化工設(shè)備制約防腐蝕工作順利開(kāi)展的因素分析

馬曉晨

（中海石油天野化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

0 引言

在化工設(shè)備生產(chǎn)中，常常會(huì)出現(xiàn)因觸及一些含有腐蝕性成分的介質(zhì)而引發(fā)的化學(xué)腐蝕或者電化學(xué)腐蝕。因多數(shù)化工設(shè)備都是金屬質(zhì)地的，腐蝕性介質(zhì)會(huì)造成化工設(shè)備外觀、形狀等結(jié)構(gòu)性零件出現(xiàn)損壞，因而使設(shè)備的功能失靈，縮短設(shè)備的使用年限，對(duì)企業(yè)的正常施工運(yùn)轉(zhuǎn)造成不良影響，因此，如何通過(guò)行之有效的辦法提高化工設(shè)備的抗腐蝕能力，對(duì)于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，具有積極的作用。

1 化工設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題的影響因素

首先，化工生產(chǎn)的全過(guò)程中，常見(jiàn)的腐蝕性介質(zhì)分為酸性介質(zhì)、堿性介質(zhì)、鹽性介質(zhì)、水以及氧化物質(zhì)等，其是造成化工設(shè)備腐蝕的主要原因；其次，在設(shè)備的使用環(huán)節(jié)中，因操作不當(dāng)，出現(xiàn)了過(guò)熱、過(guò)壓等現(xiàn)象；再次，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在一定的問(wèn)題，材料的選擇不科學(xué)。此外，焊接方式不當(dāng)、防腐方式不當(dāng)?shù)仍蛞彩墙o設(shè)備帶來(lái)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的因素。

1.1 內(nèi)在因素

首先，金屬材質(zhì)的差異性是決定介質(zhì)是否具有較強(qiáng)抗腐蝕能力的決定性因素，其中，金屬的晶粒越粗，其被腐蝕的可能性就越大，金屬的晶粒越細(xì)，其抗腐蝕的能力也就越大。如一些不銹鋼材料的設(shè)備在抗腐蝕的能力上，就要優(yōu)于一般性地鐵材料設(shè)備。因設(shè)備的光滑程度差異，其在抗腐蝕的能力也會(huì)存在很大差異。越光滑的設(shè)備其抗腐蝕的能力越強(qiáng)，反之則越弱。若在設(shè)備的表面涂上防腐抗氧化的氧化膜制劑，則可以提升設(shè)備的耐腐蝕性。此外，一些化工設(shè)備因構(gòu)造的特殊性，其結(jié)構(gòu)上可能會(huì)存在開(kāi)口處、轉(zhuǎn)折處，這些構(gòu)造方式都會(huì)使設(shè)備存在養(yǎng)護(hù)死角，一定程度上也會(huì)造成設(shè)備腐蝕[1]。

1.2 外在因素

首先，化工設(shè)備介質(zhì)中所含有化學(xué)成分的差異，如濃度、pH值、雜質(zhì)、水分和含氧量等成分配比的多少，也是影響設(shè)備腐蝕程度大小的決定性因素之一。其次，介質(zhì)溫度的差異也會(huì)影響腐蝕程度的水平。隨著化學(xué)介質(zhì)溫度的升高，設(shè)備的腐蝕速度越快，反之則越慢。溫度每升高10℃，設(shè)備腐蝕速度就會(huì)提升1～3倍，也會(huì)造成擴(kuò)散速度的加快。再次，介質(zhì)的流動(dòng)速度差異也會(huì)影響設(shè)備的腐蝕程度，隨著流動(dòng)速度的提升腐蝕程度也會(huì)加大，其給設(shè)備保護(hù)涂層的沖擊性也就越大，會(huì)引發(fā)旋渦、湍流、空泡，最?lèi)毫拥那闆r可能會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的沖擊磨損和空泡腐蝕。最后，設(shè)備的一些零部構(gòu)件，受到較大的外力因素影響，也會(huì)提升設(shè)備腐蝕速度。

2 化工設(shè)備抗腐蝕能力的提升方法

為了提升化工設(shè)備的抗腐蝕能力，可以從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)入手，如設(shè)備的選材上、設(shè)備的構(gòu)造設(shè)計(jì)上、科學(xué)化的設(shè)備操作方式、合理的管理辦法等，都能提升化工設(shè)備的防腐能力。

2.1 設(shè)備的選材

為確保設(shè)備選材的科學(xué)性，首先應(yīng)實(shí)地考察設(shè)備所處環(huán)境，其可能運(yùn)用到的介質(zhì)成分、濃度、溫度等環(huán)境因素；介質(zhì)是否是流動(dòng)性的還是靜止不動(dòng)的狀態(tài)；壓力的大小是否存在剩余壓力，空氣是否存在混入介質(zhì)的問(wèn)題，介質(zhì)成分中可否存有氧化劑成分、混入酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)以及其他雜質(zhì)性溶液的多少，受到設(shè)備結(jié)構(gòu)的特殊性影響，設(shè)備不同部件之間接受介質(zhì)的溫度差異、濃度差異，不同材料接觸情況的差異等原因，均是造成設(shè)備選材不同的制約因素。其次，作為設(shè)備的設(shè)計(jì)和管理人員，應(yīng)該依照相關(guān)的設(shè)備設(shè)計(jì)材料的規(guī)范要求，結(jié)合不同生產(chǎn)單位所生產(chǎn)材料的質(zhì)量和經(jīng)驗(yàn)差異，綜合考慮設(shè)備和管道的復(fù)雜性等相關(guān)要求，擇選出適宜的設(shè)備材料引入生產(chǎn)環(huán)境中。腐蝕性材料的選擇中，應(yīng)根據(jù)材料的壽命長(zhǎng)短來(lái)制定，使其能在規(guī)定的使用年限中，達(dá)到設(shè)備生產(chǎn)的需求。同時(shí)，也要結(jié)合設(shè)備或者管道等金屬性的設(shè)備結(jié)構(gòu)部件不同部分之間都能均勻地接受腐蝕，此外，企業(yè)的生產(chǎn)成本也要納入其中，作為重點(diǎn)考慮的因素[2]。

2.2 設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，為了更好地提升設(shè)備防腐蝕能力，也可以從設(shè)備的結(jié)構(gòu)入手，在設(shè)計(jì)之初，綜合布局，特別是一些大型化工設(shè)備通常由多個(gè)設(shè)備部件構(gòu)成，若能在設(shè)備的安裝和管道的設(shè)計(jì)中將結(jié)構(gòu)性防腐觀念納入其中，能起到很好的防腐蝕效果。局部的死角防腐問(wèn)題也至關(guān)重要，若在設(shè)備的死角區(qū)域存留過(guò)多的介質(zhì)溶液，或者因一些雜質(zhì)出現(xiàn)固態(tài)沉積，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)因介質(zhì)濃縮聚集等問(wèn)題，發(fā)生局部過(guò)度腐蝕的現(xiàn)象。因此，在設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該重點(diǎn)考量拐角處[3]、褶皺處、間隙處等存在介質(zhì)排放不佳的現(xiàn)象。容易產(chǎn)生此類(lèi)問(wèn)題的設(shè)備包含碳鋼設(shè)備、鋁設(shè)備、不銹鋼設(shè)備等。在一些設(shè)備存在間隙腐蝕后，可能會(huì)出現(xiàn)孔腐蝕、應(yīng)力腐蝕等，其破壞性影響更大。

其次，不同種類(lèi)的金屬接觸，或者同一種類(lèi)的金屬接觸但合金成分存在差異，都會(huì)引起電偶腐蝕。所以，在一些大型設(shè)備的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，連接構(gòu)件和設(shè)備，都可能涉及到不同的金屬部件，應(yīng)在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)考慮金屬部件的連接問(wèn)題，以降低腐蝕問(wèn)題的發(fā)生。

電偶腐蝕問(wèn)題中，格外關(guān)注點(diǎn)包含：首先，陰極和陽(yáng)極金屬問(wèn)題還有焊接縫隙的腐蝕問(wèn)題。陰極和陽(yáng)極金屬問(wèn)題處理中，陽(yáng)極的面積要大一些，小的陰極面積要小一些，這可以將腐蝕的電流絕大多數(shù)引到大的陽(yáng)極金屬上，降低電流的總體密度，壁厚減薄慢，這樣有利于降低設(shè)備的腐蝕程度。若設(shè)置陽(yáng)極金屬的面積過(guò)小，則在電流通過(guò)陽(yáng)極金屬設(shè)備時(shí)，電流的密度會(huì)增大，腐蝕的速度會(huì)加快，給設(shè)備造成的損傷程度也會(huì)過(guò)大，局部腐蝕的現(xiàn)象將格外明顯。為了有效解決該問(wèn)題，應(yīng)科學(xué)的選擇設(shè)備材料。其次，設(shè)備焊接問(wèn)題的解決中，化學(xué)成分相同的情況下，焊接縫隙的組織粗糙，將會(huì)導(dǎo)致其受到的殘余壓力過(guò)大，加重設(shè)備的腐蝕。除此之外，焊縫的面積與母材面積相比，焊縫面積要更大一些，其可能會(huì)造成陰極面積過(guò)大、陽(yáng)極面積過(guò)小的現(xiàn)象。因此，應(yīng)擇選抗腐蝕能力較高的母材，提升焊縫內(nèi)合金材料的應(yīng)用比例，進(jìn)而提升該縫隙的抗腐蝕能力[4]。

除此之外，流速對(duì)于設(shè)備的抗腐蝕能力也存在一定的影響。介質(zhì)的流速均勻遲緩可以降低溶液對(duì)設(shè)備造成的腐蝕，盡可能減少濃差電池腐蝕，減少設(shè)備表面出現(xiàn)沉積固態(tài)物，或盡可能不產(chǎn)生沉積，降低固態(tài)物沉積帶來(lái)的腐蝕影響，對(duì)設(shè)備避免出現(xiàn)孔蝕或縫隙腐蝕起到積極的影響作用。例如：不銹鋼的設(shè)備材料，遇到停滯的鹽性溶液會(huì)出現(xiàn)孔蝕，其作為如葉輪泵等回轉(zhuǎn)設(shè)備，能起鈍化作用。例如：碳鋼在靜止?jié)饬蛩嶂心臀g性很好，但若加入溶液的流動(dòng)速度，則腐蝕程度會(huì)隨之呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)。

2.3 內(nèi)里結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

首先，化工設(shè)備所涉及到的結(jié)構(gòu)應(yīng)該避免縫隙、凹陷等，給設(shè)備的排氣、排水等造成嚴(yán)重影響的設(shè)計(jì)缺陷出現(xiàn)；其次，設(shè)備在焊接的過(guò)程中，要保持表面的光滑、避免粗糙，防止焊渣等問(wèn)題出現(xiàn)；再次，法蘭接管結(jié)構(gòu)和一些熱板結(jié)構(gòu)中，要盡可能減少夾角、突出等現(xiàn)象出現(xiàn)；若有不可避免的設(shè)備間隙，應(yīng)盡可能減少內(nèi)部間隙的出現(xiàn)，將其改成外部間隙。在涂層保護(hù)的過(guò)程中，減少因不同金屬接觸所產(chǎn)生的電偶腐蝕。

2.4 設(shè)備材料加工的科學(xué)性

首先應(yīng)建立嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度和方案，避免因材料的使用不當(dāng)引發(fā)的設(shè)備腐蝕。同時(shí)，注意設(shè)備材料的分類(lèi)處理，減少混放、亂放的現(xiàn)象出現(xiàn)。材料的轉(zhuǎn)移和搬運(yùn)過(guò)程中，減少設(shè)備材料的刮傷、碰撞，尤其是對(duì)于一些質(zhì)地較軟、容易產(chǎn)生磕碰刮傷的金屬材料，如鋁材的運(yùn)輸中。其次，制定科學(xué)的焊接計(jì)劃，結(jié)合不同材質(zhì)設(shè)備的焊接工藝手冊(cè)內(nèi)容，開(kāi)展材料的焊接工作，同時(shí)，焊接的過(guò)程中注意溫度的均勻性，減少局部過(guò)熱的現(xiàn)象，盡可能減少殘余熱應(yīng)力的產(chǎn)生，確保設(shè)備的焊接質(zhì)量。再次，設(shè)備容器內(nèi)外都應(yīng)做好必要的防腐措施，如涂上一些有機(jī)涂層、無(wú)機(jī)涂料，或者通過(guò)電鍍等方式提升設(shè)備的防腐性能。

此外，在設(shè)備材料的加工中，若涉及金屬材料化學(xué)成分穩(wěn)定，表面的粗糙程度要盡可能地一致，盡可能減少表面刮傷、碰傷。

2.5 科學(xué)管理、穩(wěn)定操作

設(shè)備的科學(xué)養(yǎng)護(hù)也是提升設(shè)備防腐能力、確保其能穩(wěn)定維持生產(chǎn)的關(guān)鍵。首先，操作方式要科學(xué)化，盡最大限度降低壓力、溫度、流量等外部因素的影響。其次，嚴(yán)格按照操作規(guī)范完成對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)，不得超過(guò)所規(guī)定的限額溫度、壓力、負(fù)荷等。再次，設(shè)備的定期維修與護(hù)理也是提升設(shè)備防腐能力的重要前提，設(shè)備的檢修要遵守“一三六”的檢修制度。最后，設(shè)備的管道檢修中，要由內(nèi)至外的檢修，避免因查驗(yàn)方式的不合理導(dǎo)致設(shè)備減少的遺漏。建立設(shè)備的防腐檔案，對(duì)于設(shè)備所運(yùn)用的材料、安裝工序等資料內(nèi)容進(jìn)行登記，做好記錄工作。此外，作為設(shè)備的維護(hù)管理人員，要不斷總結(jié)自身經(jīng)驗(yàn)，并及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備防腐技術(shù)，并定期舉行內(nèi)部交流會(huì)議、為設(shè)備防腐獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，及時(shí)更新設(shè)備的防腐技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于化工企業(yè)而言，設(shè)備腐蝕的問(wèn)題不但會(huì)影響生產(chǎn)工作的順利開(kāi)展，同時(shí)也會(huì)減少設(shè)備的使用年限。若出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題未得到及時(shí)處理，可能還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，甚至引發(fā)安全事故?；诖?。作為企業(yè)設(shè)備的管理者，必須找出設(shè)備腐蝕問(wèn)題的根源，制定一系列設(shè)備防腐措施，促進(jìn)化工生產(chǎn)的科學(xué)化發(fā)展。