沿海化工區(qū)域金屬管道銹蝕情況分析及應(yīng)對(duì)措施

翟全林，張 慧

（壽光富康制藥有限公司，山東濰坊 262700）

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷深入發(fā)展，對(duì)于化工企業(yè)的生產(chǎn)強(qiáng)度要求也越來越高，化工企業(yè)自身也在尋求各種方法提升自身的生產(chǎn)能力與應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力，而在生產(chǎn)過程之中最容易出現(xiàn)的管道銹蝕問題必然要得到相應(yīng)的解決。本文通過對(duì)相關(guān)企業(yè)銹蝕狀況的調(diào)查，分析了當(dāng)前銹蝕問題的一系列原因，并針對(duì)性地提出建議。

1 化工設(shè)備常見腐蝕原因

1.1 設(shè)備材質(zhì)選型不當(dāng)

在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中，對(duì)于不同設(shè)備配件的性能要求存在著很大的區(qū)別，由于化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中的步驟本身就非常復(fù)雜，其中涉及到的分解、過濾以及諸多不同的環(huán)節(jié)對(duì)于液體的接觸程度也是不一樣的，有些液體本身也具有一定的腐蝕性，因此在化工生產(chǎn)之中對(duì)于設(shè)備材料的防腐能力是按照其基本功能來進(jìn)行制定的，具有很強(qiáng)的針對(duì)性。在施工過程之中一旦出現(xiàn)設(shè)備材料使用不當(dāng)?shù)膯栴}就會(huì)對(duì)設(shè)備的防腐性能和使用壽命造成很大的影響，一些容易遭受腐蝕的環(huán)節(jié)與區(qū)域錯(cuò)誤性地使用了不具備防腐功能的材料，就會(huì)導(dǎo)致材料與設(shè)備被腐蝕，與此同時(shí)也會(huì)對(duì)整體的生產(chǎn)速度與生產(chǎn)水平都造成很大的影響[1]。

另外在對(duì)設(shè)備與管道進(jìn)行維修時(shí)也應(yīng)當(dāng)使用和原先相同的材料進(jìn)行修復(fù)，有一些維修人員在維修開始之前并沒有對(duì)設(shè)備的材料進(jìn)行提前了解，僅使用手頭的材料對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修與加固，這也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備管道的后續(xù)使用性能受到很大的影響，材料的差異也會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而加速設(shè)備管道的腐蝕速度。

1.2 材料備件混亂

由于化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)本身就具有很強(qiáng)的特殊性，在生產(chǎn)過程之中會(huì)接觸到很多氣體或液體，這些氣體與液體都具備一定的腐蝕性，在與之接觸后，設(shè)備的配件與管道上也會(huì)帶有相應(yīng)的腐蝕性，并且在生產(chǎn)過程之中也會(huì)受到不同程度的銹蝕。這些設(shè)備在儲(chǔ)存的過程之中是應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格隔開的，避免不同材料之間由于腐蝕性氣體的影響而彼此之間產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致材料性能發(fā)生轉(zhuǎn)變，也有可能在存放的過程中由于看管不當(dāng)，自發(fā)性地出現(xiàn)侵蝕現(xiàn)象。

在對(duì)一些還未使用過的材料配件進(jìn)行存放時(shí)也應(yīng)當(dāng)分門別類地進(jìn)行保管，保證不同材料之間不能夠直接接觸，防止不同材料由于性能的不同彼此之間發(fā)生反應(yīng)。同樣在保存的過程中應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的腐蝕性氣體進(jìn)行隔絕處理，在有條件的情況下應(yīng)當(dāng)盡可能地對(duì)倉庫進(jìn)行密封處理，從而保證有關(guān)的配件能夠盡可能完整地保存下來，在配件真正投入使用之前盡可能地保留其出廠狀態(tài)，避免配件受到損壞，進(jìn)而影響整體管道與設(shè)備的運(yùn)行狀況。

1.3 設(shè)計(jì)構(gòu)造有缺陷

在化工生產(chǎn)過程之中由于金屬管道需要長時(shí)間地和腐蝕性氣體進(jìn)行接觸，因此在金屬管道的鋪設(shè)規(guī)劃上應(yīng)當(dāng)盡可能合理，在鋪設(shè)之前要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行整體的規(guī)劃與統(tǒng)籌，從而保證管道與設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)需要。但是一些化工生產(chǎn)企業(yè)其實(shí)并沒有對(duì)管道與設(shè)備進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，例如沿海地區(qū)的空氣濕度相對(duì)較大，金屬管道腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)較大，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)并沒有將這一因素考慮在內(nèi)，這也就導(dǎo)致了金屬管道其實(shí)是不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐目諝鉅顩r的，因此在后續(xù)的使用環(huán)節(jié)之中抵抗腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)相對(duì)變得更高，設(shè)備與管道出現(xiàn)問題的可能性也極大提升。

1.4 化工生產(chǎn)過程中的化學(xué)腐蝕

在化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生非常多的腐蝕性氣體，并且這些氣體的濃度都會(huì)相對(duì)比較高，能夠?qū)υO(shè)備產(chǎn)生非常顯著的影響，例如硫化氫、鹽酸氣體等，硫化氫氣體不僅具有很強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)也是一種有毒氣體，對(duì)于金屬管道的影響程度也會(huì)更大。這些化學(xué)氣體與管道內(nèi)部的化學(xué)試劑都會(huì)對(duì)管道的表面產(chǎn)生腐蝕，即使管道在正式生產(chǎn)開始之前都已經(jīng)涂了一層保護(hù)膜進(jìn)行防腐，但是化學(xué)氣體會(huì)逐漸侵蝕保護(hù)膜，進(jìn)而對(duì)管道本身產(chǎn)生腐蝕性作用。長時(shí)間使用之后也會(huì)導(dǎo)致表面鍍層的脫落，管道與設(shè)備失去了保護(hù)膜，這也就意味著直接暴露在了空氣之中，從而更加容易被腐蝕，導(dǎo)致性能的降低與改變，也會(huì)對(duì)整體的生產(chǎn)過程產(chǎn)生一系列不利的影響[2]。

1.5 化工生產(chǎn)之中的氣體液體流通速度

在化工生產(chǎn)的過程中，管道與設(shè)備被化學(xué)氣體侵蝕的嚴(yán)重程度是與管道內(nèi)部氣體液體的流速直接相關(guān)的，當(dāng)流速加快時(shí)，管道被侵蝕的程度也會(huì)進(jìn)一步加深，從而縮短管道的使用壽命，改變管道的基本性能。因此在生產(chǎn)過程之中應(yīng)當(dāng)對(duì)液體與氣體的流速進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是目前很多企業(yè)并沒有對(duì)這一環(huán)節(jié)樹立起相應(yīng)意識(shí)，在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)也沒有針對(duì)流速進(jìn)行控制，缺少控制流速的設(shè)備，同時(shí)也沒有人員對(duì)管道內(nèi)部的氣體流速進(jìn)行監(jiān)管和記錄，缺少了對(duì)流速控制的意識(shí)，與此同時(shí)也缺少了對(duì)于化工生產(chǎn)過程之中質(zhì)量問題的控制意識(shí)。

2 化工生產(chǎn)過程中管道銹蝕的應(yīng)對(duì)措施

由于引起化工生產(chǎn)管道銹蝕的原因有很多，本文選取目前對(duì)于管道銹蝕影響程度最深刻的問題——保溫層下的腐蝕為例，針對(duì)這一問題出現(xiàn)的原因，結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行具體的分析，在化工生產(chǎn)過程中的事故，其中有超過20%的超大型事故都是因?yàn)檫@一原因引發(fā)的，因此對(duì)其的探究具有必要意義。

2.1 保溫層下腐蝕的概念

保溫層下腐蝕，就是在保溫層下面的材料出現(xiàn)了腐蝕的情況，保溫層的主要作用是為了減少外界的溫度差對(duì)管道內(nèi)部的氣體還有管道本身造成的一系列影響。由于化工生產(chǎn)過程之中可能會(huì)接觸到高溫或是極度低溫的環(huán)境，一般的金屬管道很難在這樣極端的溫度中進(jìn)行正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)，在出現(xiàn)較大溫差時(shí)非常容易出現(xiàn)管道的變形與破裂，于是為了滿足生產(chǎn)需求，在化工生產(chǎn)過程中使用的金屬管道都會(huì)配置一個(gè)保溫層，進(jìn)行溫度的控制，以便于管道應(yīng)對(duì)高溫、低溫以及突發(fā)起火的環(huán)境，在遭遇極端情況時(shí)能盡可能地保護(hù)管道內(nèi)的氣體不會(huì)被引爆或是泄漏，造成不必要的風(fēng)險(xiǎn)。

保溫層腐蝕主要是由于空氣中的濕氣聚集在保溫層的外表面，久而久之就對(duì)管道造成了一定的腐蝕，由于沿海地區(qū)的空氣濕度相對(duì)更大，所以保溫層下腐蝕的出現(xiàn)概率也就比其他地區(qū)高，這也就是為什么沿海地區(qū)金屬管道的防腐難度會(huì)比內(nèi)陸地區(qū)要大許多。濕氣的來源是非常多樣的，簡單來說可以分為雨水侵入、人為原因、管道位于冷卻塔附近、散熱損壞等多種原因，這些濕氣可能是原先空氣中就攜帶的，也有可能是在生產(chǎn)過程之中經(jīng)過人為加工而二次出現(xiàn)的。因此保溫層下腐蝕的原因有多種，這使得在對(duì)這一問題進(jìn)行防治的環(huán)節(jié)上更加困難。由于整個(gè)環(huán)節(jié)之中的任何一個(gè)部位出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致保溫層下腐蝕情況的出現(xiàn)，因此對(duì)問題的排查也是十分困難的，在問題發(fā)生之前也很難進(jìn)行預(yù)測(cè)，很有可能出現(xiàn)保溫層銹蝕部位已經(jīng)檢查出但是實(shí)際銹蝕部位又不在同一處的情況。

除此之外，保溫層下腐蝕的程度也并不是固定的，它會(huì)隨著實(shí)際的情況而變化，例如在氣體類型變化時(shí)，保溫層下侵蝕的速度是不同的，在一些氣體腐蝕性更大的管道中，保溫層腐蝕的程度也就越深。另外由于對(duì)于侵蝕部位需要進(jìn)行比較全面的排查與檢測(cè)，但是由于保溫層下腐蝕的部位并不是固定的，所以腐蝕部位可能在高處，這將會(huì)給故障排查工作帶來很大的困難，并且在整體地對(duì)問題進(jìn)行排查的環(huán)節(jié)也要耗費(fèi)大量的時(shí)間，這一環(huán)節(jié)也要大量的人力物力支撐才能夠得以實(shí)現(xiàn)。

2.2 保溫層下腐蝕影響因素

保溫層下腐蝕在大多數(shù)情況下會(huì)根據(jù)溫度的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，隨著溫度的升高，保溫層下腐蝕的速度會(huì)降低，這是因?yàn)闇囟壬咧髮?dǎo)致了管道外側(cè)的水蒸氣減少，迅速地蒸發(fā)，正是因?yàn)樗魵獾恼舭l(fā)減少了管道表面的濕度，也就使得管道的腐蝕程度降低。但是高溫其實(shí)也會(huì)引起一些材料產(chǎn)生性能上的轉(zhuǎn)變，在其中最明顯的變化就是溫度對(duì)于保溫層下腐蝕速度的影響實(shí)際上會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的封閉性而產(chǎn)生不同的結(jié)果，在開放的空氣與水環(huán)境之中，溫度上升之后，保溫層下腐蝕的情況會(huì)得到相應(yīng)程度的改善，但是在密閉環(huán)境之中，溫度的升高只會(huì)加速保溫層下腐蝕的速度，使得管道的使用年限進(jìn)一步縮短。

實(shí)際上管道的腐蝕速度也并不是一成不變的，而是會(huì)有一個(gè)積累的效應(yīng)，在管道受到腐蝕幾年之后，管道的腐蝕速度會(huì)比一開始受到腐蝕時(shí)要快很多，在經(jīng)歷一段時(shí)間之后腐蝕速度會(huì)直接沿著倍速增長，這也就表明實(shí)際上如果想要盡可能地控制保溫層下腐蝕的問題，應(yīng)當(dāng)盡早地進(jìn)行解決，在和后期對(duì)問題的處理步驟上只會(huì)變得更加復(fù)雜和困難。

保溫層下腐蝕由于在保溫層下部，所以在剛開始出現(xiàn)腐蝕情況時(shí)是非常隱蔽的，普通的排查過程很難在這一環(huán)節(jié)就發(fā)現(xiàn)問題，并且金屬管道的外層往往會(huì)覆蓋上一層油漆或是一層鋁皮，這也使得檢測(cè)人員很難及時(shí)地發(fā)現(xiàn)管道保溫層下發(fā)生的腐蝕情況，問題變得更加隱蔽。而且管道下部時(shí)常會(huì)沉積一些冷凝水，這些冷凝水也對(duì)管道的防腐工作造成了很大的挑戰(zhàn)，極大加快了管道腐蝕的速度，產(chǎn)生了非常大的安全隱患。

在這一過程之中不僅會(huì)產(chǎn)生腐蝕性的影響，對(duì)于金屬管道金屬材質(zhì)的耐用程度也會(huì)形成一系列的打擊，由于化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)充滿了腐蝕性氣體，在生產(chǎn)過程之中是有風(fēng)險(xiǎn)的，因此在出現(xiàn)問題時(shí)為了安全著想，需要停止工程，進(jìn)行問題的處理，在解決完之后再進(jìn)行工程的返工，但是這一環(huán)節(jié)需要進(jìn)行斷電處理，也就會(huì)導(dǎo)致原先的溫度結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，在后續(xù)復(fù)工環(huán)節(jié)進(jìn)行升溫時(shí)也就會(huì)對(duì)管道造成新的溫差壓力，在材料的使用壽命上來看，這是非常不利的，會(huì)使材料在短時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行重復(fù)的膨脹和收縮過程，導(dǎo)致材料的使用性能下降，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可能會(huì)發(fā)生改變，極大增加了腐蝕的可能性，使得物理壓力與化學(xué)因素進(jìn)行疊加，會(huì)對(duì)管道的性能雜牌成非常大的影響。

2.3 選擇合適的防腐涂料

在化工生產(chǎn)的過程中，防腐最普遍的手段就是對(duì)金屬管道的外部與內(nèi)側(cè)涂覆防腐涂料，通過在金屬管道表面刷上一層防腐涂料，來隔絕空氣中的水汽與生產(chǎn)過程中冷卻塔等其他設(shè)備造成的冷凝水滴落，將管道與濕氣充分地隔絕，從而保證金屬管道能夠達(dá)到盡可能高效的防腐效果。

由于防腐涂料這一環(huán)節(jié)對(duì)整體工程的防腐效果極其重要，因此在防腐涂料的選擇之上也要更加謹(jǐn)慎，充分地考慮各方面的因素，爭取能夠做出最好的材料選擇。在選擇材料時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮所選涂料的耐腐蝕性與耐酸性，防止涂料本身和生產(chǎn)過程中的各種氣體發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)與化學(xué)氣體發(fā)生反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致防腐涂層本身被分解，達(dá)不到真正防腐的效果。

另外，也應(yīng)當(dāng)充分考慮金屬管道的金屬類型，避開一些會(huì)與管道自身發(fā)生反應(yīng)的防腐涂料材質(zhì)，防止涂料本身對(duì)金屬管道產(chǎn)生一定的腐蝕作用。對(duì)于不同的金屬類型也應(yīng)當(dāng)選擇不同的防腐涂料類型，針對(duì)不同的金屬特點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)的選擇，例如在碳鋼等材質(zhì)的管道表面應(yīng)當(dāng)使用無機(jī)且富含鋅物質(zhì)的涂料來進(jìn)行防腐工作。

2.4 正確選用保溫材料

在化工生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中，需要用到高溫或極度低溫的環(huán)境，來實(shí)現(xiàn)一些物質(zhì)的析出與催化，這一過程中的溫度變化也會(huì)對(duì)管道的腐蝕速度產(chǎn)生很大的影響，因此在保溫材料的選擇上應(yīng)當(dāng)盡可能地進(jìn)行優(yōu)化，從而降低溫度對(duì)整體工程防腐性能的影響。

在對(duì)保溫材料進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注材料的吸水性能，由于金屬管道的腐蝕情況大部分原因都是由于接觸到了過高的濕氣，因此在進(jìn)行保溫材料的選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)充分考慮這一因素，在材料的選擇上應(yīng)當(dāng)傾向于更加吸水的材質(zhì)，并且材料內(nèi)部的水分應(yīng)當(dāng)易于揮發(fā)，在吸取金屬管道表面水分的同時(shí)也不會(huì)將水分長久地留在管道表面。

在傳統(tǒng)模式之下對(duì)于保溫材料的選擇一般會(huì)選擇泡沫玻璃，因?yàn)樗哂蟹涓C狀的結(jié)構(gòu)，保溫性能非常優(yōu)秀，成為了很多生產(chǎn)者的第一選擇。但是這一選擇實(shí)際上并沒有充分地考慮吸水性能的提升，雖然能夠緩解溫度變化對(duì)管道物理性能與腐蝕程度的影響，但是也存在著巨大的優(yōu)化空間，針對(duì)這一問題，應(yīng)當(dāng)在其基礎(chǔ)上進(jìn)行革新，尋找更加符合當(dāng)前生產(chǎn)與防腐目的的保溫材料。珠巖就可以在很多情況下對(duì)泡沫玻璃進(jìn)行替代，在一些比較容易產(chǎn)生水蒸氣或是冷凝水聚集比較明顯的管道部位，應(yīng)當(dāng)選擇吸水性能更加良好的珠巖，這樣也能夠盡可能地減少這些部位濕氣對(duì)于管道銹蝕的影響，從而推動(dòng)整體工程質(zhì)量的提升。

3 結(jié)束語

沿海地區(qū)的化工區(qū)域金屬管道銹蝕問題在生產(chǎn)過程之中非常突出，針對(duì)銹蝕情況出現(xiàn)的原因提出了一系列相應(yīng)的解決方案，希望有關(guān)企業(yè)能夠正視管道銹蝕問題，進(jìn)行自我工作的提升與優(yōu)化，從而推動(dòng)化工生產(chǎn)的進(jìn)步。