石油化工機械設備腐蝕的監測與防護

趙靚 (中國昆侖工程有限公司遼陽分公司，遼寧 遼陽 111003)

1 石油化工機械設備腐蝕的主要類型

1.1 全面均勻腐蝕

基本上，所有石化機器和設備的腐蝕都是均勻腐蝕，換言之，所有腐蝕都發生在機器表面。通常來說，這種腐蝕是正常的，并不會給石油公司帶來損失。但是會對機械和設備的外觀和顏色帶來影響。每單位時間金屬零件的腐蝕深度或壁厚減少數（腐蝕速率）被用作衡量均勻腐蝕程度的規范[1]。對于均勻腐蝕來說，在整個金屬表面上均勻發生，風險最小，針對多數的腐蝕類型而言，石油公司在日常生產過程中使用防腐劑以保證機械設備的使用壽命。

1.2 局部非均勻腐蝕

部分腐蝕，也稱為不均勻腐蝕，該類腐蝕主要是機械設備金屬零件在特定的部位發生的腐蝕。對于石油化工機械設備分類而言，除均勻腐蝕外，其余都歸類于部分腐蝕。這個結果表明，腐蝕不均勻僅僅出現在石化機械設備的特殊部位。盡管與設備比較，部分腐蝕不會嚴重危害石油公司的機械和設備，但是腐蝕問題也不容小覷。針對這種情況而言，很多的公司都會忽略這種腐蝕問題的發生，但是正是這小部分的腐蝕也將會給機械設備帶來無法彌補的錯誤，會影響機器的正常運行。

2 石油化工機械設備腐蝕發生的主要原因

石化公司生產的產品首要是化工產品。化學產品中的鹽，酸和各種化學氣體在高溫下很容易與機械設備表面的金屬層反應。石化機械管理水平較低，管理人員跟不上，導致未能及時發現機械腐蝕現象或未能找到腐蝕現象以提供相應的解決方案，從而腐蝕石化機械設備，是石化機械設備腐蝕的首要原因[2]。另外，石化機械設備的設計水平不高，設計者設計機械設備缺乏科學依據，未能加強防腐措施。石化機械設備腐蝕的不斷產生，嚴重影響石化機械設備的性能。

在石油化工生產中，由于設備的性質和作業要求，機械設備必定會和含有酸和堿的化學物質進行接觸，而這些堿性化學物質就會給機器帶來腐蝕。假如機械設備長時間接觸這些化學物質，又沒能及時進行腐蝕部位的處理，就會給機械設備帶來不可避免的損傷。實際上，氣體或液體的流速也會影響設備的腐蝕。當腐蝕性液體或氣體在設備中加速流動時，機械設備的腐蝕程度會加重。相反，流速越慢，設備的腐蝕越小。運送機器和設備時，在日常作業中有必要保證及時的保護。假如沒有保護設備，則會加速機械設備的腐蝕。假如機械設備的零件被腐蝕，則腐蝕的零件有必要及時進行處理。假如不啟用此選項，設備的腐蝕將變得愈加嚴重，這將嚴重影響機械設備的正常功能，甚至縮短機械設備的使用壽命，從而降低企業的經濟利益。

金屬的耐腐蝕性與機械設備的晶粒厚度成反比。即機械設備的顆粒密度越高，其耐腐蝕性越差。現在，我國現代石油化工機械設備以粗粒金屬為零件，耐蝕性差，直接導致設備易腐蝕。與不銹鋼機械設備比較，石油化工機械設備更容易受到腐蝕。

3 石油化工機械設備腐蝕的監測

為了保障石油化工機械設備的安全穩定以及較長周期的運行，我們除了選擇性質優良耐腐蝕的的設備以及規范操作之外，石油化工企業操作人員以及設備維護人員應該全天候對設備的情況進行監測[3]。工作人員可以采用電化學法、電阻法或者聲音測試法、射線放射法等進行。

（1）腐蝕電位測定法是將測試電極固定于所測設備部位，通過對比電極來測試電位大小；或者使用分級電阻的方法，將使用電阻來測算機械設備的腐蝕速率；

（2）聲音測試通過傳感器，來評定判斷機械設備的腐蝕程度與大致部位或者是測定金屬腐蝕厚度；

（3）射線放射法則是通過紅外線，對機械設備進行透射，用以判定其腐蝕程度的一種精密方法。

4 防止石油化工機械設備腐蝕的具體措施

4.1 改善防腐蝕設計思路

想要做好石油化工機械設備的防腐蝕工作，就必須從設備的設計開始做起。設備設計師設計或者是選擇設備時，要充分考慮到設備設計防腐蝕的性能等。從此角度出發，設計出使用周期長、運作性能良好，又能有效避免設備腐蝕的具有一定經濟價值的機械設備[4]。也就是說設備要在符合基本的設計理論的基礎上，做到經濟、使用時間長、防腐蝕的優良特點。同時，在設備安裝過程中也要注意安裝的步驟、安裝工作的好壞直接會對設備的運轉產生影響，并且這也將會影響到流體的流速以及狀態，進而會對設備的腐蝕產生影響。

4.2 選擇耐腐蝕的的設備制作材料

材料在使用環境中的腐蝕會影響設備和器件的可靠性和使用壽命。因此，合理選擇材料是非常重要的。材料的合理選擇包括各種金屬材料和各種非金屬材料的合理選擇。選材時要綜合考慮材料的機械性能、材料在各種介質環境中的耐腐蝕性、加工性能和經濟性。機械性能包括屈服點、強度極限、延伸率、斷面收縮率、硬度、沖擊韌性、疲勞性能等。耐腐蝕性是指在各種環境介質中的腐蝕速率和對各種局部腐蝕類型敏感性(包括點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、氫致腐蝕開裂、電偶腐蝕、選擇性腐蝕、高溫氧化、高溫腐蝕等)。

石油化工企業對設備的制作材料要求更高。材料在化工生產環境下的耐腐蝕程度直接會影響到設備運轉的效率。合理選用設備制作材料，包括設備金屬部位以及非金屬零部件，具有重要意義。在選擇過程中，石油化工企業需要考慮以下幾個方面：材料的表面粗糙度，耐應力腐蝕性、耐化學腐蝕程度以及它的經濟成本效益。

4.3 選擇良好的不易腐蝕的原材料

在石油化工行業中，機械設備的使用往往會面臨很多腐蝕問題。針對這些問題，只有具有良好設備性能的材料才能協助改善設備的耐腐蝕性。然后，在挑選設備之前，有必要對運用實踐設備的環境進行深入調查，以充分了解實踐環境中腐蝕性物質的組成、溫度和應力狀態，然后挑選恰當的機械設備[5]。在采購設備時，為了更好地滿足生產需求，必須仔細選擇設備的型號和規格，必須掌握設備的結構、使用要求和使用壽命。為了使經濟效益最大化，還需綜合考慮采購成本、維修成本等成本問題。此外，在選擇設備時還應考慮設備的疲勞抗力和晶粒粗細程度，因為這些因素都會影響設備的腐蝕程度。

在石油化工機械設備中使用的或者煉制的的材料，在高溫高壓的惡劣環境下，極易產生一些腐蝕性物質，這直接會影響到機械設備的壽命。所以，石油化工企業選擇原材料也是非常重要的。在選擇材料時我們要注意他們在石油煉制環境下的內腐蝕程度以及加工工藝的經濟性問題。還要注意在過程中，及時處理產生的硫化、碳化氣體或者腐蝕性化學物質。

4.4 優化石油化工生產工業流程

石油化工設備的腐蝕問題與機械設備的標準操作和工藝密切相關。如果對機械設備的運行過程進行科學設計，將可以防止機械設備腐蝕并保護機械設備。首先，石化機械設備的設計必須簡單，流暢。為了避免死角，我們應該嘗試選擇相同的金屬材料。其次，必須注意，設備中有液體流到機械設備的防腐蝕位置或間隙。像不銹鋼，鋁制器具和碳鋼這類設備常常會造成腐蝕裂紋，帶來腐蝕和點蝕。在設備運轉期間，有必要裝置冷卻或枯燥設備，避免腐蝕設備并及時鏟除水分。操作設備時應提供排水孔，以保持設備枯燥并避免水殘留在設備上。使用高濃度硫酸進行枯燥，以避免潮濕的氯氣侵蝕設備。處理干氯時，請挑選質量分數大于78%的硫酸，以避免硫酸系統被腐蝕性物質損壞。假如使用78%的硫酸，那么就不會給鋼設備帶來影響。第三，石化機械設備的裝置也是至關重要的，因此為了保證機械設備的正常工作性能，有必要依照標準要求進行裝置。簡而言之，對機械設備的工作進程和技術進行科學的設計能夠大大降低機械設備的腐蝕程度。

5 結語

腐蝕會給我們石油化工企業帶來很大的損失，對于石油化工機械設備除了在技術方面進行防腐蝕處理外，我們也可以通過建設相關檔案以及對操作和維護人員進行培訓等方法來提高石油化工企業人員操作規范性，合理有效地監測并防止石油化工企業機械設備的腐蝕程度，以提高企業生產效率，節約成本。這也可以推動我國石油化工的發展與經濟的進步。