孫士濤

中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 河南開封 475002

持續(xù)發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)需要工業(yè)部門的支助，由于工業(yè)發(fā)展依賴于石化資源，石油資源的實(shí)際需求則顯著增長。這就要求我們對石化工業(yè)的發(fā)展給予足夠的關(guān)注，有效地開展石化工作，及時解決油氣開采過程中出現(xiàn)的問題，尤其是石化設(shè)備的腐蝕問題，需針對這一問題進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 石油化工設(shè)備腐蝕原因

設(shè)備金屬材料的腐蝕種類繁多，種類繁多，隨著介質(zhì)、材質(zhì)的不斷更新，腐蝕種類也越來越多。按腐蝕機(jī)制分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、生物腐蝕和物理腐蝕四大類，化學(xué)腐蝕是指在金屬與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，引起的腐蝕，是一種常見的金屬腐蝕，其破壞程度和破壞程度都比較高。而電化學(xué)腐蝕則是指在接觸到環(huán)境介質(zhì)時，金屬與環(huán)境中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并伴隨著凈電流的出現(xiàn)。

1.1 設(shè)備材料抗腐蝕能力差

在生產(chǎn)設(shè)備時，若選用的材料不符合要求、選用不合理、加工工藝受限、制造缺陷等，都會對設(shè)備的性能產(chǎn)生不利的影響。石化裝置若耐腐蝕性較差，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存過程中，在與化學(xué)原料介質(zhì)接觸時，在生產(chǎn)過程中，在生產(chǎn)過程中加入藥劑時，不可避免地會發(fā)生各種腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備的耐蝕性下降，從而造成設(shè)備故障隱患。

1.2 設(shè)備接觸腐蝕介質(zhì)易產(chǎn)生腐蝕

石油化工企業(yè)在使用過程中，可能會接觸到各種具有活性、揮發(fā)性、易燃易爆、有毒等化學(xué)物質(zhì)，有時生產(chǎn)過程中還要添加各種化學(xué)藥劑。在與設(shè)備的接觸中，若有制造缺陷、焊縫、局部磨損等缺陷，就會出現(xiàn)點(diǎn)蝕、裂縫、刺漏等腐蝕的情況。在石油管道中，由于石油中存在著大量的廢水，廢水中存在著大量的氯化鈣、硫、鹽等，當(dāng)它們在一定的溫度和壓力下發(fā)生水解，產(chǎn)生鹽酸和硫化氫，這些物質(zhì)會對儲罐、管線、閥門產(chǎn)生腐蝕，嚴(yán)重的會導(dǎo)致油罐、管線的強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致設(shè)備的穿孔。石油化工裝置中的石油在加熱后會發(fā)生升溫、體積膨脹，從而導(dǎo)致管線內(nèi)的壓力增加。設(shè)備、管線存在點(diǎn)蝕、磨損腐蝕等情況，在應(yīng)力作用下，會使設(shè)備、管件發(fā)生應(yīng)力裂紋，發(fā)生漏油事故，甚至引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

1.3 設(shè)備管理缺陷造成腐蝕危害

管理上的問題，例如操作失誤或操作失誤，閥門關(guān)閉不當(dāng)，導(dǎo)致管道壓力過大；化工裝置的閥門未關(guān)或關(guān)緊，造成化工原料的泄露，化工機(jī)泵進(jìn)給不足時，造成機(jī)械高溫磨損；因設(shè)備、水泵自身已經(jīng)出現(xiàn)了點(diǎn)蝕、裂紋、法蘭密封不良等問題，但工作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)裂縫、刺漏等腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致油氣泄漏。

1.4 設(shè)計及加工制造因素

（1）設(shè)計要素。在設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)盡可能地避免出現(xiàn)應(yīng)力集中、遺余殘留液等不合理的情況。

（2）生產(chǎn)工藝要素。在設(shè)備的加工制造期間，應(yīng)注意使用冷機(jī)（如車、銑、刨、磨）。對設(shè)備表面可能產(chǎn)生的不良影響，還應(yīng)關(guān)注因酸洗電鍍而引起的設(shè)備零件氫脆問題。尤其要注意焊縫中的裂紋、咬邊、焊條與母材的不匹配以及焊條的剩余應(yīng)力。

（3）組合要素。裝配過程中的不合理會導(dǎo)致應(yīng)力集中或過度進(jìn)而產(chǎn)生額外的應(yīng)力。

1.5 操作因素

在使用過程中，因材料的改變或操作不當(dāng)造成的超溫、超負(fù)荷運(yùn)行，會導(dǎo)致局部的腐蝕和失效；同時，設(shè)備的維護(hù)和維修不及時，也會造成設(shè)備的腐蝕和損壞。

1.6 金屬耐蝕性分類

金屬材料的耐蝕性能通常是以腐蝕深度來表示的，其腐蝕深度和厚度對零件的壽命有很大的影響。所以用腐蝕深度來描述其腐蝕的程度是很有實(shí)用價值的。通常用腐蝕深度來表達(dá)金屬的腐蝕深度變化，見表1。

表1 金屬耐蝕性3 級標(biāo)準(zhǔn)分類表

2 石油化工設(shè)備防腐蝕的措施和方法

2.1 科學(xué)選擇石油化工設(shè)備

對石化產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)的選擇，是防止腐蝕的最基本方法，也是最有效的方法。目前國內(nèi)石化行業(yè)主要采用的是碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼是一種碳結(jié)構(gòu)鋼，通?？煞譃槠胀ㄌ冀Y(jié)構(gòu)鋼和高質(zhì)量碳結(jié)構(gòu)鋼，前者的強(qiáng)度偏低，不能用于石油化工設(shè)備的制造；高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能比一般的結(jié)構(gòu)鋼要好得多，在機(jī)械部件的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。與其他金屬相比，碳結(jié)構(gòu)鋼具有更好的力學(xué)性能和更低的成本，可以滿足石化行業(yè)的要求，但同樣的，它的耐腐蝕能力也很弱。石化企業(yè)在選用設(shè)備時，應(yīng)從使用途徑、使用環(huán)境、生產(chǎn)介質(zhì)、溫度、濕度、壓力等方面進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)防腐的目的。綜合以上幾個方面，才能科學(xué)地選用設(shè)備，如果需要長時間接觸硝酸和硝酸銨的設(shè)備，則選用鐵素體不銹鋼作為原料；對于那些需要長時間暴露于腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備，選用馬氏體不銹鋼作為原材料的石化設(shè)備，選用適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)，提高設(shè)備的耐腐蝕性能。除選用材料以外，石化公司還可在部件上作出合理的選擇，如選用具有高耐腐蝕性能的主要部件，至于次要部件，可以選擇耐腐蝕性比較低的部件。這樣既能提高設(shè)備的耐腐蝕性能，又能保證企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)利益。

2.2 在設(shè)備環(huán)境中加入緩蝕劑

為了防止外部設(shè)備的干擾，減少石化設(shè)備的使用壽命，必須對設(shè)備進(jìn)行防腐處理，通常采用防腐油漆將設(shè)備表面涂上涂料，以達(dá)到保護(hù)效果。采用環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂等都是很好的漆膜。在涂敷防腐層的時候，必須要對石化產(chǎn)品的使用狀況有足夠的了解，還要考慮到設(shè)備的老化程度和性能，然后再考慮涂層的應(yīng)用。

此外，還可以在石化裝置的表面涂覆一層金屬涂層，從而有效地實(shí)現(xiàn)絕緣效果。在石化設(shè)備上涂上金屬涂料，可以達(dá)到良好的防腐蝕效果，也可以做成某種形狀，便于材料的焊接。因?yàn)椴馁|(zhì)的原因，所以必須要對防腐裝置進(jìn)行陽極處理，在電流越來越大的時候，減少腐蝕電流，才能起到很好的保護(hù)作用。

2.3 運(yùn)用電鍍的方法進(jìn)行防腐蝕

電鍍法是對當(dāng)前石油化工裝置防腐蝕最作為有效的一種方式，其主要有三類：外部電壓、無外加電壓和內(nèi)輸送電壓。首先，增大電流的電鍍方法，將陰極直接接入電解液中并施以高電壓，這個時間就會在陰極表層和介質(zhì)之間的界面上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。這些電化學(xué)反應(yīng)涉及陰極表面離子的完全分解還原，以及陽極表層的氧化物。這兩個方法均使用鍍鋅方法。此外，不但能夠?qū)⑤^小的金屬分子通過放電形成鍍層，而且還能夠以大的金屬顆粒為其補(bǔ)充，如聚合物涂層的橡膠顆粒，利用這些方法還能夠沉積金屬電極的過程。其次，無外加電流的電鍍方法，它一般是通過針對不同電位的塑料和涂層零件，利用基體在溶劑界面發(fā)生的金屬置換反應(yīng)，或自催化還原將金屬離子片留在涂料中，但是這種方式也不可避免受化學(xué)反應(yīng)溫度的影響。最后，利用內(nèi)電流的表層電鍍法，即發(fā)生在電子流失或吸收的情形下，這些表層處理方法可以透過將表層轉(zhuǎn)變形成反應(yīng)物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)許多表面膜層的作用。

2.4 機(jī)械表面進(jìn)行防腐蝕材料涂抹

針對石化機(jī)械設(shè)備的防腐蝕，針對有可能性或已經(jīng)發(fā)生銹蝕的設(shè)備外殼，我們可以通過采用抗腐蝕的涂層，從而達(dá)到對石化機(jī)械設(shè)備的高效防腐，防腐蝕的材料較為普遍的是環(huán)境抗酸、無機(jī)高分子等這方面的防腐蝕涂層。對材料而言，對腐蝕性材料、強(qiáng)酸性物料的防腐蝕效果就更為突出了。以無機(jī)高分子材料為例，能夠?qū)υ现猩傻母鞣N金屬氧化劑加以抑制，如環(huán)保耐酸類的防腐蝕涂層就能夠?qū)υ想s質(zhì)中的鹽酸、硫化氫等加以分解，從而達(dá)到了對石油化工裝置的高效防護(hù)。

2.5 優(yōu)化化工設(shè)備運(yùn)行管理制度

如果要推進(jìn)化工設(shè)備防銹性能的改善，就需要全面剖析各種可能引起銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并提出針對性的處理對策。根據(jù)機(jī)械設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，化工企業(yè)應(yīng)引進(jìn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化制度，把設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化理念運(yùn)用于化工設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)和操作等不同階段?；ぴO(shè)備管理在操作流程中還具有一種突出特點(diǎn)，就是重復(fù)作業(yè)特點(diǎn)，所以，在引入規(guī)范化的管理理念進(jìn)行化工設(shè)備管理時，需要著重注意以下幾點(diǎn)。首先，化學(xué)設(shè)備及日常維修人員都應(yīng)該是化學(xué)有關(guān)專業(yè)人員，并具有一定的知識水平和實(shí)際能力，根據(jù)企業(yè)管理需要做出作出的科學(xué)決策，合理配置化工設(shè)備資源及人員，努力做到物盡其用、人盡其才，使各崗位的人員發(fā)揮各自專業(yè)才能和水平，熟悉化工設(shè)備特性，熟悉實(shí)際運(yùn)用情況，并實(shí)施針對性的防腐蝕措施。第二，企業(yè)主管層面必須注意化工設(shè)備管理，要建立專門的崗位管理體系，對崗位職能作出做出具體界定，進(jìn)行員工和機(jī)器設(shè)備的規(guī)范管理。第三，必須建立分類管理體系，以優(yōu)化化工設(shè)備的庫存管理，并建立維護(hù)費(fèi)用計劃，實(shí)行定期維護(hù)，以實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備性能平穩(wěn)，生產(chǎn)工作正常。

2.6 加強(qiáng)對人員防腐蝕意識的培養(yǎng)提升

石化生產(chǎn)設(shè)備防腐，除了要做好材料、生產(chǎn)加工的控制之外，還應(yīng)重視對管理、操作人員防腐意識的培養(yǎng)、提升，才能實(shí)現(xiàn)對各個操作環(huán)節(jié)的有效控制，更好地提高設(shè)備防腐能力。首先，在管理層面應(yīng)提高專業(yè)人員培養(yǎng)力度，把設(shè)備防腐列入日常管理重點(diǎn)內(nèi)容當(dāng)中，建立起完善的設(shè)備防腐管理與維護(hù)體系。其次，企業(yè)應(yīng)建立有效的腐蝕監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備腐蝕情況的實(shí)時監(jiān)控，以便更好更及時地采取有效應(yīng)對措施，避免設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕問題。此外，在行業(yè)方面可通過提高設(shè)備管理規(guī)劃性，建立相應(yīng)的防腐生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從原油采購、工藝選擇、添加劑選用等方面，建立可行的、統(tǒng)一的腐蝕控制標(biāo)準(zhǔn)，為石油化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)有效設(shè)備防腐提供有效參考標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

總而言之，化學(xué)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重危害石油化工產(chǎn)品的安全性與質(zhì)量。各單位都必須要查清各種可能導(dǎo)致設(shè)備銹蝕的因素，并根據(jù)實(shí)際狀況選用合適的防腐蝕方法，從而進(jìn)一步改善設(shè)備防腐蝕技術(shù)，才可以保證公司產(chǎn)品的生產(chǎn)順利進(jìn)行。因此除了從設(shè)備選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、產(chǎn)品制作、試驗(yàn)測試等環(huán)節(jié)提升設(shè)備耐腐蝕能力，同時還要增強(qiáng)職工的防腐蝕意識，培養(yǎng)職工的操作技能，從而全面掌握生產(chǎn)流程的介質(zhì)特點(diǎn)，并根據(jù)設(shè)備銹蝕產(chǎn)生的機(jī)制及其可能因素優(yōu)化設(shè)備選型，優(yōu)化工藝，努力從源頭上解決設(shè)備銹蝕問題，以此促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品的健康發(fā)展與提高。