石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施

姚哲哲，胡云永(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500)

0 引言

當(dāng)前石油化工行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，生產(chǎn)技術(shù)水平顯著提升，生產(chǎn)質(zhì)量與效率都展現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，化工設(shè)備常會因各種原因出現(xiàn)腐蝕問題，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。作為一種極為重要的化工原料，石油有著自身獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，這些化學(xué)性質(zhì)影響著生產(chǎn)環(huán)境。因此，結(jié)合石油化工生產(chǎn)的獨(dú)特性，探索針對性的設(shè)備防腐措施，對石油化工行業(yè)持續(xù)發(fā)展極為重要。

1 石油化工設(shè)備防腐的意義

石油化工設(shè)備防腐的意義主要體現(xiàn)在以下三方面：(1)保障石油化工設(shè)備的正常運(yùn)行。石油化工生產(chǎn)中，設(shè)備受腐蝕的問題常常困擾企業(yè)，這類問題比較常見，且處理起來十分復(fù)雜。而一旦企業(yè)未進(jìn)行高效防腐處理，腐蝕問題就可能在一定條件下出現(xiàn)，對設(shè)備壽命造成影響。企業(yè)革新工作理念，改進(jìn)防腐措施，就能進(jìn)一步保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，從而提升石油化工企業(yè)的生產(chǎn)效益。(2)高效落實(shí)企業(yè)安全生產(chǎn)。應(yīng)用石油化工設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時，如果設(shè)備部分位置發(fā)生腐蝕，產(chǎn)品質(zhì)量會因此受到影響，并且設(shè)備受腐蝕極易導(dǎo)致氣體、液體泄漏，這將會嚴(yán)重危及相關(guān)生產(chǎn)人員的人身安全。同時腐蝕也可能引發(fā)原料泄漏，遭遇明火極易發(fā)生爆炸事故。企業(yè)進(jìn)行防腐工作保障設(shè)備不被腐蝕，能夠從根源上規(guī)避這類生產(chǎn)安全問題[1]。 (3)實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的充分保護(hù)。腐蝕問題不僅影響企業(yè)生產(chǎn)效益，甚至還需要其承擔(dān)環(huán)境污染責(zé)任。這是因?yàn)樵O(shè)備受腐蝕可能導(dǎo)致其中的半成品與原料泄漏，有害氣體或液體會經(jīng)過土壤、排水設(shè)施進(jìn)入自然界，影響生態(tài)環(huán)境。因此，企業(yè)必須加強(qiáng)設(shè)備防腐管理，防止氣體液體泄漏，從源頭避免環(huán)境污染，在提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時，實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

2 石油化工設(shè)備的常見腐蝕原因

2.1 設(shè)備問題

實(shí)際化工生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)、加工設(shè)備有很多種，比如：反應(yīng)設(shè)備、加熱設(shè)備以及各類儀表設(shè)備等。這些設(shè)備多由金屬材料制成，金屬在空氣中長時間暴露，易與空氣內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，從而引發(fā)金屬腐蝕。此外，化工設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，防腐氧化期間容易變化。如果設(shè)備材料中有活躍金屬，其接觸電解質(zhì)后就會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)電化學(xué)腐蝕問題。這種腐蝕問題不僅會損壞設(shè)備部件，也會造成物料泄漏，引發(fā)電氣設(shè)備短路[2]，但其預(yù)防卻較為困難。

2.2 化學(xué)反應(yīng)

石油化工生產(chǎn)過程中，需要利用設(shè)備來處理不同介質(zhì)，這期間會產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng)，其中容易造成腐蝕問題的主要有以下四種情形：(1)存在酸堿介質(zhì)。酸堿是容易引發(fā)腐蝕問題的介質(zhì)，且可以與金屬設(shè)備發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)發(fā)生氧化反應(yīng)。生產(chǎn)期間需要添加不同材料和試劑，部分材料間會發(fā)生反應(yīng)，有的介質(zhì)在反應(yīng)中會釋放較多熱量，甚至是高溫氣體，這些氧化反應(yīng)是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的主要原因。(3)生產(chǎn)環(huán)境導(dǎo)致設(shè)備腐蝕。石油化工生產(chǎn)車間中會有較多金屬粒子、化工溶液以及腐蝕性氣體，設(shè)備長時間暴露于這樣的環(huán)境，就易受到腐蝕影響。(4)生產(chǎn)溶液腐蝕設(shè)備表面。生產(chǎn)時一些溶液最初不會與設(shè)備發(fā)生反應(yīng)，但是隨著溫度的升高，會與設(shè)備產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，開始腐蝕設(shè)備表面。

2.3 物理腐蝕

傳統(tǒng)石油化工生產(chǎn)中，氣液流動是造成設(shè)備腐蝕的重要原因，這與人為操作不當(dāng)有關(guān)。比如操作中沒有注意保護(hù)設(shè)備，防護(hù)工作不到位，就會導(dǎo)致生產(chǎn)期間氣液流動速度快，沖刷設(shè)備或管道出現(xiàn)腐蝕問題。流速越快，接觸的材料表面積越大，腐蝕影響就越深。如果操作人員不重視設(shè)備的承受能力，導(dǎo)致氣液在設(shè)備中流速過快，設(shè)備就會逐漸被腐蝕，這種情況是無法修復(fù)的，會嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)。

3 石油化工設(shè)備的防腐措施

3.1 隔離腐蝕介質(zhì)，合理選擇設(shè)備

石油化工設(shè)備防腐工作中，除了要做好設(shè)備的修復(fù)與處理，還要從根源處解決腐蝕問題。針對設(shè)備容易被介質(zhì)腐蝕的情況，應(yīng)隔離、控制介質(zhì)濃度，將腐蝕介質(zhì)和設(shè)備有效隔離，改善設(shè)備工作環(huán)境，提升設(shè)備防腐效果。對此，以下建議可供參考：(1)石油化工設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離海水及其他腐蝕性介質(zhì)，建議在設(shè)備表面添加防腐層，讓設(shè)備和海水相互隔離，防止設(shè)備在長期工作中受到海水腐蝕；(2)以保證設(shè)備正常運(yùn)行為基礎(chǔ)，采用稀釋的方法控制介質(zhì)的濃度，降低高濃度介質(zhì)對設(shè)備的長時間腐蝕。參與化工生產(chǎn)的設(shè)備與管道一般都會被介質(zhì)影響，且介質(zhì)濃度與溫度經(jīng)常改變，所以需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況選擇防腐措施。在無法有效控制介質(zhì)濃度的情況下，應(yīng)及時涂隔離層，以隔離措施保證防腐效果。

除隔離腐蝕介質(zhì)之外，還應(yīng)當(dāng)科學(xué)選擇設(shè)備。我國在設(shè)備防腐方面的研究不斷深入，已經(jīng)以傳統(tǒng)設(shè)備材料為基礎(chǔ)研發(fā)出了性能更為優(yōu)質(zhì)的防腐材料。比如將材料做成設(shè)備內(nèi)襯或在設(shè)備上加設(shè)覆蓋層，使設(shè)備更好地與介質(zhì)隔離，提升設(shè)備耐腐蝕性，盡可能地延長其使用壽命?；どa(chǎn)企業(yè)使用的防腐材料與常規(guī)涂料有著明顯的差異，不僅技術(shù)含量更高，耐酸堿成分也更高。選擇化工生產(chǎn)設(shè)備時應(yīng)考慮設(shè)備的耐久性與耐腐蝕能力。另外，還要兼顧新材料的使用，優(yōu)先選擇環(huán)保防腐材料制成的設(shè)備[3]。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)管理，使用高性能防腐材料

化工生產(chǎn)期間，為了更好地開展防腐處理工作，有必要依據(jù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，合理安排防腐管理工作，其技術(shù)管理要點(diǎn)如下：(1)預(yù)防石油化工設(shè)備腐蝕，最直接的辦法就是在設(shè)備表面和內(nèi)部表面涂防腐材料或者應(yīng)用緩蝕劑，確保設(shè)備在最短時間內(nèi)達(dá)到預(yù)期防腐效果。(2)定期進(jìn)行設(shè)備檢查，將設(shè)備腐蝕情況作為檢查的重點(diǎn)，一旦遇到設(shè)備油漆損壞或者腐蝕問題，立即上報并及時采取有效措施處理。使用化工設(shè)備時，為保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，有必要對設(shè)備生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制。由于石油化工生產(chǎn)會面臨較多安全風(fēng)險問題，生產(chǎn)人員必須高度重視設(shè)備防腐問題，將安全生產(chǎn)理念貫穿于生產(chǎn)的全過程，加強(qiáng)對設(shè)備的清理與檢修，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。設(shè)備檢修期間應(yīng)額外注意零部件的腐蝕情況和輕微腐蝕現(xiàn)象，建議一周安排一次檢查，每個月進(jìn)行一次大檢。(3)定期進(jìn)行石油化工設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，建立企業(yè)專門的設(shè)備運(yùn)檢部門，定期查看設(shè)備腐蝕情況，及時采取解決措施，對設(shè)備展開專業(yè)化防腐技術(shù)處理。在檢修工作中，落實(shí)一脫四注防腐工作計劃，采用脫鹽、注水以及添加緩蝕劑的方法，提升設(shè)備的防腐能力；應(yīng)用氯化鹽緩解設(shè)備冷凝冷卻系統(tǒng)腐蝕問題，或者采用深度脫鹽的辦法降低介質(zhì)濃度。(4)科學(xué)制定設(shè)備防腐蝕工作計劃，依靠氯化物降低設(shè)備的腐蝕性影響，也可采用電化學(xué)防腐手段，基于電化學(xué)工作原理，采取陽極與電流陰極保護(hù)手段，在設(shè)備內(nèi)加設(shè)防腐裝置。(5)加強(qiáng)對設(shè)備工作環(huán)境的有效管理，做好通風(fēng)除塵工作，及時清理設(shè)備生產(chǎn)中殘留的液體和粉塵，更換腐蝕嚴(yán)重的零部件，確保設(shè)備運(yùn)行不會受到影響。

做好設(shè)備研究工作，科學(xué)選擇高性能防腐材料。石油化工生產(chǎn)期間，要求工作人員為設(shè)備選用高性能材料，優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提升設(shè)備的防腐性能。對此，以下建議可供參考：(1)選擇設(shè)備生產(chǎn)材料時，避免選擇低性能材料。比如金屬材料自身耐腐蝕性能較差，使用之前必須做好防腐處理，涂抹防腐蝕劑建立保護(hù)層。建議選擇合金鋼或玻璃鋼材料代替金屬材料，這些材料能夠有效幫助設(shè)備抵御腐蝕影響。(2)加強(qiáng)石油化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提升設(shè)備防腐能力。在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，應(yīng)樹立防腐意識，綜合考慮石油化工生產(chǎn)環(huán)境與工藝流程，在濕度控制方面，建議在設(shè)備內(nèi)安裝專門的干燥裝置，控制生產(chǎn)中的水系情況，避免設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生銹蝕，降低內(nèi)部流體速度。(3)選擇材料時，應(yīng)注意材料的耐腐蝕性，兼顧經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)化工設(shè)備的實(shí)際工作環(huán)境選擇材料。在容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)的工作環(huán)境內(nèi)，應(yīng)選擇以鈦為基本材料的化工機(jī)械，鋼設(shè)備可以在濃硫酸環(huán)境中應(yīng)用，蒙乃爾設(shè)備可以在氫氟酸環(huán)境中應(yīng)用，且使用效果比較理想。另外，采用非氧化介質(zhì)，依靠物質(zhì)的還原性能夠有效緩解設(shè)備腐蝕速度。針對制造成本偏高的零部件，應(yīng)注意做好防腐處理，采用專門的防護(hù)措施，根據(jù)不同金屬材料的使用周期組裝設(shè)備，防止因局部腐蝕對設(shè)備整體造成影響[4]。涂抹防腐材料時，應(yīng)先涂抹對角、棱角以及夾縫位置，使用長桿毛筆點(diǎn)涂，保證油氣厚度均勻，角落位置沒有漏涂。

3.3 結(jié)構(gòu)與工藝的防腐設(shè)計，細(xì)化防腐工作

一旦石油化工設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，就會引發(fā)許多問題，對設(shè)備運(yùn)行造成影響，比如氧化與腐蝕問題。在設(shè)計設(shè)備的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行場景，做好生產(chǎn)環(huán)境的綜合測量，考慮多方面因素展開石油化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，相應(yīng)設(shè)計要點(diǎn)如下：(1)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡可能簡單化，同時要注意局部液體濃縮造成的堆積問題，如果出現(xiàn)這類問題，需立即修改設(shè)計，或加設(shè)腐蝕槽，防止液體局部發(fā)生堆積；(2)多數(shù)設(shè)備結(jié)構(gòu)之間會有間隙，這是引發(fā)腐蝕物質(zhì)泄漏的主要原因，在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量減少間隙，對于需要處理的液體，可在間隙結(jié)構(gòu)處預(yù)先留出出水口，及時排出溶液；(3)設(shè)備表面加設(shè)保護(hù)膜，這是當(dāng)前石油化工生產(chǎn)中最常見的防腐蝕方法，一般會采取噴漆的方式，防止設(shè)備外表遭受腐蝕。

在石油化工生產(chǎn)過程中，石化設(shè)備腐蝕問題始終困擾企業(yè)，設(shè)備防腐工作的開展至關(guān)重要。腐蝕性問題不僅影響設(shè)備使用周期，也會造成資源浪費(fèi)，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。如果石化設(shè)備局部位置受到腐蝕影響，產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量也會下降，所以設(shè)備防腐對于企業(yè)生產(chǎn)來說有著重要意義，進(jìn)一步細(xì)化石油化工生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的防腐蝕工作確有必要。石化企業(yè)中存在不同種類的生產(chǎn)設(shè)施，應(yīng)當(dāng)從工程設(shè)計階段入手，做好防腐設(shè)計，高度重視防腐工作，基于環(huán)境角度考慮酸堿腐蝕介質(zhì)的存在，首選不銹鋼材料。對于對溫度和環(huán)境要求不高，但腐蝕性比較強(qiáng)的介質(zhì)，建議設(shè)計塑料材質(zhì)的設(shè)備，高溫高壓狀態(tài)下，可使用催化劑提高反應(yīng)速度，以此降低溫度。同時也要加強(qiáng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管控，設(shè)備檢修之后做好防腐作業(yè)，按照設(shè)計、生產(chǎn)階段合理安排防腐措施。

3.4 加大對設(shè)備防腐工作的重視，提升人員防腐意識

有效地處理設(shè)備腐蝕性問題，降低設(shè)備故障概率，要求石化企業(yè)的工作人員必須樹立正確的工作觀念，以積極端正的工作態(tài)度對待生產(chǎn)操作行為。無論是企業(yè)管理者，還是一線員工，都要重視設(shè)備的防腐工作，按照相應(yīng)的規(guī)章制度操作石化設(shè)備。企業(yè)要加大對防腐工作的宣傳，提高所有人員對此的重視，建立監(jiān)督機(jī)制，健全監(jiān)管體系，并落實(shí)到石油化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中。員工要培育自己的防腐技術(shù)素養(yǎng)，通過不斷的學(xué)習(xí)規(guī)范自身操作行為，熟練掌握技術(shù)要點(diǎn)，為后期設(shè)備運(yùn)維與養(yǎng)護(hù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。使用石化設(shè)備生產(chǎn)，應(yīng)注意保障產(chǎn)品質(zhì)量，詳細(xì)把控各環(huán)節(jié)操作要點(diǎn)，基于全局展開防腐處理作業(yè)，尋找腐蝕原因，采用合理防腐措施。防腐工作的開展不僅要從石油化工設(shè)備生產(chǎn)和應(yīng)用角度入手，還要注意員工的培養(yǎng)，積極提升相關(guān)人員防腐意識，將防腐意識融入企業(yè)發(fā)展理念中。

4 結(jié)語

石油化工設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，設(shè)備質(zhì)量與生產(chǎn)效率將會直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。面對設(shè)備的腐蝕性問題，可從設(shè)備自身、化學(xué)反應(yīng)及物理腐蝕等方面研究產(chǎn)生腐蝕的原因。以此為基礎(chǔ)分析石油化工生產(chǎn)的環(huán)境，及時隔離腐蝕介質(zhì)，科學(xué)選擇設(shè)備材料，加強(qiáng)技術(shù)管理，確保防腐工作的高效落實(shí)，提升設(shè)備防腐效果，防止廢液廢氣等化工物質(zhì)泄漏導(dǎo)致周圍環(huán)境污染。