石油化工设备设计中的防腐蚀措施

石油化工设备设计中的防腐蚀措施

杜爱月

山东三维石化工程股份有限公司天津分公司 天津 300222

摘要：石油化工发展过程中必不可少的环节就是石化设备，设备的可靠性直接影响装置的连续运行。石油化工设备的腐蚀是化工企业最常见的问题，设备发生腐蚀不仅污染下游产品，严重腐蚀会造成泄露，甚至引发安全事故。随着石化技术的发展，装置的操作条件越来越苛刻，需要使用大量有腐蚀性的化学药剂，对设备的耐腐蚀要求也越来越高。本篇文章将分析石油化工设备被腐蚀的原因，以及相对应的解决方案，希望能给相关工作者提供一些有益的帮助。

关键词：化工设备;腐蚀；问题；措施

引言

在石油化工企业生产过程中，设备防腐是一项艰巨的持久战，影响设备正常使用的周期寿命，这些状况也在一定程度上给石油化工企业的经营成本增加负担，影响企业石油化工生产所带来的经济收益。所以，在石油化工的生产发展过程中一定要重视石油化工设备的防腐蚀工作，针对不同的腐蚀机理制定相应的防腐蚀措施，提升设备的防腐蚀能力。

1化工设备腐蚀现状概述

一般情况下，化工设备腐蚀现象是指化工设备在运行过程中与水、大气等环境因素，或者与化工流程的介质发生化学反应造成的外观改变，或者是设备尺寸发生变化。化工企业中最为常见的便是与介质发生的腐蚀现象，造成的后果也较为严重，化工设备一旦产生此种腐蚀状况，其使用年限会大幅度减少，更有甚者，会导致化工设备难以正常运行，存在较大的人身安全隐患，也会对化工设备周遭工作环境产生不可逆的负面影响，并造成企业及公共资源浪费，给企业带来额外的经济损失。基于此种现状，化工企业及相关科研单位应该积极研究导致化工设备出现腐蚀现象的原因，并提出针对性的解决策略，强化企业化工设备防腐工作。

通常，化工设备腐蚀现象有两种，一种是均匀腐蚀，另一种则是局部腐蚀。其中局部腐蚀是化工设备腐蚀情况中出现数量最多的腐蚀现象，由电化学不均一性（如异种金属、表面缺陷、浓度差异、应力集中、环境不均匀等），形成局部电池进而形成腐蚀。比如：点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、选择性腐蚀都属于局部腐蚀。局部腐蚀的速度很快，往往在早期就可使材料腐蚀穿孔或龟裂，造成设备突然发生失效，危害性很大。均匀腐蚀与局部腐蚀存在明显区别，均匀腐蚀即全面腐蚀，腐蚀在金属表面上基本均匀地进行，这种腐蚀不易造成穿孔，腐蚀产物可以在整个金属表面上形成，在一定的情况下有保护作用，但也可能形成严重的污垢，当要求产品清洁度时，会造成产品品质下降。当出现均匀腐蚀现象时，化工企业人员可以运用线性函数计算出设备的腐蚀速率，在进行设备设计时增加设备厚度以保证设备可靠性。

2化工设备设计中的防腐蚀措施

2.1正确选择金属原材料

想要提高石油化工设备的抗侵蚀性，那么必须要保障所用的金属原料能够抵御侵蚀问题。实际上，石油化工设备工作时所在的环境是非常恶劣的，而想要降低生产期间石油化工设备被侵蚀的概率，那么就必须要保障设备自身的金属材质的抗腐蚀性。刚才也提到，工作的环境也会影响设备的性能和工作效果，所以在选择制作仪器设备的金属原料之前，要充分考察设备的工作环境，综合考虑各种影响因素，在保证资金预算范围以内选择最佳的金属原料，提升设备的抗腐蚀性。比如，对于湿硫化氢介质，可以采用抗硫化氢钢，并进行消除应力热处理；酸性或者碱性介质可以选用玻璃钢、石墨等非金属材料；对产品有清洁度要求的生产线可以采用不锈钢。

2.2电化学防腐措施

若要提升化工企业防腐工作整体水平，减少腐蚀现象发生概率，降低化工设备腐蚀程度，就必须高度重视金属设备的管理工作。现阶段，绝大部分化工企业都会使用金属材料制作原电池的阴极。在此种背景下，若要强化防腐成效，就必须采用下列举措：首先，外加电流的安全防范工作必须到位，原电池阴极采用金属材料的原理在于，使用外加电流帮助金属材料进行性能转变，使其成为原电池阴极，阳极的转变也是同样的道理，使用外加电流辅助转变，通过此种方式，能够大幅度减少电化学腐蚀情况产生的频次。其次，可以采用牺牲阳极的保护方式进行有效防腐蚀，此措施的主要作用对象是金属材质，若电势所在位置比正常标准低，便可以将金属改变成阴极，另一面则转化为阳极，实现对阴极金属的有效保护，削弱电化学腐蚀发生频率。

2.3防腐设计

对设计与制造人员而言，应充分了解设备腐蚀方面的知识，并参考以往的案例，避免由于设计或者制造原因导致腐蚀加剧。（1）尽可能消除死角与缝隙。死角与缝隙都是液体无法流动的部位，虽然外部溶液当中金属腐蚀的腐蚀率相对较低，但这两个部位因腐蚀产物不断积聚或液体停滞等原因会使电位及pH出现明显的变化，进而造成腐蚀，并且由以上原因造成的腐蚀还很难发现，且发展速度很快，极易产生破裂及穿孔。对此，在设计过程中应尽可能消除死角与缝隙，比如工艺设计时尽量避免介质不流动的区域；焊接时要求双面全焊透，单面焊有垫板时要拆除垫板并保证焊透；采用无损检测以发现小的焊接缺陷。（2）消除或减小应力。部分设备不仅要承受内外压力，还会在加工制造时产生一定应力，此时受特殊环境条件的作用，可能产生应力腐蚀现象，应力腐蚀不仅破坏的过程特别突然，危害极大。对此，通过合理的设计使应力的实际分布达到均匀，避免应力在局部聚集，比如，设备对口时不得强行组对；壁厚相差较大的对接焊缝采用堆焊过渡；尽量不用角焊缝，角焊缝圆滑过渡；焊接时焊前预热，焊后及时进行消除应力热处理。（3）对于有颗粒或者易结晶介质，还要特别注意冲刷腐蚀或者磨蚀。这就需要在工艺设计时正确计算流体流速，在管线弯头部位特别注意这种腐蚀。在冲刷剧烈的地方适当提高材质，或者优化改进工艺以减少颗粒物对设备的冲蚀。

2.4存放环境腐蚀性物质的清除以及防腐漆的使用

设备安装的环境氛围也可对设备产生腐蚀，按腐蚀环境分类,可分为大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀以及化学介质腐蚀。其影响因素主要为湿度、工业污染、盐分含量等。安装设备的空间应该在湿度、温度等方面进行控制，根据设备本身所适应的温度湿度环境下存放，注意进行脱水工作，低温设备的保冷结构要有防潮层以防止设备表面的露点腐蚀；埋地设备外表面选用特加强级防腐；根据设备所处的大气环境的酸碱性不同，分别选用耐酸腐蚀、耐碱腐蚀或者有机物腐蚀的涂料。

2.5优化化工设备运行管理制度

若要促进化工设备防腐性能的提升，就必须全面分析所有可能导致腐蚀现象发生的因素，并制定针对性的解决措施。针对设备运行过程中产生的腐蚀现象，化工企业应该引进设备标准化管理制度，将标准化理念应用到化工设备的设计、制造及运行等各个阶段。化工设备在运行过程中具备一个明显特征，即重复作业特征，因此，在引入标准化管理理念开展化工设备管理工作时，应该重点关注以下几点。第一，化工设备日常维护管理人员必须是专业人士，并具备相应的专业知识及实践能力，企业管理人员应该制定科学决策，合理配置化工设备及人员，力求物尽其用、人尽其才，使各岗位工作人员充分发挥自身专业能力及水平，熟知化工设备性能，掌握实践操作，以开展针对性的防腐蚀措施。第二，公司领导层面应该重视化工设备管理人员，并制定专门的岗位管理制度，对工作职责进行明确划分，实现人员及设备的标准化管理。第三，应该建立分类管理制度，优化化工设备的存放管理工作，并制定维保计划，进行定期维保，确保化工设备性能稳定，运行正常。

结语

总而言之，设备腐蚀严重影响石油化工生产的安全和产品质量。相关单位一定要找出所有可能引起设备腐蚀的原因，按照实际情况选择恰当的防腐方案，不断提升防腐技术，才能够保障生产的顺利进行。除了在设备选材、结构设计、生产制造、检验检测等环节提高设备耐腐蚀能力，还要提升员工的防腐蚀意识，提高工人的操作能力，充分了解生产流程的介质特性，针对腐蚀发生的机理以及可能原因优化选材，优化工艺流程，尽可能从根源上解决设备腐蚀问题，从而推动企业生产的发展和进步。

参考文献

[1]王磊，张晓阳，骆浩．石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用［J］．中国标准化，2019(22):239-240．

[2]杨喆思．石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用的分析［J］．化工管理，2018(21):51-52．