石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施應(yīng)用研究

閆海龍 莫日根 張慶軍

（1.中國石油華北油田公司二連分公司設(shè)備管理中心 內(nèi)蒙古阿爾善錫 026000；2.中國石油華北油田公司物資裝備部 河北省任丘 062552）

石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施應(yīng)用研究

閆海龍1莫日根1 張慶軍2

（1.中國石油華北油田公司二連分公司設(shè)備管理中心 內(nèi)蒙古阿爾善錫 026000；2.中國石油華北油田公司物資裝備部 河北省任丘 062552）

隨著石油設(shè)備的持續(xù)運行，腐蝕問題日益突出，引起人們的持續(xù)注意。本文立足于石油化工設(shè)備的腐蝕問題，分析了其腐蝕設(shè)備要素及原因，提出了具體的預(yù)防措施，為延長石油化工設(shè)備壽命提供必要的理論支撐。

石油化工設(shè)備；腐蝕；防腐

1 石油化工設(shè)備的腐蝕原因

引起石油化工設(shè)備腐蝕的原因非常復(fù)雜，主要可分為外在和內(nèi)在兩方面的影響因素。

1.1 外力原因

外力原因造成的石油化工設(shè)備腐蝕，可以分為化學(xué)物質(zhì)腐蝕和電化學(xué)物質(zhì)腐蝕。

化學(xué)物質(zhì)腐蝕主要是石油化工設(shè)備與硫化物相接觸，與空氣中的水分子和氧分子的相互作用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后產(chǎn)生了新的氧化物，使石油化工設(shè)備表面形成腐蝕層。但此種腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生需要具備一定的條件，即較高的溫度和必要的腐蝕物質(zhì)，以硫酸含量為例，如圖1所示，當(dāng)硫酸含量為50%左右時，對碳鋼材料的腐蝕速度最快，若含量低于或高于這一指標(biāo)時，相應(yīng)的腐蝕速度也隨之下降。

電化學(xué)物質(zhì)腐蝕現(xiàn)是由于石油化工設(shè)備與電解質(zhì)溶液相接觸而產(chǎn)生的，石油化工設(shè)備表面吸附了電解質(zhì)溶液中會產(chǎn)電極，從而在表面形成腐蝕層，造成設(shè)備腐蝕（圖 2）。這種腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生也具備必要的條件，潮濕的生產(chǎn)環(huán)境和充足的接觸時間。

1.2 自身原因

由于自身原因造成的石油化工設(shè)備腐蝕可以分為以下幾類：

⑴材料使用不當(dāng)。石油化工設(shè)備的材料選用情況較為復(fù)雜，尤其是在設(shè)備的檢修中，材料使用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象較為突出。由于設(shè)備亟需使用而供貨不及時，在材料選用上一般會出現(xiàn)兩種選擇：一是以低代高，加大了腐蝕的可能性，從而導(dǎo)致一系列事故的產(chǎn)生；二是認(rèn)為較高等級的材料會提高材料的抗腐蝕性，以高代低，但往往會適得其反。

⑵材料管理不當(dāng)。在制作過程中，由于設(shè)備的類型和材料種類較為復(fù)雜，經(jīng)常會出現(xiàn)一些材料、零件的使用混亂，加之材料管理不嚴(yán)，都為石油化工設(shè)備的使用埋下安全隱患。

⑶設(shè)備的設(shè)計不當(dāng)。石油化工設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期，就需要特別重視結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題。在該階段如果存在疏漏之處，則會直接導(dǎo)致設(shè)備的剛度、強度、承受力等存在偏差，嚴(yán)重時會出現(xiàn)設(shè)備松動或產(chǎn)生局部振動，在一定程度上影響了設(shè)備的抗腐蝕性，也會縮短設(shè)備的使用壽命。

⑷設(shè)備的加工不當(dāng)。石油化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計與實際加工會存在一定的差距，該差距產(chǎn)生主要是設(shè)備材料的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)無法足設(shè)備的實際加工需要。此外，在設(shè)備的焊接過程中，由于施工工藝的不易控制，也為設(shè)備的腐蝕埋下隱患。

2 石油化工設(shè)備的防腐措施

2.1 隔離腐蝕介質(zhì)

在預(yù)防石油化工設(shè)備發(fā)生外在腐蝕現(xiàn)象時，可采用將石油化工設(shè)備與腐蝕介質(zhì)隔離開來的方式。常見的做法主要是在石油化工設(shè)備表面涂抹油漆，形成有一定防護(hù)作用的保護(hù)層。目前常用的油漆涂料主要有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。涂抹防護(hù)層時不僅需要事先了解石油化工設(shè)備的材質(zhì)、形狀以及使用情況等，還要考慮設(shè)備的性能、防護(hù)層的耐腐蝕能力和老化等因素。

另外，在石油化工設(shè)備表面，制作金屬覆蓋層也是一種隔離方式。此種方式主要是應(yīng)對電化學(xué)物質(zhì)腐蝕，通常將耐腐蝕性能較好的金屬漆涂抹在石油化工設(shè)備的表面，或者是制成各種形狀焊接到母材的表面。關(guān)于母材的材料屬性，要求電位相對較低，進(jìn)行覆蓋后（圖3），將需要進(jìn)行腐蝕保護(hù)的設(shè)備作為陽極，當(dāng)電位隨著電流持續(xù)上升，達(dá)到致鈍電位后，腐蝕電流會呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢，從而將腐蝕率控制在相對較低的水平，起到防腐效果。

2.2 優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計階段是整個石油化工設(shè)備的起始階段，防腐也應(yīng)從這里做起。在設(shè)計階段，既要合理運用控制腐蝕的相關(guān)知識和經(jīng)驗，確保設(shè)備優(yōu)良的性能和一定的使用壽命，同時還要實現(xiàn)經(jīng)濟、實用和環(huán)保的多重目標(biāo)。

另外，安裝質(zhì)量與石油化工設(shè)備的使用性能關(guān)系密切，在安裝過程中的各個環(huán)節(jié)都要做好防腐措施，充分考慮設(shè)備在包裝、加工、運輸和配置時可能存在的腐蝕問題。還有，良好性能的材料，離開了制造質(zhì)量的保證，也無益于設(shè)備抗腐蝕性能的提高，因此在設(shè)備制造過程中，既要確保在加工、制造過程中可能存在的腐蝕風(fēng)險，也要做好設(shè)備材料的抗腐蝕性管理工作。

2.3 選擇合適的設(shè)備材料

石油化工設(shè)備材料自身的耐腐蝕性，很大程度上決定了設(shè)備的抗腐蝕性。目前，通用的抗腐蝕性材料可分為非金屬和金屬兩類。金屬材料中，應(yīng)用最廣的為碳鋼，但其耐腐蝕性較低，因此需進(jìn)行必要的涂層保護(hù)。當(dāng)前也出現(xiàn)了一些耐腐蝕性能較高的新型設(shè)備材料，如玻璃鋼、合金鋼、鋁合金等。

在選用石油化工設(shè)備材料時，還應(yīng)考慮材料的經(jīng)濟性、介質(zhì)的性能、設(shè)備的性能和加工要求等因素。

2.4 完善設(shè)備加工工藝

石油化工設(shè)備的加工生產(chǎn)過程相當(dāng)復(fù)雜，工藝流程更是多種多樣，所以在這一過程中一定要有效規(guī)避腐蝕風(fēng)險。目前的做法主要是對設(shè)備的加工環(huán)境進(jìn)行控制，常見的有減少空氣中的水分和提高作業(yè)溫度。一般來說，水分子會加劇設(shè)備腐蝕進(jìn)程，而常溫干燥的環(huán)境則有利于設(shè)備的保存和使用，因此設(shè)備的加工過程要增加必要的干燥和冷卻設(shè)備，降低或減少空氣中的水分。同時，溫度提高有利于空氣中的水分蒸發(fā)，從而降低設(shè)備的腐蝕性，所以也需要提高加工溫度。

2.5 加強防腐技術(shù)管理

石油化工設(shè)備的技術(shù)管理也是防腐中的重要一環(huán)，具體有以下幾點：①積極開發(fā)和運用防腐新材料和新技術(shù)，使其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，推動石油化工企業(yè)的發(fā)展；②在設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)、使用和維護(hù)過程中加強防腐教育，逐步提高員工的防腐意識，建立長期有效的防腐安全教育機制；③腐蝕現(xiàn)象發(fā)生在石油化工設(shè)備的各個環(huán)節(jié)，日常的預(yù)防和維護(hù)、定期檢查必不可少，應(yīng)建立有效的定期檢查和維護(hù)機制，將防腐真正落實到實處。

3 結(jié)語

石油化工設(shè)備的腐蝕是影響石油生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的重要因素，雖不可避免，但也并非不可為之。石油化工企業(yè)在充分認(rèn)識到設(shè)備腐蝕原因的同時，應(yīng)積極了解相關(guān)的解決措施，進(jìn)一步延長石油化工設(shè)備的使用壽命，推動我國石油化工產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

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