石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施

周超(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

化工設(shè)備只有在特定的條件下才能出現(xiàn)腐蝕，進(jìn)而影響使用的正常工作狀態(tài)與使用壽命，甚至?xí)鸢踩[患，同時(shí)降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。尤其是管道內(nèi)的腐蝕問題，會(huì)引起石油泄漏與環(huán)境污染等問題，不利于資源的優(yōu)化與高效利用。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)腐蝕情況的重視，本著預(yù)見性的原則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理腐蝕的危險(xiǎn)因素，以推動(dòng)石油化工企業(yè)的穩(wěn)中求進(jìn)發(fā)展。

1 石油化工設(shè)備的腐蝕原因

1.1 設(shè)備原因

石油化工生產(chǎn)加工過程中的設(shè)備種類多樣化，包括加熱爐與換熱設(shè)備及精餾設(shè)備等，大部分的生產(chǎn)加工設(shè)備為金屬材質(zhì)，長(zhǎng)期暴露在空氣中易引起氧化腐蝕。化工設(shè)備的金屬結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了防腐養(yǎng)護(hù)工作的繁瑣程度，對(duì)工作人員的專業(yè)知識(shí)技能提出了更高要求。尤其化工設(shè)備的活潑金屬部位，接觸電解質(zhì)引起電化學(xué)反應(yīng)后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕的預(yù)防與處理難度較大，同時(shí)對(duì)金屬部件的損壞嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)工作溫度無法控制與電氣設(shè)備短路等問題，泄漏的明火遇到會(huì)引起爆炸等安全事故。因此加強(qiáng)對(duì)化工設(shè)備的定期檢查維修，加大防腐處理的力度，減少后續(xù)的經(jīng)濟(jì)損失顯得尤為重要。

1.2 生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)

石油化工設(shè)備在生產(chǎn)加工中會(huì)接觸不同的介質(zhì)，也會(huì)出現(xiàn)各種化學(xué)反應(yīng)。尤其是接觸的酸堿介質(zhì)，會(huì)直接與設(shè)備的金屬材質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。生產(chǎn)中添加的材料與試劑，會(huì)互相發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，適當(dāng)大量的高溫氣體與熱量，與設(shè)備的金屬材質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)后，會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不同程度的侵蝕影響。除生產(chǎn)環(huán)境對(duì)設(shè)備腐蝕外，長(zhǎng)期儲(chǔ)存的腐蝕性氣體或化工溶液及金屬粒子等介質(zhì)，也會(huì)影響設(shè)備的防腐蝕性。雖然部分溶液的初始金屬反應(yīng)不會(huì)很強(qiáng)烈，但隨著設(shè)備內(nèi)溫度或壓力等條件的變化，會(huì)逐漸與金屬產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，對(duì)設(shè)備表面產(chǎn)生不同程度的侵蝕。生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境與接觸的介質(zhì)不同，受到的侵蝕影響與腐蝕變化進(jìn)度等方面也存在差異。

1.3 生產(chǎn)物理腐蝕

在石油化工生產(chǎn)中，設(shè)備受到氣液流動(dòng)的因素影響常被忽視，通常與人為操作不當(dāng)有關(guān)。操作人員對(duì)化工設(shè)備的防護(hù)與保存不當(dāng)，使得化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的氣液流動(dòng)加速，在介質(zhì)高速流動(dòng)的環(huán)境下，會(huì)對(duì)管道或設(shè)備產(chǎn)生不同程度的沖刷腐蝕。氣體或液體的流動(dòng)速度越快，接觸的材料面積越大，材料受到的沖刷腐蝕進(jìn)度越快[1]。因此忽視設(shè)備的承受能力，加快管道或設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)流速，會(huì)加劇金屬設(shè)備的腐蝕。工作人員的風(fēng)險(xiǎn)與安全生產(chǎn)意識(shí)不足，上報(bào)設(shè)備的檢修與故障問題的時(shí)效性不強(qiáng)，會(huì)加劇設(shè)備的腐蝕進(jìn)度，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)，直到無法修復(fù)的地步，會(huì)加劇對(duì)石油化工企業(yè)的名譽(yù)與經(jīng)濟(jì)損失。

2 石油化工設(shè)備的防腐措施

石油化工設(shè)備的防腐是企業(yè)生產(chǎn)管理的重中之重，雖然化工設(shè)備腐蝕現(xiàn)象普遍發(fā)生，但嚴(yán)重的腐蝕問題會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，甚至是出現(xiàn)設(shè)備變形等問題，直接影響生產(chǎn)質(zhì)量與效益。嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕問題，存在較大的安全隱患與生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)于事后處理，更應(yīng)當(dāng)注重事前預(yù)防與始終控制，提高設(shè)備維修管理工作的前瞻性與預(yù)見性，確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，規(guī)避停產(chǎn)等腐蝕原因引起的不良事件風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 介質(zhì)處理

通常采取介質(zhì)性防腐措施，應(yīng)對(duì)化工設(shè)備接觸的腐蝕環(huán)境。首先利用防腐隔層是將腐蝕性介質(zhì)與設(shè)備隔離開來，減少不同酸堿度介質(zhì)對(duì)化工設(shè)備表面結(jié)構(gòu)的侵蝕。其次是通過介質(zhì)稀釋等措施，調(diào)整介質(zhì)的濃度，減少介質(zhì)對(duì)化工設(shè)備的侵蝕。腐蝕介質(zhì)對(duì)管道或設(shè)備的腐蝕影響嚴(yán)重，尤其是濃度與溫度不斷變化的介質(zhì)，會(huì)加劇自身對(duì)設(shè)備的腐蝕程度，因此可采取調(diào)整介質(zhì)的濃度等措施緩解腐蝕的進(jìn)度。

2.2 優(yōu)化設(shè)備材料

石油化工企業(yè)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕問題管理相對(duì)重視，積極引入了大量運(yùn)用新型防腐材料制造的化工設(shè)備，可有效緩解設(shè)備腐蝕的情況，同時(shí)提高了設(shè)備的使用壽命。在現(xiàn)代科技的支持下，防腐設(shè)備材料的種類與性能更加優(yōu)化，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛。如將防腐材料支撐的襯里或覆蓋層，應(yīng)用在化工設(shè)備內(nèi)，可起到設(shè)備隔離腐蝕介質(zhì)的作用，設(shè)備的耐高溫性與耐腐蝕性及耐磨性等性能隨之優(yōu)化，更利于提高生產(chǎn)安全水平?；蚴窃诨け砻嫱磕ǚ栏苛希矔?huì)提高化工設(shè)備的防腐性能。防腐涂料的生產(chǎn)科技含量逐漸提高，耐酸耐堿的性能更加優(yōu)越。但防腐涂料的生產(chǎn)過程越發(fā)復(fù)雜，利于傳統(tǒng)涂料的生產(chǎn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)外，還涉及到機(jī)械與物理及生態(tài)等多學(xué)科的知識(shí)。尤其是高效分散劑與高耐樹脂等材料的運(yùn)用；特種試驗(yàn)設(shè)備等配套設(shè)施的運(yùn)用；新型抗腐蝕與抗?jié)B顏料或填料的開發(fā)等先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，直接提高了防腐設(shè)備材料的生產(chǎn)水平，在化工設(shè)備的合理應(yīng)用，更利于提高企業(yè)設(shè)備腐蝕管理水平，間接帶動(dòng)化工生產(chǎn)質(zhì)量與效益的持續(xù)改進(jìn)?；ぴO(shè)備的腐蝕原因與過程復(fù)雜繁瑣，除運(yùn)用隔離層與防腐涂料外，也可以采用緩蝕劑的方法，控制設(shè)備腐蝕的程度與進(jìn)度。

2.3 處理環(huán)境腐蝕

環(huán)境因素對(duì)石油化工設(shè)備的腐蝕影響不能忽視，潮濕與高溫的環(huán)境，或是空氣中的無機(jī)酸，都會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的金屬材質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響。針對(duì)于環(huán)境腐蝕的處理，主要是指去除環(huán)境中的氧氣或濕氣等腐蝕物質(zhì)。氧氣在腐蝕反應(yīng)中以氧化還原反應(yīng)為主，可采取脫氧劑去除氧氣或在設(shè)備表面涂抹防腐劑的方法。潮濕環(huán)境可采取各種適用的去濕方法，降低環(huán)境對(duì)設(shè)備的腐蝕影響，以維持設(shè)備的防腐蝕性能。石油化工設(shè)備的加工流程復(fù)雜且工藝繁瑣，易產(chǎn)生各種腐蝕問題，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)注重。嚴(yán)格控制加工環(huán)境，避免環(huán)境中的水分等因素的腐蝕影響。尤其是加工設(shè)備的保存，建議在干燥的環(huán)境中保存，合理控制車間的溫度與水分，必要時(shí)進(jìn)行干燥及冷卻處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中腐蝕因素的有效規(guī)避。

2.4 腐蝕技術(shù)管理

加強(qiáng)腐蝕技術(shù)的管理，利于發(fā)揮防腐工作的作用價(jià)值。石油化工設(shè)備的性能發(fā)揮，直接影響石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，因此嚴(yán)格控制設(shè)備各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的使用。石油化工生產(chǎn)的安全隱患與風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較大，雖然生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕問題普遍存在且難以發(fā)現(xiàn)，但對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量與安全的影響較大，忽視腐蝕問題的預(yù)見性管理與處理，可能會(huì)演變?yōu)椴豢煽刂频臑?zāi)難。企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備與過程的安全管理，貫徹安全生產(chǎn)的觀念，完善管理制度，做好加工設(shè)備的檢查與維修等工作?；ぴO(shè)備的防腐管理與防腐技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與教訓(xùn)積累，確保技術(shù)與管理工作的價(jià)值得到充分發(fā)揮，盡可能地減少不必要的損失。各行業(yè)在發(fā)展的進(jìn)程中，逐步加強(qiáng)了對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重視，以提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力與市場(chǎng)占有率。因此石油化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)防腐新技術(shù)的研發(fā)與投入，根據(jù)設(shè)備操作與實(shí)際生產(chǎn)情況，積極引入新技術(shù)與新管理理念，實(shí)現(xiàn)設(shè)備腐蝕問題的科學(xué)與靈活處理。作為石油化工企業(yè)管理人員，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)新防腐技術(shù)的學(xué)習(xí)與研發(fā)，企業(yè)加大人力物力等方面的資源投入力度，確保新防腐技術(shù)研究成果的加速轉(zhuǎn)化[2]。

2.5 防腐工作貫穿全程

首先從設(shè)計(jì)階段入手分析，需根據(jù)各生產(chǎn)裝置或工藝路線，在設(shè)計(jì)階段對(duì)企業(yè)的各外部環(huán)境與生產(chǎn)介質(zhì)，施行相應(yīng)的防腐措施。對(duì)不同的酸堿度腐蝕性介質(zhì)，合理采取內(nèi)襯防腐措施或選擇不銹鋼材質(zhì)；對(duì)壓力與溫度不高，但腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)，建議工程塑料類管道或設(shè)備；對(duì)高溫高壓類的反應(yīng)條件，利用催化劑等方式，合理降低反應(yīng)進(jìn)程中的活化能，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度等反應(yīng)條件的有效控制。其次從建設(shè)階段入手分析，加強(qiáng)工程建設(shè)質(zhì)量的把控，利用內(nèi)襯或外防腐的管道及設(shè)備，在焊接后需做好焊口的防腐處理；圍繞腐蝕余量的影響因素，合理選擇設(shè)備筒體壁厚材料，確保設(shè)備的使用壽命與運(yùn)行安全可靠性。最后從生產(chǎn)管理階段入手分析，設(shè)備檢修后與恢復(fù)投用前，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防腐處理，尤其是在特殊工作環(huán)境下的生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行防腐檢查與處理。設(shè)計(jì)與工程建設(shè)及生產(chǎn)管理等階段的防腐工作，需本著防微杜漸等原則進(jìn)行，提高對(duì)設(shè)備防腐工作的重視程度，切實(shí)提高防腐管理水平。

2.6 思想觀念轉(zhuǎn)變

作為工程人員，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自身思想觀念與職責(zé)理念的轉(zhuǎn)變，提高自身的防腐意識(shí)等職業(yè)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備防腐工作質(zhì)量與效益的持續(xù)改進(jìn)。首先防腐養(yǎng)護(hù)與管理等工作人員，應(yīng)當(dāng)注重自身防腐專業(yè)知識(shí)技能水平的提升，養(yǎng)成不斷學(xué)習(xí)與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的良好工作習(xí)慣，促使操作行為更加規(guī)范。明確了解機(jī)械設(shè)備的作用功能與組成部分及運(yùn)行原理等，得心應(yīng)手的展開設(shè)備的維護(hù)與運(yùn)行管理等工作。其次加大對(duì)設(shè)備管理與養(yǎng)護(hù)人員的培訓(xùn)考核力度，落實(shí)獎(jiǎng)懲措施，將工作人員從傳統(tǒng)的工作模式與觀念中脫離出來，逐步提升其工作潛能與主觀能動(dòng)性[3]。為提高設(shè)備生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，嚴(yán)格控制設(shè)備各環(huán)節(jié)的使用。在維護(hù)與管理等工作中，落實(shí)精益求精與小心謹(jǐn)慎的工匠精神，減少不必要的麻煩與損失。最后在化工設(shè)備防腐處理工作中，綜合分析各種腐蝕危險(xiǎn)因素，采取適當(dāng)?shù)姆栏幚泶胧?，提高防腐管理與問題規(guī)避方法的針對(duì)性及有效性。

3 結(jié)語

石油化工設(shè)備腐蝕與多因素影響有關(guān)，腐蝕問題會(huì)縮短設(shè)備使用壽命，增加生產(chǎn)成本，甚至?xí)档蜕a(chǎn)質(zhì)量，影響工作人員的人身財(cái)產(chǎn)安全。企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備腐蝕問題的重視，強(qiáng)化各技術(shù)人員與管理人員的責(zé)任意識(shí)，靈活采用各種先進(jìn)的防腐方法，切實(shí)保障產(chǎn)品質(zhì)量，確保化工生產(chǎn)活動(dòng)安全有序展開。但化工設(shè)備的防腐技術(shù)研究仍有較大的發(fā)展空間，還需工作人員加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與技術(shù)嘗試性的應(yīng)用，促使設(shè)備防腐管理體系逐步優(yōu)化。