在石油化工行业长期发展进程中,很多企业都开始引进机械化设备,以减轻日常工作压力。基于大部分设备都以金属材质为主,而这种类型的材料在遇到潮湿的空气时,容易出现锈蚀的情况。再加上,日常操作不当,容易由于应力作用而引发设备腐蚀开裂,造成设备报废。因此,通常应通过落实维修和养护工作任务,及时发现问题并处理问题,最终降低设备故障问题的发生几率。
1.分析石油化工静设备出现应力腐蚀开裂问题的原因
应力腐蚀开裂(SCC)是指金属材料在应力和特定介质的共同作用下,发生的开裂或断裂失效。工程上常用的金属材料,在特定介质中都有可能发生SCC。
1.1拉力的影响
石油化工行业使用的设备中存在拉应力的原因无非有两种:制造中产生的拉应力、使用过程中产生的拉应力。石油化工工业相关的设备很多都是重型设备,不方便移动,设备中的拉应力也相对较多。而且,重装备的生产很难做到精细,也因此会产生一定的拉应力。如果没有提前采取防护措施,就容易造成设备开裂的情况,这是石油化工企业在使用静设备时应解决的主要难题。
1.2外部环境因素
石油化工的环境是高温易腐蚀的,设备长期在其中工作难免会被腐蚀。高温环境很容易加速材料的腐蚀;再者,由于石油中含有多种酸性物质,所以设备也很容易被腐蚀。这就表示:设备的应力腐蚀开裂问题是客观存在的。针对这个情况,要延长设备的使用寿命,管控设备运维成本,关键应当在日常结合设备材质和环境特点,拟定维修养护计划,落实防护管理任务。
2.石油化工静设备的科学防护方案
针对静设备的特点,要展开防护工作,应组建专门的管理团队负责进行设备存储和使用管理。同时,应建立设备全生命周期的管理体系。
2.1合理选材
在选择材料方面,首先需要知道的是:在某些环境下,一些金属或者合金材料是不会发生腐蚀作用的。所以说,在进行相关的静设备设计工作的时候,要根据实际情况进行灵活调整。关键要按照具体的环境变化来选取那些不易发生腐蚀的材料,例如,如果设备的工作环境中含有Cl这一类元素的时候,需要选用那些不易与Cl发生反应材料。需要注意的是:奥氏体不锈钢是较容易与Cl发生反应的。这要求管理人员提前对各种材料的性质特点进行综合对比,从中选择出最适宜的材料种类,完成材料采购工作,以达到为设备提供防腐蚀、防开裂保护的目的。此外,如果现有设备中的金属材质容易发生锈蚀问题,但设备无法退换,可以考虑在设备表面涂刷防腐材料,将金属设备与腐蚀环境有效隔离,从而有效提升防护效果。
2.2控制应力
在造成应力腐蚀开裂破坏现象发生的因素中,残余应力也是一个重要的因素。如果在设备的生命周期内可以有效地控制残余应力,也可以很好地降低设备腐蚀开裂现象发生的概率。残余应力主要是指在设备的组装和焊接过程中产生的应力,如果采取了合理措施来解决残余应力,就可以很好地对设备的腐蚀开裂进行控制。一般来说,对残余应力进行消除的手段主要有热处理、机械拉伸、水压实验和震动等。
2.3质量管理
在某些组装工作中,相关的施工人员可能出于简单、省事的目的,在设备的安装过程中生拉硬拽,采用很暴力的方法去安装设备。这种做法对于设备会产生破坏作用,因为这样会产生很大的残余应力,为设备的后期使用埋下了被腐蚀的隐患。所以说,应当针对设备的安装工作制定规范,对相关的工作任务做出具体行为的规定,严禁生拉硬拽的现象发生。
尤其是在进行设备焊接工作时,要检查材料质量,并科学选择合适的焊接位置。一般而言,焊接所用的材料最好跟设备本身用的材料保持化学成分和组织的一致,这样才能更好地保证设备的整体防腐蚀性能达标。当焊接工作完全结束之后,应对材料贴合情况进行检查,确定是否存在焊接缝隙,排查安全隐患后才能将相关设备投入到实际使用过程中。
2.4日常保养
在具体展开对静设备的防护管理工作时,管理人员应制定日常保养计划,根据设备的采购时间、使用频率和实际磨损情况,确定每次维修保养工作的间隔时长。常规保养任务主要包括:对设备进行清灰、润滑、防腐、除锈工作等多个环节。保养任务的难度不大,但是基于石油化工企业发展规模不断扩大,设备数量逐渐增多,日常养护工作的任务量增加。比较容易由于人为操作问题而导致个别设备没有按时保养,进而引发质量问题。一般应合理为员工分配工作任务,建立质量管理机制,以责任监督制度为依托,关注任务的完成情况。如果发现保养工作没有落实到位,可以追究相关负责人的责任。从而严格规范员工行为,端正其工作态度,以提高设备的使用价值,达到对设备的防护管理目标。
2.5探伤技术
有些应力腐蚀开裂问题会从设备内部逐渐向外部扩散,基于此,在日常管理工作中,单独通过肉眼检查的方式无法及时发现问题。还涉及到对现代化检测装置、技术的推广应用。目前,应用效果较好的就是无损探伤技术,可以在不破坏设备原有造型结构的前提下完成探测工作,准确、高效的判断出该设备是否存在质量问题,进而及时采取解决措施。
结语:要考虑腐蚀环境的特点,比如,主要是由于酸性物质和高温环境造成的腐蚀,可以为设备涂刷防腐剂,或者选择不会与腐蚀环境发生化学反应的金属材料,降低应力腐蚀开裂问题的发生几率。并应当控制残余应力,要规范工作人员的日常行为,避免由于人为操作不当而造成设备质量问题。可以配合现代化探伤技术定期检查设备的使用情况,判断是否需要更换零件或对设备进行报废处理。这是管控工作成本,保障工作安全的有效方法。
参考文献:
[1]张伟.化工设备中应力腐蚀的机理及防护探讨[J].科技创新导报,2020,17(4):2.
[2]曹春红.石油化工静设备应力腐蚀开裂成因与防护措施[J].中国设备工程,2020(8):2.