孔祥權,張 帆, 王 闖(.撫順石化公司乙烯化工廠 ; . 撫順石化公司石油三廠; . 撫順石化公司計劃處,遼寧 撫順 000)
化工設備防腐要點的理論分析
孔祥權1,張帆2,王闖3
(1.撫順石化公司乙烯化工廠;2.撫順石化公司石油三廠;3.撫順石化公司計劃處,遼寧撫順113000)
摘要:化工設備的設計是化工設備生產(chǎn)安全性具有重要作用,因此要充分考慮設備材料的腐蝕性問題,還要充分考慮設備材料的強度、剛度、耐熱度等要求,如何實現(xiàn)化工設備的防腐設計,已經(jīng)成為化工設備生產(chǎn)者需要深入思考的問題。對此,本文在簡要概述化工設備服飾的原因及類型基礎上,探析了化工設備的防腐要點。
關鍵詞:化工設備;防腐;原因;要點
隨著市場經(jīng)濟體制的不斷完善,及企業(yè)外部環(huán)境的日益復雜化,許多非科班出身的設計人員開始參與到化工設備的設計當中。但由于經(jīng)驗不足、考慮不周等因素,導致所設計的化工設備不符合現(xiàn)實生產(chǎn)的實際要求,對化工企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來了巨大隱患。因此,加強化工設備防腐設計的研究,對提高化工生產(chǎn)安全性具有重要的現(xiàn)實意義。
1.1化工設備腐蝕的原因
不同的金屬在不同的外界條件下具有不同的耐腐蝕性,金屬在與其他氣體或液體等介質(zhì)接觸時,以及在各種環(huán)境因素的作用下,會出現(xiàn)不同程度的腐蝕傾向。目前,許多化工設備在設計過程中欠缺耐腐蝕性因素考慮,對化工安全生產(chǎn)形成了威脅?;ぴO備腐蝕,就是化工設備在外界環(huán)境因素的作用下出現(xiàn)了損壞,或是因純粹的物理溶解作用或更加復雜的作用,但排除純粹的機械作用所帶來的損壞。簡單理解,就是化工設備因自身介質(zhì)生銹、變色所帶來的損害。
腐蝕對化工設備的破壞性很大,若是金屬表面出現(xiàn)腐蝕且均勻分布,那么零部件就會變薄,若是金屬表面腐蝕呈點狀分布,那么很可能會造成零件穿孔。有的腐蝕是隱性的,屬于金屬粒之間的腐蝕,一旦這種腐蝕達到一定程度,零件就會破裂,可見其破壞性有多強。腐蝕會降低金屬的延展性、剛性等結(jié)構性能,最終造成整個設備無法正常運行。
不難發(fā)現(xiàn),腐蝕屬于一種漸性的破壞,若不及時加以處理會帶來巨大損失。腐蝕程度是與金屬本性、材料屬性和外在環(huán)境息息相關的。通常來講,溫度和壓力是影響腐蝕程度的兩大核心因素。
1.2化工設備腐蝕的類型
化工設備腐蝕主要分為三類,包括物理腐蝕、化學腐蝕和電化學腐蝕。所謂的物理腐蝕,就是物理溶劑對化工設備金屬材料所帶來的腐蝕。在出現(xiàn)物理腐蝕時,不存在其他類型的腐蝕,且這一類型的腐蝕主要出現(xiàn)在液態(tài)金屬中,最終帶來金屬的物理性改變。所謂的化學腐蝕,就是化工設備金屬表層與其他介質(zhì)發(fā)生化學反應,在金屬表層聲生成氧化物,進而對化工設備性能產(chǎn)生影響,甚至帶來破壞,這種腐蝕主要由高溫導致的,高溫加快了腐蝕的進行,促使設備與介質(zhì)發(fā)生變化。所謂的電化學腐蝕,就是化工設備在電解質(zhì)的電極反應作用下所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象,這種腐蝕常發(fā)生于濕度較大的地方。
2.1化工設備表面防腐蝕措施
金屬表面的防腐是化工設備防腐中首先要進行的一步,目前常見的表面防腐方式有兩種,即表面噴砂和表面噴劑,在作表面防腐之前要做好預處理,采用專業(yè)的噴砂設備將化工設備表面金屬的氧化物和銹蝕物清除干凈,然后確保金屬表面的質(zhì)量符合國家除銹標準,做到化工設備表面的徹底清潔。隨后,做好防腐噴劑的調(diào)制,在此環(huán)節(jié),一定要確保各種噴劑成分的比例合理,最好將其交由經(jīng)驗豐富的工作人員處理,噴劑制備好后進行充分攪拌,使其達到最佳的稀釋程度。最后,采取最佳的噴涂方式,要結(jié)合具體的設備結(jié)構及金屬材質(zhì)選擇不同的噴劑,對于無機富鋅底漆噴劑可以選擇無氣高壓方式噴涂,然后對沒有噴涂充分的地方加以刷涂處理。對于金屬表面面積較大的設備,要將其放在滾動胎上,在噴涂時讓設備表層滾動運轉(zhuǎn),噴嘴在設備水平方向上左右來回噴涂,以實現(xiàn)設備表面無死角噴涂,提高防腐有效性。
2.2正確使用防腐涂料
在化工設備防腐中,防腐涂料法也是比較常見的手段,就現(xiàn)狀來講,該防腐措施在石油企業(yè)化工設備防腐領域被應用得最多。防腐涂料的防腐效果非常好,其優(yōu)勢具體表現(xiàn)為:
(1)保護性強,能夠有效切斷金屬表層與腐蝕介質(zhì)的接觸,同時可以有效阻礙腐蝕電流的通路,避免金屬表層在接觸相關腐蝕介質(zhì)后發(fā)生化學反應,進而實現(xiàn)化工設備的高效防腐。
(2)延緩性強,某種意義上講,防腐涂料與緩蝕劑具有相同的功效,比如某些顏料能夠與腐蝕介質(zhì)中的水分發(fā)生化學反應形成一層保護膜,進而延緩金屬材料的腐蝕,但這無法從根本上解決化工設備腐蝕的問題。
(3)陰極保護作用。在電化學腐蝕中,防腐涂料對電極陰極的保護性較強。相比于金屬材料的電極電位,漆膜的電極電位要高一些,而防腐涂料能夠充當電極陽極的角色,進而實現(xiàn)電解平衡,有效避免電化學腐蝕的發(fā)生。
2.3化學介質(zhì)濃度控制
金屬腐蝕的發(fā)生與化學介質(zhì)有著密切的關聯(lián),某種程度上講,化學介質(zhì)濃度高低決定著金屬材料的腐蝕程度?;瘜W介質(zhì)的腐蝕特性與介質(zhì)濃度、外界溫度有關,化學介質(zhì)中的硫化氫、氫氧化鈉和水含量都會對金屬腐蝕帶來一定影響。對于設備鋼材焊接過程中主要注重控制水和硫化氫的含量,如此可延長焊接接頭應力腐蝕破裂時間。而對于碳鋼和低合金鋼制壓力設備如果進行了焊后冷加工處理,不進行消除應力熱處理,在此過程中,對氫氧化鈉的濃度一定要限制,且要控制其溫度環(huán)境。合理控制氫氧化鈉的濃度和溫度,其目的也是為了阻止和減少焊接后應力腐蝕破裂程度。
化工設備在化工生產(chǎn)中扮演著關鍵角色,但由于其所處環(huán)境較為特殊,要求化工設備在設計過程中必須充分考慮其耐熱性、耐高壓性、耐腐蝕性等特點。所以,在化工設備設計時,一定要充分考慮化工生產(chǎn)的現(xiàn)實要求,做好化工設備的防腐設計,提高化工設備運行的可靠性和安全性,進而提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。
參考文獻:
[1]胡冰,劉鑫.化工設備的防腐控制措施[J].當代化工,2014(06).
[2]吳健忠.化工設備設計防腐相關問題探討[J].科技風,2013(04).
[3]萬賢斌.論化工企業(yè)化工設備防火安全問題[J].化學工程與裝備,2012(07).