摘要:我國石油化工生產(chǎn)具有一定的特殊性,在實際生產(chǎn)過程中極易接觸不同的腐蝕物質,這些腐蝕物質會給生產(chǎn)設備帶來不利影響。如嚴重影響設備自身的功能和美觀性,給石油化工企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟損失?;诖耍恼玛U述了石油化工機械設備保護的重要性,分析了石油化工機械設備腐蝕的危害,總結了相應的優(yōu)化措施。
關鍵詞:石油化工;機械設備;腐蝕;原因優(yōu)化
目前,我國化工行業(yè)規(guī)模在不斷擴大,化工設備日益更新,所須資金不斷增加,但化工設備生產(chǎn)過程中極易出現(xiàn)腐蝕問題,嚴重影響化工設備的使用年限,無法實現(xiàn)預期的使用質量,威脅著化工企業(yè)的正常生產(chǎn),這就需要相關部門深入分析石油化工設備的腐蝕問題,做好石油化工機械設備的保護工作。
一、石油化工機械設備腐蝕的危害
在石油化工生產(chǎn)過程中,石油化工機械設備普遍處于惡劣的工作環(huán)境中,設備實際運行極易受腐蝕性溶液的影響。通過分析石油化工設備生產(chǎn)過程中的腐蝕問題發(fā)現(xiàn),石油化工設備的腐蝕機理主要分成兩種,分別是化學腐蝕和電化學腐蝕。其中,化學腐蝕指的是金屬管壁和周邊介質產(chǎn)生的直接化學反應,導致金屬介質的物力性能和化學性能發(fā)生變化,其主要特點是在化學反應過程中,金屬內部和金屬介質不出現(xiàn)電流。電化學腐蝕指的是金屬和電解質溶液之間受電荷流動出現(xiàn)的變質腐蝕。在電化學腐蝕過程中,金屬陽極會出現(xiàn)電子,陰極接收電子在金屬中形成電流。在石油化工設備生產(chǎn)過程中,從腐蝕形態(tài)差異性的角度進行分析,石油化工設備遭受的腐蝕主要分成全面腐蝕和局部腐蝕。其中,全面腐蝕指的是石油化工設備金屬表面和腐蝕性介質產(chǎn)生的化學腐蝕和電化學腐蝕,這種腐蝕會導致石油化工設備的管道管壁變薄,嚴重影響石油化工設備管道的承壓能力,在石油化工設備工作壓力不斷增加的情況下,會出現(xiàn)嚴重的管道破裂問題,不利于生產(chǎn)的順利實施,甚至會出現(xiàn)爆炸問題,引發(fā)了一系列安全事故。局部腐蝕主要是指腐蝕現(xiàn)象發(fā)生在金屬突出零件、下陷凹槽區(qū)域,其他部分不會出現(xiàn)明顯腐蝕,局部腐蝕會在局部區(qū)域小的情況下,導致腐蝕速度不斷提高,引發(fā)一系列安全事故。石油化工設備的局部腐蝕形式主要是點蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等。
二、石油化工機械設備腐蝕原因
(一)內部腐蝕原因
各個石油化工機械設備的金屬性能都有所不同,其腐蝕程度也存在很大差異,且不同金屬材質的各項性能也是不同的,不同金屬材質之間極易出現(xiàn)腐蝕,會帶來一定的電化學腐蝕。通過相關分析發(fā)現(xiàn),金屬材質腐蝕的主要影響因素是金屬晶粒、金屬表面粗糙度。通過金屬腐蝕試驗、金屬腐蝕調查結果分析發(fā)現(xiàn),金屬腐蝕方法對石化機械設備腐蝕作用也存在很大差異。在石化機械設備金屬粒徑大的情況下,耐腐蝕性比較強,而石油化工機械設備表面的粗糙度極易受所處環(huán)境酸堿度、環(huán)境濕度的影響,導致石化機械設備金屬表面被腐蝕。但是,在石油化工機械設備表面使用化學藥劑的情況下,會形成氧化性保護膜,其能夠有效地保護機械設備表面,避免出現(xiàn)腐蝕問題。需要注意的是,在金屬表面涂抹化學藥劑形成氧化膜的情況下,需要注意機械設備金屬表面接頭和凹槽等特殊部位,其主要原因是這些特殊位置極易接觸周邊原電池,周邊出現(xiàn)電化學腐蝕問題,帶來嚴重的金屬化學腐蝕。
(二)外在腐蝕原因
在石油化工企業(yè)生產(chǎn)設備應用過程中,極易出現(xiàn)不同的腐蝕性物質,這些物質會對生產(chǎn)設備造成腐蝕。腐蝕的本質是化學現(xiàn)象,在實際生產(chǎn)過程中介質溫度升高的情況下,腐蝕問題會越來越嚴重。并且,腐蝕速度會受到介質流速的影響,在流速加快的情況下,腐蝕問題會越來越嚴重。在石油化工機械設備長期運行過程中,旋轉零件會產(chǎn)生一定的剪力,設備出現(xiàn)扭曲,導致電位降低,出現(xiàn)嚴重的電池腐蝕問題。并且在機械設備實際運行過程中,技術人員還需要做好機械設備維護工作。在石油化工企業(yè)的工作經(jīng)驗角度進行分析,相關部門未針對石油化工機械設備采取維護措施的情況下,機械設備應用過程中的腐蝕速度會不斷加快,在機械設備零部件被腐蝕的情況下,相關部門需要針對被腐蝕的零部件,采取相應的處理措施,避免出現(xiàn)腐蝕問題加劇的情況,且石油化工機械設備在海洋環(huán)境中應用遭受的腐蝕會比一般環(huán)境中的嚴重。通常情況下,海洋環(huán)境中影響石油化工機械設備的腐蝕因素主要是海水含鹽量、溶解氧、溫度、酸堿度、流速和海洋生物,這些因素都會加快腐蝕的速度,如海洋微生物在生理作用下出現(xiàn)大量的二氧化碳、硫化氫氣體,導致腐蝕問題不斷加速。
三、石油化工機械設備腐蝕的優(yōu)化措施
(一)采用抗腐蝕性能強的材料
在石油化工機械設備實際應用過程中,會出現(xiàn)嚴重的腐蝕問題,嚴重破壞機械設備的使用性能,導致機械設備無法正常運行,為企業(yè)運營帶來嚴重的經(jīng)濟損失。為了有效地改善這一問題,石油化工企業(yè)在選擇機械設備應用材料的過程中,需要在不影響機械設備自身性能的基礎上,增加機械設備的使用年限,深入分析機械設備的實際應用情況,以此合理地選擇機械設備。另外,在選擇機械設備的過程中,相關人員還需要深入分析經(jīng)濟因素,注重機械設備日常維護工作,有效地改善機械設備應用過程中的各項腐蝕問題,為機械設備的有效應用提供保障。
(二)增強石油化工設備的防腐蝕結構設計
通常情況下,金屬腐蝕會從表面進行,結構設計的主要目標是確保金屬表面處于最佳狀態(tài),提高機械設備的使用性能,為改善機械設備腐蝕問題提供保障。因此,石油化工企業(yè)需要強化防腐蝕結構設計力度,具體應該做好以下工作:第一,在滿足機械設備使用性能的基礎上,避免出現(xiàn)產(chǎn)品和環(huán)境不均勻的特點,這樣會形成一定的阻力,緩解接卸設備腐蝕問題;第二,設計人員需要合理地選擇防護措施,為機械設備的試用提供便利,實現(xiàn)預期的防腐蝕效果。另外,在防腐蝕結構設計過程中,相關人員需要遵循以下原則:首先,預留腐蝕裕量,避免因腐蝕均勻性出現(xiàn)機械設備失效問題;其次,機械設備外形結構需要簡單,減少承載應力集中問題的出現(xiàn);再次,避免出現(xiàn)腐蝕介質支流、沉積物腐蝕問題,結構設計需要減少連接間隙,避免出現(xiàn)縫隙腐蝕問題;最后,為了改善電偶腐蝕問題,同一復式結構最好選擇同一材料、點位相近的材料,減少沖刷腐蝕結構設計問題的出現(xiàn)。
(三)采用涂層保護的技術
涂層保護技術指的是常用的化學設備防腐蝕技術,在實際應用中發(fā)揮出良好的防腐蝕效果,石油化工企業(yè)需要根據(jù)實際情況,合理地選擇涂層配套體系,才能夠實現(xiàn)預期的防腐蝕效果。另外,涂層保護技術的操作過程比較簡單,無須投入大量成本,常用的涂層保護技術有金屬涂層、塑料涂層、陶瓷涂層[3]。一般情況下,金屬涂層在實際應用中會出現(xiàn)氧化還原反應;陶瓷涂層在金屬、非金屬表面應用過程中,需要提高防腐蝕性能、耐磨性能,在實際應用中比較便利,現(xiàn)已在石油化工企業(yè)機械設備防腐蝕中得到了廣泛的應用。
綜上所述,在現(xiàn)代化石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中,化工機械設備屬于重要的基礎設備,化工設備運行的穩(wěn)定性和實際效果在很大程度上影響著化工企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。現(xiàn)階段,石油化工企業(yè)普遍存在機械設備腐蝕的問題,為了有效地改善石油化工機械設備的防腐蝕性能,相關部門需要合理地設計機械設備結構,并做好防護措施,實行物理防腐和化學防腐相結合的防腐措施,為石油化工企業(yè)機械設備運行的安全性和穩(wěn)定性提供保障。
參考文獻:
[1]吳亞輝.石油化工機械設備腐蝕原因及預防措施[J].中國石油和化工標準與質量,2018,38(18):14-15.
[2]李陽.淺談化工機械設備的防腐設計及措施[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2019(3):179-180.
作者簡介:
劉洋,遼寧裕通石化機械儀表有限公司。