石油化工设备防腐蚀的措施和方法

石油化工设备防腐蚀的措施和方法

祝富饶

中石化股份天津分公司炼油部 天津市   300270

摘要：本文首先分析了石油化工设备与防腐的简要概述，然后分析了石油化工设备腐蚀产生原因，接着分析了石油化工设备防腐蚀的措施和方法，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：石油化工设备；防腐蚀；措施；方法

引言：

为了保障石油化工生产的正常进行，加强对石油化工设备的管理，提高防腐蚀处理效率具有重要的意义。目前，在石油化工企业中，由于各种原因所引起的设备腐蚀问题仍然较为普遍，相关企业应结合自身的实际情况，加强对设备的防腐蚀工作，从选择合适的石油化工设备、强化设备结构设计安全性、规范石油化工设备操作行为、镀刷镀层与涂料、在设备中添加缓蚀剂等多方面提高设备的防腐蚀效果，使设备能够顺利进行生产工作，促进企业的稳定发展。

1石油化工设备与防腐的简要概述

1.1石油化工设备的基本定义

石油化工设备，就是指从整个石油钻采起始到加工成产品结束需要使用到的各种设施的总称，其中涉及到设备类型非常之多，比如塔设备、换热器、反应器、储运设备、制冷设备等等。不同的设备对应的不同功能和属性，想要保证整个石油化工生产工作的有序进行，就必须要确保这些设备自身质量达标，目前市面上的石化设备种类很多，质量与性能也存在一定差异，做好设备选购工作很有必要。与此同时，还要做好外部防护工作，尤其是防腐措施的实施，这样才能确保石油化工设备使用寿命的提高，进而更好地保障石油生产作业的高效开展。

1.2石化设备进行防腐的意义

腐蚀现象的发生需要有一定的条件支持，换句话来说也就是腐蚀需要通过一些介质来促使设备发生变化，最终导致其功能失效。从某种程度上来说，腐蚀的本质是破坏，只要有设施设备的地方都有可能发生腐蚀现象，在石油化工企业更是十分常见，一旦设备发生腐蚀，所来的后果不堪设想。就目前实际情况而言，石化设备腐蚀不仅会导致设备无法正常运转，影响生产活动的正产进行，导致企业经济效益下降，更重要的是腐蚀发生后还有可能引发石油泄漏，危害人员生命安全以及污染周围环境。因此，做好石化设备的防腐工作很有必要，一方面可以保证石油生产活动的稳定进行，提高石油生产企业的经济效益，另一方面也能够避免资源的浪费，并保障人们的生命财产安全。

1.3石化设备常见的腐蚀类型

石化设备是石油化工企业最不可或缺的设备，是石油开采、加工、生产等环节中的主要源动力，它们的质量好坏将直接影响到企业的生产效率与质量。一般情况来说，大部分石化设备的作业环境都比较恶劣，在长期使用的过程中难免会受到外部环境的影响，而导致设备出现问题，影响石油化工产品的生产。通过相关调查分析可以发现，石化设备的腐蚀现象不是单一的，从腐蚀发生的类型来看，通常会形成两种不同的腐蚀情况，一种是化学腐蚀，是因为与化学物质产生反应，而导致设备出现腐蚀现象，另一种是电化学腐蚀，主要是与电解质溶液产生电荷交换而引起的腐蚀现象。此外，还可以结合腐蚀部位的不同进行分类，通常可分为局部腐蚀和全面腐蚀两种。前者主要是设备某一部位与腐蚀介质发生反应，其危害性非常大，主要原因在于这种情况的腐蚀速度很快，会在极短的时间内造成设备出现局部破裂的现象，后者主要是指整个设备表面都遭受腐蚀，这种情况会导致管壁变薄，一旦突然施压，就极有可能造成管道爆破。所以说，做好石化设备的防腐工作很有必要。

2石油化工设备腐蚀产生原因分析

2.1设备自身问题

石油化工产品在生产加工过程中，会应用到较多种类的设备，包括加热设备、储存设备、反应设备，还有换热设备、仪表设备等等，这类设备多数都是由金属构成。分析金属性质可知，如果长时间与空气接触，会发生氧化反应，导致金属出现腐蚀情况，并且石油化工设备本身结构就异常复杂，直接增加了防腐氧化过程难度。此外，若是石油化工设备存在活泼金属，当接触电解质后发生电化学反应，会出现电化学腐蚀情况，而此类腐蚀很难进行有效及时的预防，如果没有防控好出现电化学腐蚀，必然会对金属零件产生严重影响，除了造成零部件无法正常使用后，极有可能引发物料泄漏，从而导致电气设备发生短路情况，难以控制温度，情况严重甚至会造成爆炸等安全事故。

2.2发生化学反应

分析石油化工企业实际生产情况可知，在处理各类介质时需要使用到各类设备，而这一过程中必然会发生非常多的化学反应。其中容易导致腐蚀问题的化学反应涉及以下几种：其一，通过石油化工设备处理酸碱介质时，极易引发设备腐蚀问题，主要是因为酸碱介质与金属设备接触后，容易发生化学反应，进而导致部分设备出现腐蚀。其二，从石油化工实际生产看，为了达到不同的生产目的，往往会添加各类材料、试剂，而部分材料之间会发生反应，并且一介质也会在化学反应中释放较多热量、高温气体，当与设备间发生氧化反应后，必然会导致设备发生腐蚀问题。其三，分析石油化工设备腐蚀问题，不难发现，生产环境也是其中重要影响因素，主要是因为绝大部分产品生产车间存在多种金属粒子、腐蚀性气体，还有不同酸碱度的化工溶液等物质，当石油化工设备长时间在这种环境中，也会受到不同程度的腐蚀侵害。其四，在石油化工产品生产阶段，在生产开始时，部分溶液并不会直接与设备接触发生反应，但温度达到一定水平后，当中部分溶液才会和金属设备发生氧化还原反应，进而导致机械设备内表面被腐蚀。其五，从石油化工企业生产地点看，如果处于沿海地区，由于长时间受到氯离子的侵蚀，也会导致设备发生化学腐蚀。

2.3出现物理腐蚀

从以往石油化工生产实际情况看，化工设备会受到气液流动的影响而发生不同程度的腐蚀，通常情况下，这类问题主要是因为人为操作不当而导致的。生产操作人员若是忽视了设备保存、防护工作，致使生产过程中气液流动速度非常过快，必然会造成设备、管道因为大量冲刷，最终引发腐蚀。正常情况下，流速与接触材料表面积成正比，当流速较大时，会增加接触表面积，从而导致材料受到腐蚀。所以，生产操作人员若没有考虑到设备实际承受能力，导致设备气液流动速度非常快，必然会导致金属设备发生腐蚀。此外，如果一些生产人员缺乏足够的安全生产意识，在日常操作中不够重视设备检修、维护等工作，会直接加剧设备腐蚀程度，若是情况严重，会直接导致设备受到损害，以致于无法修复，引发企业出现经济损失。

3石油化工设备防腐蚀的措施和方法

3.1选择合适的石油化工设备

为了做好石油化工设备防腐蚀工作，提高设备的抗腐蚀能力是根本。设备本身的质量直接影响着其防腐蚀能力，所以最根本的方法就是要选择合适的石油化工设备。通常来说，在石化企业内所用到的相关设备基本都是由碳素结构钢制成的，但是，普通结构钢和优质结构钢之间的性能具有很大的差距。碳素结构钢的机械性能较好，但是其防腐性能却相对较差。由于在不同的环境下、不同的生产作用下，设备所受到的影响也有所不同。所以在实际选择设备的过程中，应结合后该设备的用途和应用的环境进行分析，在综合考虑多方面因素之后再选择合适材料的石油化工设备。比如，该设备后需要长期接触硝酸等介质，那么在选择设备时就应该尽量选择以铁素体不锈钢为原料的设备，如果在之后要长期接触到腐蚀性气体，那么在选择设备时就应选择马氏体不锈钢的原料。除了整体设备材料的选择外，还需要加强对零件的选择，尽量选择抗腐蚀能力较强的零件，以此为石油化工设备的防腐蚀工作打下坚实基础。

3.2强化设备结构设计安全性

为了提高石油化工设备的防腐蚀能力，除了在对设备本身材料的选择上要多加注意外，还需要强化设备结构设计的安全性，通过对石油化工设备的结构加以调整，进而避免设备腐蚀情况的发生。在设备结构设计过程中，首先要从整体出发，先对设备自身的材料加以检测，根据检测到的防腐蚀能力情况，有针对性地对设备进行设计调整，在结构设计中，要重点关注石油管道的分布、连接口等，保证石油管道的安全性。在优化设备装置结构时，应该加强对全方位的掌控，避免出现石油管道死角，同时还要加强检查设备是否有空隙的情况，如果有空隙，就会导致其很容易与化学物品反应，出现腐蚀情况。因此，在设备结构设计中必须保证全面性，避免由于部分疏忽导致结构松散，最终使腐蚀问题有机可乘。

3.3优化操作工艺与流程

石油化工生产过程中，针对机械设备的操作工艺、流程设计，会在一定程度上影响到机械设备应用过程中的腐蚀情况。因此，需要结合产品生产、机械设备实际情况，科学合理的设计相应的操作流程，优化生产工艺，从而有效提升机械设备运行质量，减少受腐蚀程度，进而更好的保护机械设备。在具体实践中，可以从以下三个方面入手：首先，在设计石油化工机械设备外形时，需要做到简单平整，避免复杂工艺导致设备存在较多死角，并且，在不影响设备后续生产正常使用的情况下，最好运用同一种金属。其次，需要重视防腐设计，这就需要设计人员提高对设备各个点位的关注，明确液体难以接触到的区域，而后实施防腐措施，比如碳钢、不锈钢等各项设备，腐蚀问题经常会出现在缝隙中，引发孔腐蚀、应力腐蚀等情况，最终影响到设备性能情况，针对此，为了防止设备运转期间发生腐蚀，工作人员必须及时去除空气中存在的水分，同时，还要增设干燥、冷却设备。可以运用浓度大于78%的硫酸进行干燥过程中，可以有效防止硫酸对系统产生腐蚀作用，进而保护设备性能不受影响。最后，在安装石油化工设备过程中，必须严格按照规范、规定安装，为确保设备性能得以有效发挥，要合理设计安装流程，确保减少设备后续使用过程中受到的腐蚀程度。

3.4镀刷镀层与涂料

目前，在石化企业中，为了防止石油化工设备出现腐蚀的情况，最常用的一种方式就是在设备上镀刷镀层和涂料。在选择涂料时，应尽量选择包含铬、镍等微量元素的涂料，将其与钢进行混合能够在设备的表面形成一层保护膜，就有加强的附着性，能够有效隔绝石油化工设备与反应材料，进而避免在生产过程中出现设备腐蚀的情况，实现对石油化工设备的高效保护。另外，还可以在石油化工设备上镀刷金属层，使其抗氧化性有所增强。目前较常用的金属层材料是钛，当钛金属层在石油化工设备上时，能够有效使其表面的离子加速运动，进而增强设备的抗高温高压能力和抗腐蚀能力。其次，还可以使用镀铬的方式来提高石油化工设备的抗腐蚀能力。镀铬方式相较镀钛而言，经济成本较低，还能够有效发挥其抗磨的功效。除了镀层方式外，还可以在石油化工设备的表面涂刷合适的防腐涂料，比如油脂涂料，使设备与反应物之间隔离，达到防腐蚀的目的。

3.5在设备中添加缓蚀剂

在设备中添加缓蚀剂的措施相对不太常见，但是也有一定的可取之处。由于石油化工设备本身就处于容易腐蚀的环境下，在该环境下添加一定量的缓蚀剂能够有效提高设备的防腐蚀能力。在缓蚀剂中常见的有三种类型，首先，无机缓蚀剂主要是作用于阳极区域，将阳极钝化并形成相应的保护膜，能够有效实现对设备的防腐蚀效果。其次，有机缓蚀剂主要作用在设备的表面，阻止阴极和阳极之间发生反应，进而提高设备的防腐蚀能力。气相缓蚀剂主要是通过被水解的形式吸附在设备的表面，产生保护作用，通常作用于金属零件。这些缓蚀剂都有一定的防腐效果，但也都存在一定的不足，因此，在使用该方法的过程中必须注意使用策略，确保在科学恰当的方式下进行，根据实际的需求和条件选择合适的缓蚀剂类型，保护石油化工设备免受腐蚀。

3.6加强对介质浓度的控制

在石油化工设备运行的过程中，很容易受到溶液介质的影响，使其出现被腐蚀的情况，因此，加强对介质浓度的控制也是石油化工设备防腐蚀的重要措施之一。在石油化工设备中，对溶液介质浓度的要求较高，必须严格控制其浓度在一定范围内才能够避免在运行过程中溶液与设备发生反应，出现腐蚀问题。在溶液介质中会包含大量的化学物质，比如氢氧化钠等，都会对石油化工设备产生一定程度的腐蚀，尤其是对设备的焊接处腐蚀更为严重，所以一定要根据实际设备情况和反映需求，严格控制溶液介质浓度，使其能够在不腐蚀设备的范围内。为了最大程度地开展溶液介质浓度，在使用过程中还需要对其进行定期的浓度监测，确保容易在合理的浓度范围内，避免腐蚀的发生，延长石油化工设备的使用期限。

3.7健全防腐蚀监测制度

为了进一步提高石油化工设备防腐蚀工作的效果，健全防腐蚀监测制度能够保证生产的安全运行，能够在设备运行的过程中对其受腐蚀情况进行检查和监测，出现腐蚀问题能够及时进行解决。首先，应该安排专业的技术人员对设备的情况进行定期和随机检查，每次检查过程中都要根据其受腐蚀情况做好记录，以便后续有针对性地对腐蚀较为严重的设备进行维修。对于在生产过程中较容易被腐蚀或者生产环节较为复杂具有一定危险性的设备，要建立针对性的防腐蚀监测制度，对重点位置安排专门的监测点，安排技术人员进行定期的检查工作。相关设备管理部门应根据定期检查过程中所记录的情况进行分析和整理，并将信息整合为专门的设备腐蚀情况数据库，将此数据库作为依据能够快速展开对石油化工设备腐蚀维修工作。与此同时，还要加强对生产过程中具有腐蚀性原料的监测，根据监测的结果对容易造成设备腐蚀的材料加强控制，进而降低石油化工设备被腐蚀的概率。

3.8提高工作人员防腐蚀意识

在石油化工设备的使用过程中，工作人员是主要的接触者，工作人员的意识和素质直接影响着对设备的使用情况。为了使石油化工设备能够得到科学合理的使用，石化企业应采取措施提高工作人员的防腐蚀意识。对此，企业可以通过教育培训的方式使工作人员意识到石油化工设备防腐蚀的重要性，提高其防腐蚀意识。在培训过程中，尤其要重点对管理人员进行培训，将石油化工设备防腐蚀意识和工作落实。除了在思想方面的培训教育外，企业管理者还应该加强对工作人员防腐蚀措施的培训，使其能够在日常的工作中自觉进行防腐蚀工作，根据培训所学习到的方法，参与石油化工设备防腐蚀工作。为了真正提高工作人员的防腐意识，使其具有责任意识，企业管理者还应该制定防腐蚀管理制度，并在制度中完善奖惩制度，在制度的约束下，工作人员会更加重视石油化工设备的防腐蚀工作，以此推进整体石油化工设备防腐蚀工作的进行。

结束语：

在国民经济不断发展、工业经济稳步上升的环境下，我国的石油化工行业也迎来了飞速的发展。但在石油化工行业中，逐渐出现影响整个生产的问题，即石油化工设备的腐蚀问题。设备腐蚀在石化企业中常见，在受到腐蚀后，设备的各项功能将会受到影响，随着腐蚀程度的加深，对于整个生产的影响也会越来越明显。如果腐蚀问题没有被及时处理，一旦进一步加深，那么将严重影响设备的运行状态，影响生产过程正常进行，严重情况下还容易引发安全事故，所以，加强石油化工设备防腐蚀工作十分必要。

参考文献：

[1]石油化工设备防腐蚀的措施和方法[J].陈志强.中国设备工程,2022(05)

[2]石油化工设备常见的腐蚀问题及防腐蚀措施[J].闫文娟;蔡威威.化工管理,2021(20)

[3]石油化工设备常见腐蚀问题及防腐蚀措施[J].潘卫峰.设备管理与维修,2021(08)