石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施

王宇

摘要：石油化工設備受到化學介質和環(huán)境因素的影響而產生腐蝕，化學腐蝕和電化學腐蝕是最常見的兩種腐蝕過程，還有些腐蝕作用是由設備本身的材質、建造質量以及結構特點所引發(fā)的。腐蝕作用會損害石油化工設備的結構強度、密封性以及生產過程的安全性，因而必須采取有效的措施來加以預防。研究石油化工設備的腐蝕成因，然后在其基礎上提出了預防腐蝕的技術和管理措施。

關鍵詞：石油化工設備;腐蝕原因;防腐措施

引言：

石油化工設備的腐蝕作用對企業(yè)的安全管理產生了很大的威脅，腐蝕作用由化學介質的酸堿性、電化學反應、氧化還原反應等引起，介質的物理沖刷、介質溫度等也是加速腐蝕效果的因素。對這些腐蝕性因素開展有效地控制和處理是確保安全生產的重要措施。

1石油化工設備常見腐蝕原因

1.1設備原因

第一，石油化工生產中使用的主要設備包括反應塔、反應釜、存儲罐、壓力管道等，這些使用金屬材料制造而成的設備存在大量的焊縫，例如，存儲物料的罐體使用鋼板焊接而成，物料輸送使用的各類管道也是將管件通過焊接作用連接在一起。金屬材質、焊接使用的焊條、焊接施工的質量等都會影響到石油化工設備的防腐性能，尤其當焊接施工中產生氣孔、夾渣、未焊透等質量缺陷時，腐蝕速度會加快[1]。第二，金屬材料在高溫作用下容易和空氣發(fā)生氧化作用，水分、潮氣等環(huán)境因素也會增加這些金屬材料的銹蝕速度。

1.2介質的化學腐蝕作用

石油化工生產的原材料、添加劑、催化劑、化學反應的中間產物和最終產物等都可能具備一定的腐蝕性，對金屬設備和管道而言，腐蝕性主要由各種介質的酸、堿性而引起。首先，酸性物質（如硫酸、鹽酸等）會直接和金屬材料發(fā)生化學反應，并產生腐蝕作用，還有些物質呈弱酸性，長期作用下也會危害設備運行。其次，反應釜、反應塔等設備中長期發(fā)生特定的化學反應，并且在這一過程中會釋放出熱能，導致設備內壁溫度升高，而介質中的活性成分或者氧氣等在這種環(huán)境下有可能可金屬材料相互反應[2]。另外，介質在設備內部還有可能形成電化學環(huán)境，破壞設備表面結構，表1中列舉了常見的腐蝕破壞類型。

1.3物理性腐蝕作用

管道和設備內的介質具有一定的流速、溫度和壓力，有些介質是液體，有些介質是氣體，尤其是壓力容器，其在設計時限定了承壓能力，一旦超過壓力值，就會對金屬容器和管道產生疲勞腐蝕。另外，管道內的介質在流動的過程中會摩擦和沖刷其內壁，如果流速過大，自然會增加管道內壁的磨損。有些管道內壁形成了惰性保護層，強烈的沖刷作用會褪去惰性層，將內部的金屬材料暴露出來，進而使介質和新暴露出來的金屬材料發(fā)生反應，加速了腐蝕作用。

2石油化工設備防腐措施

2.1確保設備材料和介質之間的合理搭配

石油化工設備的防腐性能和設備上使用的材料存在直接的關聯(lián)，材料科技的發(fā)展速度非常快，尤其是合金材料，經過特殊工藝處理的材料會呈現(xiàn)出強大的防腐性能。另一方面，在選擇材料時還要關注化工介質與材料本身的匹配性，不同的介質會對材料產生不同的腐蝕性作用。例如，如果介質中存在硝酸，要優(yōu)先使用不銹鋼材料，當介質為濃硫酸時，現(xiàn)階段主要使用碳鋼作為設備選材，當介質中存在鹽酸時，可使用硬橡膠作為設備材料[3]。石油化工生產中的介質類型非常豐富，每一種介質的酸堿性和反應特性等都各有差異，進而影響到防腐效果，因此，要對介質特性開展充分的研究和評估，為其選擇合適的材料類型。

2.2加強對腐蝕性介質的控制

石油化工生產中難免會使用到腐蝕性的介質，同時在生產環(huán)境中也會存在酸性、踐行或者其他方面的不利因素，在生產過程中可采取適當?shù)拇胧└纳啤⑦@些腐蝕性介質的運行條件，降低其對設備的腐蝕作用。在生產過程中適當降低腐蝕性介質的流速和溫度，一方面和減少沖刷作用造成的磨損，另一方面和降低設備和介質的反應活性，進而延緩腐蝕作用。如果生產中使用的介質存在明顯的酸、堿性，并且這種特性對石油化工生產沒有直接的作用，在介質進入設備之前可增加脫鹽、脫酸等處理措施，或者在其中加入中和劑，消除介質中的腐蝕性因素。還可在生產過程中使用緩蝕劑，如工藝緩蝕劑。

2.3采用有效的化工設備防腐技術

化工設備和管道的腐蝕總是從表面開始的，外表面受到空氣、雨水、環(huán)境微生物等因素的影響，會逐漸銹蝕，內表面受到介質的化學侵蝕和物理性腐蝕，因此，在防腐設計中可在化工設備的內外表面分別設計一道防腐涂層，或者采用特殊的加工工藝提高其表面的防腐效果。經過這種處理之后，管道和設備的表面可有效預防環(huán)境因素造成的侵蝕，設備呈現(xiàn)出耐磨損、耐高溫、耐酸堿性腐蝕的特點[4]。防腐層的處理措施存在很多優(yōu)勢，如效果顯著、造價可控。

2.4將防腐理念融入設計、建造及生產環(huán)節(jié)中

第一，防腐設計?；ぴO備防腐是一項系統(tǒng)性的工作，在工業(yè)設計層面就應該充分考慮防腐的問題，主要是從設備選材、設備結構、防腐涂層方面開展綜合設計。例如，從結構的角度看，應該采用圓滑的過渡，避免銳角、直角等構型，這種做法可減少介質沖刷作用造成的設備磨損。第二，提高建造質量。在化工設備建造中要全面提高質量，在初期階段檢查管材和板材的質量，尤其是焊接施工中，焊接結束之后通過無損探傷的方法檢測質量缺陷。第三，生產環(huán)節(jié)控制好工藝技術條件。石油化工設備投產之后，生產時必須嚴格控制各項工藝技術條件，包括溫度、流速、濃度、壓力等一系列參數(shù)。以濃度為例，當介質對化工設備存在腐蝕性時，降低介質濃度可有效延緩腐蝕的速度。

3結束語

石油化工設備受到介質酸堿性、電化學反應、氧化還原反應的影響，會逐步發(fā)生腐蝕作用，設備的材料、建造質量以及運行方式等也會影響其防腐效果。為此，石油化工企業(yè)應該從設備選材、介質酸堿處理、介質濃度、溫度、流速等方面加強設計和優(yōu)化。

參考文獻：

[1]夏雨雨.石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施[J].化工設計通訊， 2020，46（02）：35-36.

[2]王磊，張曉陽，駱浩.石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施應用[J].中國標準化，2019（22）：239-240.

[3]李金鶴，陸佳.化工設備換熱器常見腐蝕與防腐措施[J].設備管理與維修，2019（20）：34-35.

[4]孫浩.石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施應用的思考[J].工程與建設， 2021， 35（4）：2.