石油化工機械設備腐蝕原因及優化

王天琦?董春生?趙光偉

內容摘要 石油化工設備是石化生產過程中的關鍵設備之一，在實際運行過程中極易受到不同程度的腐蝕，嚴重威脅石油化工設備的使用性能、使用年限和可靠性，甚至會出現一系列重大生產安全事故。因此，石油化工企業需要分析化工設備腐蝕的影響因素，并對其進行有效控制，實現石油化工生產工作的有效開展，為石油化工企業的持續、穩定發展提供支持。文章主要對石油化工機械設備腐蝕原因及優化進行了分析，實現石油化工企業的持續、穩定發展。

關鍵詞 石油化工機械設備 腐蝕原因 優化

1 引言

我國石油化工生產具有一定的特殊性，在實際生產過程中極易接觸不同的腐蝕物質，這些腐蝕物質會給生產設備帶來不利影響。如嚴重影響設備自身的功能和美觀性，給石油化工企業帶來不必要的經濟損失[1]?；诖?，文章闡述了石油化工機械設備保護的重要性，分析了石油化工機械設備腐蝕的危害，總結了相應的優化措施。

2 石油化工機械設備保護的重要性

目前，我國化工行業規模在不斷擴大，化工設備日益更新，所須資金不斷增加，但化工設備生產過程中極易出現腐蝕問題，嚴重影響化工設備的使用年限，無法實現預期的使用質量，威脅著化工企業的正常生產，這就需要相關部門深入分析石油化工設備的腐蝕問題，做好石油化工機械設備的保護工作。

3 石油化工機械設備腐蝕的危害

在石油化工生產過程中，石油化工機械設備普遍處于惡劣的工作環境中，設備實際運行極易受腐蝕性溶液的影響。通過分析石油化工設備生產過程中的腐蝕問題發現，石油化工設備的腐蝕機理主要分成兩種，分別是化學腐蝕和電化學腐蝕。其中，化學腐蝕指的是金屬管壁和周邊介質產生的直接化學反應，導致金屬介質的物力性能和化學性能發生變化，其主要特點是在化學反應過程中，金屬內部和金屬介質不出現電流。電化學腐蝕指的是金屬和電解質溶液之間受電荷流動出現的變質腐蝕。在電化學腐蝕過程中，金屬陽極會出現電子，陰極接收電子在金屬中形成電流。在石油化工設備生產過程中，從腐蝕形態差異性的角度進行分析，石油化工設備遭受的腐蝕主要分成全面腐蝕和局部腐蝕。其中，全面腐蝕指的是石油化工設備金屬表面和腐蝕性介質產生的化學腐蝕和電化學腐蝕，這種腐蝕會導致石油化工設備的管道管壁變薄，嚴重影響石油化工設備管道的承壓能力，在石油化工設備工作壓力不斷增加的情況下，會出現嚴重的管道破裂問題，不利于生產的順利實施，甚至會出現爆炸問題，引發了一系列安全事故。局部腐蝕主要是指腐蝕現象發生在金屬突出零件、下陷凹槽區域，其他部分不會出現明顯腐蝕，局部腐蝕會在局部區域小的情況下，導致腐蝕速度不斷提高，引發一系列安全事故。石油化工設備的局部腐蝕形式主要是點蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等。

4 石油化工機械設備腐蝕原因

4.1 內部腐蝕原因

各個石油化工機械設備的金屬性能都有所不同，其腐蝕程度也存在很大差異，且不同金屬材質的各項性能也是不同的，不同金屬材質之間極易出現腐蝕，會帶來一定的電化學腐蝕。通過相關分析發現，金屬材質腐蝕的主要影響因素是金屬晶粒、金屬表面粗糙度。通過金屬腐蝕試驗、金屬腐蝕調查結果分析發現，金屬腐蝕方法對石化機械設備腐蝕作用也存在很大差異[2]。在石化機械設備金屬粒徑大的情況下，耐腐蝕性比較強，而石油化工機械設備表面的粗糙度極易受所處環境酸堿度、環境濕度的影響，導致石化機械設備金屬表面被腐蝕。但是，在石油化工機械設備表面使用化學藥劑的情況下，會形成氧化性保護膜，其能夠有效地保護機械設備表面，避免出現腐蝕問題。需要注意的是，在金屬表面涂抹化學藥劑形成氧化膜的情況下，需要注意機械設備金屬表面接頭和凹槽等特殊部位，其主要原因是這些特殊位置極易接觸周邊原電池，周邊出現電化學腐蝕問題，帶來嚴重的金屬化學腐蝕。

4.2 外在腐蝕原因

在石油化工企業生產設備應用過程中，極易出現不同的腐蝕性物質，這些物質會對生產設備造成腐蝕。腐蝕的本質是化學現象，在實際生產過程中介質溫度升高的情況下，腐蝕問題會越來越嚴重。并且，腐蝕速度會受到介質流速的影響，在流速加快的情況下，腐蝕問題會越來越嚴重。在石油化工機械設備長期運行過程中，旋轉零件會產生一定的剪力，設備出現扭曲，導致電位降低，出現嚴重的電池腐蝕問題。并且在機械設備實際運行過程中，技術人員還需要做好機械設備維護工作。在石油化工企業的工作經驗角度進行分析，相關部門未針對石油化工機械設備采取維護措施的情況下，機械設備應用過程中的腐蝕速度會不斷加快，在機械設備零部件被腐蝕的情況下，相關部門需要針對被腐蝕的零部件，采取相應的處理措施，避免出現腐蝕問題加劇的情況，且石油化工機械設備在海洋環境中應用遭受的腐蝕會比一般環境中的嚴重。通常情況下，海洋環境中影響石油化工機械設備的腐蝕因素主要是海水含鹽量、溶解氧、溫度、酸堿度、流速和海洋生物，這些因素都會加快腐蝕的速度，如海洋微生物在生理作用下出現大量的二氧化碳、硫化氫氣體，導致腐蝕問題不斷加速。

5 石油化工機械設備腐蝕的優化措施

5.1 采用抗腐蝕性能強的材料

在石油化工機械設備實際應用過程中，會出現嚴重的腐蝕問題，嚴重破壞機械設備的使用性能，導致機械設備無法正常運行，為企業運營帶來嚴重的經濟損失。為了有效地改善這一問題，石油化工企業在選擇機械設備應用材料的過程中，需要在不影響機械設備自身性能的基礎上，增加機械設備的使用年限，深入分析機械設備的實際應用情況，以此合理地選擇機械設備。另外，在選擇機械設備的過程中，相關人員還需要深入分析經濟因素，注重機械設備日常維護工作，有效地改善機械設備應用過程中的各項腐蝕問題，為機械設備的有效應用提供保障。

5.2 增強石油化工設備的防腐蝕結構設計

通常情況下，金屬腐蝕會從表面進行，結構設計的主要目標是確保金屬表面處于最佳狀態，提高機械設備的使用性能，為改善機械設備腐蝕問題提供保障。因此，石油化工企業需要強化防腐蝕結構設計力度，具體應該做好以下工作：第一，在滿足機械設備使用性能的基礎上，避免出現產品和環境不均勻的特點，這樣會形成一定的阻力，緩解接卸設備腐蝕問題;第二，設計人員需要合理地選擇防護措施，為機械設備的試用提供便利，實現預期的防腐蝕效果。另外，在防腐蝕結構設計過程中，相關人員需要遵循以下原則：首先，預留腐蝕裕量，避免因腐蝕均勻性出現機械設備失效問題;其次，機械設備外形結構需要簡單，減少承載應力集中問題的出現;再次，避免出現腐蝕介質支流、沉積物腐蝕問題，結構設計需要減少連接間隙，避免出現縫隙腐蝕問題;最后，為了改善電偶腐蝕問題，同一復式結構最好選擇同一材料、點位相近的材料，減少沖刷腐蝕結構設計問題的出現。

5.3 采用涂層保護的技術

涂層保護技術指的是常用的化學設備防腐蝕技術，在實際應用中發揮出良好的防腐蝕效果，石油化工企業需要根據實際情況，合理地選擇涂層配套體系，才能夠實現預期的防腐蝕效果。另外，涂層保護技術的操作過程比較簡單，無須投入大量成本，常用的涂層保護技術有金屬涂層、塑料涂層、陶瓷涂層[3]。一般情況下，金屬涂層在實際應用中會出現氧化還原反應;陶瓷涂層在金屬、非金屬表面應用過程中，需要提高防腐蝕性能、耐磨性能，在實際應用中比較便利，現已在石油化工企業機械設備防腐蝕中得到了廣泛的應用。

6 結語

綜上所述，在現代化石油化工企業生產過程中，化工機械設備屬于重要的基礎設備，化工設備運行的穩定性和實際效果在很大程度上影響著化工企業的整體生產效率?，F階段，石油化工企業普遍存在機械設備腐蝕的問題，為了有效地改善石油化工機械設備的防腐蝕性能，相關部門需要合理地設計機械設備結構，并做好防護措施，實行物理防腐和化學防腐相結合的防腐措施，為石油化工企業機械設備運行的安全性和穩定性提供保障。

（第一作者系中國石油吉林石化公司動力二廠 工程師）

【參考文獻】

[1]吳亞輝.石油化工機械設備腐蝕原因及預防措施[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（18）：14-15.

[2]李陽.淺談化工機械設備的防腐設計及措施[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2019（3）：179-180.

[3]王磊，張曉陽，駱浩.石油化工設備常見腐蝕原因及防腐措施應用[J].中國標準化，2019（22）：239-240.