工設(shè)備腐蝕帶來的生產(chǎn)上的危害。

5 結(jié)論

隨著國(guó)家石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，石油化工設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象也不斷增加，其導(dǎo)致的設(shè)備損毀及安全事故也時(shí)有發(fā)生。通過以上對(duì)設(shè)備腐蝕原因的全面分析，歸納總結(jié)出了相應(yīng)的防護(hù)與監(jiān)測(cè)方法。當(dāng)然，上述分析的也只是常見的腐蝕狀況，在實(shí)際中，仍然存在其他的腐蝕問題，需要根據(jù)實(shí)際狀況，制定有針對(duì)性的防護(hù)措施與補(bǔ)救方法及對(duì)策，同時(shí)，要逐步采用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行腐蝕狀態(tài)監(jiān)測(cè)， 為預(yù)測(cè)維修打好基礎(chǔ) 。防護(hù)與監(jiān)測(cè)并重，將腐蝕的危害降到最低，將腐蝕的破壞程度大大降低。

參考文獻(xiàn)

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[2]卞建華，張建民.石油化工設(shè)備腐蝕問題的探討[J].山東化工，2008，37:30.

作者簡(jiǎn)介

伍龍燕（1977—），男，工程師，2001年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學(xué)，化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)從事核電站常規(guī)島壓力容器、石油化工設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)工作。