化工机械设备的腐蚀原因及防腐措施
贺世林
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贺世林,. 化工机械设备的腐蚀原因及防腐措施[J]. 中国机械研究,2022.1. DOI:10.12721/ccn.2022.157006.
摘要: 目前我国信息技术和各行业发展十分快速,化工行业发展也十分快速。化工行业是我国重要的生产行业之一,对我国的经济建设具有重要推动作用。腐蚀是目前石油化工企业发展中面临最多的问题,因为腐蚀会对石油化工设备的功能和使用周期造成影响,严重的还会引发安全事故,阻碍石油化工行业的发展。而想要避免设备腐蚀,减少设备损失就必须要对石油化工设备的腐蚀原因进行分析,并找出针对性防腐措施。本文将就笔者的实际工作经验及资料,对石油化工设备的腐蚀原因进行分析,并提出针对性的措施,以供参考。
关键词: 石油化工设备;腐蚀原因;防腐措施
DOI:10.12721/ccn.2022.157006
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引言

对于大部分化工机械设备而言,都存在不同程度的腐蚀现象,这些腐蚀现象对设备自身具有的完美外形和相关功能有效发挥造成了严重影响,对企业带来严重的经济损失。化工机械设备之所以会存在腐蚀现象,主要是在盐、碱、酸等一系列物质反应和作用下产生的。因此,应该定期对相关机械设备进行检修和维护,不仅要对机械设备受到腐蚀的经历进行明确掌握,还要对能够造成机械设备出现腐蚀现象的各种因素进行全面研究。使机械设备发生腐蚀现象的概率最大程度降低,将这些设备的安全隐患消除,提高化工企业安全生产水平的同时,为企业提高经济效益和社会效益奠定坚实基础[1]

1 化工设备防腐的重要性

石油化工设备长期在空气、水中暴露或与腐蚀性设备接触,所产生的能让设备裸露在外的形态、尺寸发生化学反应的现象叫做腐蚀。腐蚀会给石油化工设备的物理性质和功能造成影响,缩短设备的使用周期,甚至影响石油化工设备的正常运动,严重时引发安全事故。在实际的生产过程中,石油化工设备腐蚀是常年困扰石油化工企业生产质量的重要难题,既影响了经济效益的提升,又阻碍了石油化工企业的长足发展,导致了资源浪费。在石油化工企业的爆炸事故中,大部分都是由于腐蚀所致,腐蚀会导致石油泄漏,一旦遇到明火就会发生爆炸,引发严重安全事故。此外,石油化工设备腐蚀所泄漏的腐蚀气体或者液体还会对工作人员生命健康造成影响。所以必须要重视石油化工设备防腐,一旦出现腐蚀要及时采取解决措施,保证安全[2]

2 化工机械设备的腐蚀原因

2.1 机械设备材料方面

对于大部分化工机械设备而言,都是由不同金属材料制作而成,然而金属材料很容易被其他物质腐蚀或被空气氧化。通过对化工机械设备腐蚀现象展开的详细分析能够知道,金属颗粒的大小与金属的防腐性能之间具有反比关系,金属颗粒的直接越大,金属材料的密度就越低,具有的防腐蚀性能就越差。在此过程中,一些由铁金属制作成的零件或者设备外壳,即使没有处在化工环境中,也很容易被腐蚀和氧化,导致机械设备的腐蚀速度大幅提升。

2.2 化工生产加工外部因素引发的设备腐蚀

化工生产加工和其它的加工类企业不同,在企业生产的过程中会涉及大量的化学物品,这些化学物品试剂均为强碱、强酸类试剂,这些试剂需要在化工设备中完成生产,由于具有较强的腐蚀性,所以在和生产设备接触的过程中,会和化学试剂发生作用,在这种情况下,化工工作人员如果不注重机械加工设备的清洁问题,不仅会增加机械设备腐蚀程度,如果遗留化学物品浓度过高,还会引发人身安全问题。其次化工设备所处的环境是一个密闭、具有化学挥发物的环境,化学设备以固态的形式存在化工生产车间中,长时间和化学气体挥发物、液体流动物不断接触,就会和化学机械表面产生反应,产生设备腐蚀现象。加之一些化学设备本身材料属性的限制,为一些低密度材质构造为主,因此长期在这种环境中,极易产生设备腐蚀问题。

3 石油化工设备的防腐措施

3.1 隔离腐蚀介质

最好的防腐措施就是让石油化工设备不接触腐蚀介质,但受实际生产需求的限制,设备虽然无法不接触腐蚀介质,但可以通过在石油化工设备表面涂抹防腐材料来隔离腐蚀介质。油漆是实际生产中常用的防腐涂料,可以与空气进行有效隔离并形成保护膜。目前,常用的油漆涂料包括目环氧树脂和酚醛树脂等。在进行保护层涂抹前,需要充分了解石油化工所需材质的特性和机理,同时掌握设备的使用性能及抗腐蚀能力等因素。实际中,如果使用情况不同则涂抹油漆的厚度也不同。

3.2 重视材料的选择

想要使化工机械设备现有的防腐能力得到有效提升,首先要从制造设备的材料方面入手进行优化。目前市面上进行化工设备制造的材料主要以碳素钢材为主,虽然在钢度需求方面能够达到标准要求,材料成本较低,能够进行大规模生产,在抗腐蚀性的方面,碳素钢才具有的能力较弱,因此,可以使用钢度较强、成本较低、抗腐蚀能力较强的材料进行替换。化工厂的脱硫塔、反应室、阀门、酸反应设备等经常与腐蚀物接触的位置,极易受到腐蚀问题的破坏和威胁,可以选择具有较高耐腐蚀性和强度的钛金属作为相关设备的支撑结构;针对没有与腐蚀物质直接接触的位置,仍然可以采用碳素钢材进行制造。

3.3 优化工艺技术

对于化工机械设备工艺技术而言,主要包括五个方面,下面针对化工机械设备这五个工艺技术的优化措施进行详细分析:(1)对应力集中控制而言,主要指的是在设计化工机械设备的过程中,通过对连续焊接工艺的有效利用,避免出现焊瘤、曜变等缺陷问题。应该在产品和原料的入口位置进行加厚设计,确保入口位置无缝隙、无死角、平滑。(2)在对缝隙和死角控制工艺进行优化的过程中,可以将三维技术和二维技术运用到实际工作中,对设备的标准规格进行准确计算,建立标准模型。在此基础上,根据模型对减少缝隙和死角的措施进行不断尝试,并且利用完整材料进行制造。(3)对于腐蚀补偿工艺而言,主要指的是在对腐蚀问题进行预防的同时,将“设计余量”施加到无法对腐蚀破坏现象进行有效避免的环节中。通常情况下,不宜将涂层防护工艺运用在化工机械设备内部,而是可以在标准厚度的基础上增加厚度。

3.4 输油管道防腐

管道外壁的防腐与储罐外壁防腐基本类似,涂层的性能需达标,且可长时间发挥作用。针对后者而言,管道会与土壤直接接触,所以采用涂层防腐蚀,必须确保涂层具有耐水性、耐微生物、耐酸碱等,同时能够长时间发挥作用。在具体进行防腐蚀,大多数情况下用到外涂防护层与阴极保护结合的模式,而防护层常见的有金属涂层、磷化层等,不过通过大量的实践表明,最经济、最高效的手段仍然是有机涂层,这也是绝大多数防腐的首选。现阶段我国重点长距离输油项目中,常见的防腐材料有FBE与3LPE,这也是应用频率较高的产品。近年来,国内出现了一些新型管道防腐材料,例如无机有机互穿网络重防腐涂料、无机陶瓷涂料和喷涂聚脲弹性体(SPUA)等涂层防腐技术,在国内某些管道防腐工程中得到了应用并取得较好的防腐效果[3]

4 结语

总而言之,石油化工设备多由金属所制,极易引发金属腐蚀,为了减少设备腐蚀,需要采取多种防腐措施,比如:结构和工艺的防腐设计、加强防腐技术管理等。重视石油化工设备的腐蚀问题,并采取针对性的防腐措施,促进石油化工行业能够平稳发展。

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,2019,558(22):241-242.

[2]汪彦荣,高可继.试析石油化工设备腐蚀原因及应对措施[J].建筑工程技术与设计,2018(19):5096.

[3]吴亚辉.石油化工机械设备腐蚀原因及预防措施[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(18):16-17.

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