石化機械設備腐蝕原因和應對措施的探討

李云鶴

（大慶石化公司化工一廠碳四聯合車間，黑龍江大慶 163714）

0 引言

所謂腐蝕，是電化學反應引起的機械設備外觀和內部質量的下降。石化機械設備很容易出現嚴重的腐蝕問題，也會對機械設備產生一定的危害和影響。這些腐蝕通常由外部、內部的原因引起，為了更好地保證石化機械設備的使用性能，就要高度重視此類設備的腐蝕性問題。通常情況下，可以采取正確使用石化機械設備防腐材料、積極做好機械設備防腐工藝流程的科學優化以及對機械設備采取有效的防腐方法等，來達到石化機械設備的防腐蝕工作目標。否則，將十分不利于石化企業的發展。

1 石化機械設備腐蝕類型

（1）均勻腐蝕。均勻腐蝕是指發生在石化機械設備金屬表面的腐蝕類型，其造成的危險相對較小。對于這種腐蝕，在工程設計中一般只考慮腐蝕余量，因為腐蝕余量足以確保金屬材料的使用壽命和機械強度。

（2）局部腐蝕。局部腐蝕又稱不均勻腐蝕，其特征是腐蝕部分集中在特定的部位。與均勻腐蝕不同，石化機械設備的局部腐蝕一般腐蝕面積不大，但腐蝕程度比較嚴重、危害程度更高。

（3）化學腐蝕。石化設備中的腐蝕性材料，一旦與金屬接觸就會相互作用發生化學反應，這將使機械設備很容易遭到損壞，特別是在溫度較高的環境下，化學反應速度會更加明顯，腐蝕問題也更加嚴重。另外，如果金屬零件遇到電解質物質，也會使機械設備出現腐蝕問題。

（4）其他類型腐蝕，包括高溫氧化腐蝕、縫隙腐蝕、電化學腐蝕、工業大氣腐蝕等。

2 加強石化機械設備腐蝕監測的意義

石化機械設備抗腐蝕測試的主要目的是，降低設備的腐蝕程度，保證設備的正常運行。該項測試的意義主要有兩個。

（1）提前發現設備腐蝕問題并提前預防。石化機械設備的使用壽命會因外部因素的影響而變化，實時監控其腐蝕防護有助于延長其使用壽命。例如，石化機械設備浸泡在強腐蝕性化學物質中，或者長期暴露于高腐蝕和高強度的操作環境下，將會加速老化，影響其正常使用，大大縮短其使用壽命。

（2）保證預算成本的精確度，提高企業經濟效益。石化機械設備普遍成本偏高，但使用期限相對較短。無論是設備維修還是更換設備，都會增加企業的資本投資和預算。做好機械設備防腐蝕檢查工作，可以減少石化企業的資金預算差額，保證預算成本的精確度，提高石化企業的經濟效益。

3 石化機械設備腐蝕的原因

3.1 內部腐蝕

由于機械設備本身屬性不同或者設備內部金屬材料構成不同，面對腐蝕的可能性和嚴重程度也會不同。不同的金屬材料之間發生化學反應產生相互腐蝕的問題，容易導致石化機械設備內部出現腐蝕問題。通常影響石化機械設備材料腐蝕的物理因素主要有兩個：一是金屬材料的屬性；二是金屬材料表面的粗糙程度。一般情況下，金屬材料的粒度越大，設備的耐腐蝕性就越好。金屬材料的表面粗糙度也會影響設備內部腐蝕程度，不過如果在設備表面使用某些化學試劑、形成氧化保護膜，將為設備金屬表面提供良好的保護。但是，在金屬材料表面涂化學劑時，應注意材料的特殊位置。例如，金屬材料表面的接縫和機械設備的凹槽處不容易被照顧到，無法保證正常的防腐蝕作用，很容易引起電化學腐蝕現象，導致嚴重的金屬化學腐蝕問題。

3.2 外部腐蝕

外部腐蝕是石化機械設備腐蝕的常見類型，一般為化學腐蝕和物理腐蝕兩種。

（1）化學腐蝕是由生產過程中機械設備引起的工藝不完善或者使用材料的問題導致的化學反應產生的設備腐蝕問題。或者石化機械設備本身的耐腐蝕性較差，在周圍潮濕環境的影響下，容易產生化學或者物理反應，產生腐蝕問題。此外，當周圍溫度過高時，設備的材料與金屬之間的化學反應非常強烈，也會引起強烈的腐蝕反應。

（2）物理腐蝕也是石化機械設備外部腐蝕的重要問題。比如，由于這些設備需要與流動的液體（如堿液）接觸，在接觸過程中液體的性質或流速也會影響設備防腐蝕性能，在一定程度上會加快設備的腐蝕速度。也就是說，當堿液和其他液體在設備表面流動時，這些液體將會對設備金屬表面的保護膜產生很大影響，隨著流體洗刷金屬的速度增加，對金屬保護膜的沖擊也逐漸增加，更易產生設備的金屬腐蝕空隙。隨著沖擊時間的增加，金屬腐蝕空隙可能會變大，進一步會增加設備金屬縫隙腐蝕的面積，最終可能導致設備金屬表面的全面腐蝕。

3.3 其他腐蝕

石化機械設備設計缺乏合理性、材料選擇缺乏標準化、加工過程中無法保證質量以及防腐蝕過程中的措施不當等，這些因素都會導致機械設備的腐蝕損壞。在使用鏈環時，由于局部存在高應力因素，石化機械設備會受到化學損傷和一些機械損傷。在這些局部損壞中，還有濃孔腐蝕、晶間腐蝕、磨損和縫隙腐蝕等問題。此外，如果一組氣態碳化物介質，氧氣、氫氣等，一旦這些介質擴散到金屬部件中，腐蝕性環境和壓力的結合將加速石化機械設備的損壞和腐蝕。

4 應對石化機械設備腐蝕的措施

4.1 采取有效的防腐方法

（1）機械設備金屬表面進行防腐材料涂層，這也是最直觀、最簡單、最常見的防腐方法。選用優質防腐材料涂層，將設備的金屬表面和腐蝕性物質完全隔離。涂層的防腐不會改變設備的強度和結構，其外保護層能有效地將設備與腐蝕介質隔離開來。石化行業可選用酚醛樹脂、環氧樹脂、鄰苯二甲酸酯樹脂和磷酸漆等。涂裝防腐材料時，要嚴格要求涂裝能力，了解機械設備的性質、防銹能力、涂膜老化等，力求涂抹均勻，同時應特別注意焊接間隙和死角位置，保證設備的每一個部位全部涂抹完整。

（2）采取合理的化學措施，如犧牲陽極法、外加電流法。犧牲陽極法是指以比設備的金屬電勢低的電勢材料作為電池的陽極，并將其固定到設備的表面。對于腐蝕的電池，如果該器件成為陰極，就可以起到保護設備的作用。例如，當鋅與鐵設備的表面連接時，陽極鋅的溶解將代替原來設備中鐵的腐蝕和溶解來保護設備。該方法在我國石化企業得到了廣泛應用，在地下管線和化工廠的保護方面也取得了良好效果。外電流法則是通過外接電源對設備進行保護，可以促進陰極電位向超負方向轉移，通過還原反應實現設備防腐的目的。該方法通常用于石油化工企業的酸液管道、石油管道、地溝及地下水管道的防腐工作。

4.2 正確使用防腐材料

在石化機械設備的防腐管理中，設備材料的選擇非常關鍵，所用材料的性能、抗腐蝕的能力會影響設備的腐蝕程度，進而影響設備的使用壽命和可靠性。因此，所選材料的質量在選擇過程中是否合理非常重要。在合理選擇材料時，應特別注意材料的機械性能和耐腐蝕性，也應充分考慮非金屬材料和金屬材料的差異：材料的機械性能主要是指材料本身的韌度、抗疲勞性能以及強度等特性；材料的抗腐蝕性主要是考慮材料在不同環境下的腐蝕速度、腐蝕程度，同時也要注意考慮局部腐蝕類型的敏感性以及如何處理縫隙腐蝕的問題。

4.3 防腐工藝流程的科學優化

由于石化行業本身的復雜性和特殊性，有很多方法可以科學優化機械設備的防腐工藝流程，通常采用的方法有以下兩種。

（1）減少氣體中的水分。一般來說，室溫尤其是在干燥的空氣中，空氣對金屬物體的影響相對較小。當空氣中的水分過多時，將會對金屬腐蝕問題產生很較大影響。因此，在機械設備防腐工藝加工過程中，有必要增加一些干燥和冷卻設備，來有效減少氣體中的水分含量。例如，在氯堿生產中可用濃硫酸來干燥。

（2）提高空氣的溫度。升高溫度的目的是促進氣體中水分的連續蒸發并防止水分凝結，從而有效減少機械設備腐蝕。

5 結束語

機械設備腐蝕是石化企業生產過程中不可避免的問題，對生產過程有很多不利影響。設備腐蝕的原因分為自身原因和外部原因，機械設備類型不同，腐蝕問題的級別也不同。但是，無論是哪種問題，一旦發生腐蝕均會嚴重影響機械設備的運行，造成許多隱患，導致運行成本增加，甚至會污染生態環境。因此，石化企業應及時、積極地采用正確的應對方法和新的防腐蝕工藝，有效改善設備，提高防腐蝕水平。