石油化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的監(jiān)測(cè)與防護(hù)

趙靚 (中國(guó)昆侖工程有限公司遼陽(yáng)分公司，遼寧 遼陽(yáng) 111003)

1 石油化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的主要類型

1.1 全面均勻腐蝕

基本上，所有石化機(jī)器和設(shè)備的腐蝕都是均勻腐蝕，換言之，所有腐蝕都發(fā)生在機(jī)器表面。通常來(lái)說(shuō)，這種腐蝕是正常的，并不會(huì)給石油公司帶來(lái)?yè)p失。但是會(huì)對(duì)機(jī)械和設(shè)備的外觀和顏色帶來(lái)影響。每單位時(shí)間金屬零件的腐蝕深度或壁厚減少數(shù)（腐蝕速率）被用作衡量均勻腐蝕程度的規(guī)范[1]。對(duì)于均勻腐蝕來(lái)說(shuō)，在整個(gè)金屬表面上均勻發(fā)生，風(fēng)險(xiǎn)最小，針對(duì)多數(shù)的腐蝕類型而言，石油公司在日常生產(chǎn)過(guò)程中使用防腐劑以保證機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)備金屬零件在特定的部位發(fā)生的腐蝕。對(duì)于石油化工機(jī)械設(shè)備分類而言，除均勻腐蝕外，其余都?xì)w類于部分腐蝕。這個(gè)結(jié)果表明，腐蝕不均勻僅僅出現(xiàn)在石化機(jī)械設(shè)備的特殊部位。盡管與設(shè)備比較，部分腐蝕不會(huì)嚴(yán)重危害石油公司的機(jī)械和設(shè)備，但是腐蝕問(wèn)題也不容小覷。針對(duì)這種情況而言，很多的公司都會(huì)忽略這種腐蝕問(wèn)題的發(fā)生，但是正是這小部分的腐蝕也將會(huì)給機(jī)械設(shè)備帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的錯(cuò)誤，會(huì)影響機(jī)器的正常運(yùn)行。

2 石油化工機(jī)械設(shè)備腐蝕發(fā)生的主要原因

石化公司生產(chǎn)的產(chǎn)品首要是化工產(chǎn)品。化學(xué)產(chǎn)品中的鹽，酸和各種化學(xué)氣體在高溫下很容易與機(jī)械設(shè)備表面的金屬層反應(yīng)。石化機(jī)械管理水平較低，管理人員跟不上，導(dǎo)致未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械腐蝕現(xiàn)象或未能找到腐蝕現(xiàn)象以提供相應(yīng)的解決方案，從而腐蝕石化機(jī)械設(shè)備，是石化機(jī)械設(shè)備腐蝕的首要原因[2]。另外，石化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)水平不高，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備缺乏科學(xué)依據(jù)，未能加強(qiáng)防腐措施。石化機(jī)械設(shè)備腐蝕的不斷產(chǎn)生，嚴(yán)重影響石化機(jī)械設(shè)備的性能。

在石油化工生產(chǎn)中，由于設(shè)備的性質(zhì)和作業(yè)要求，機(jī)械設(shè)備必定會(huì)和含有酸和堿的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行接觸，而這些堿性化學(xué)物質(zhì)就會(huì)給機(jī)器帶來(lái)腐蝕。假如機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間接觸這些化學(xué)物質(zhì)，又沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行腐蝕部位的處理，就會(huì)給機(jī)械設(shè)備帶來(lái)不可避免的損傷。實(shí)際上，氣體或液體的流速也會(huì)影響設(shè)備的腐蝕。當(dāng)腐蝕性液體或氣體在設(shè)備中加速流動(dòng)時(shí)，機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度會(huì)加重。相反，流速越慢，設(shè)備的腐蝕越小。運(yùn)送機(jī)器和設(shè)備時(shí)，在日常作業(yè)中有必要保證及時(shí)的保護(hù)。假如沒(méi)有保護(hù)設(shè)備，則會(huì)加速機(jī)械設(shè)備的腐蝕。假如機(jī)械設(shè)備的零件被腐蝕，則腐蝕的零件有必要及時(shí)進(jìn)行處理。假如不啟用此選項(xiàng)，設(shè)備的腐蝕將變得愈加嚴(yán)重，這將嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的正常功能，甚至縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命，從而降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

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

3 石油化工機(jī)械設(shè)備腐蝕的監(jiān)測(cè)

為了保障石油化工機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定以及較長(zhǎng)周期的運(yùn)行，我們除了選擇性質(zhì)優(yōu)良耐腐蝕的的設(shè)備以及規(guī)范操作之外，石油化工企業(yè)操作人員以及設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)該全天候?qū)υO(shè)備的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]。工作人員可以采用電化學(xué)法、電阻法或者聲音測(cè)試法、射線放射法等進(jìn)行。

（1）腐蝕電位測(cè)定法是將測(cè)試電極固定于所測(cè)設(shè)備部位，通過(guò)對(duì)比電極來(lái)測(cè)試電位大小；或者使用分級(jí)電阻的方法，將使用電阻來(lái)測(cè)算機(jī)械設(shè)備的腐蝕速率；

（2）聲音測(cè)試通過(guò)傳感器，來(lái)評(píng)定判斷機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度與大致部位或者是測(cè)定金屬腐蝕厚度；

（3）射線放射法則是通過(guò)紅外線，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)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(jī)械設(shè)備腐蝕的具體措施

4.1 改善防腐蝕設(shè)計(jì)思路

想要做好石油化工機(jī)械設(shè)備的防腐蝕工作，就必須從設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)始做起。設(shè)備設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)或者是選擇設(shè)備時(shí)，要充分考慮到設(shè)備設(shè)計(jì)防腐蝕的性能等。從此角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出使用周期長(zhǎng)、運(yùn)作性能良好，又能有效避免設(shè)備腐蝕的具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的機(jī)械設(shè)備[4]。也就是說(shuō)設(shè)備要在符合基本的設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)、使用時(shí)間長(zhǎng)、防腐蝕的優(yōu)良特點(diǎn)。同時(shí)，在設(shè)備安裝過(guò)程中也要注意安裝的步驟、安裝工作的好壞直接會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，并且這也將會(huì)影響到流體的流速以及狀態(tài)，進(jìn)而會(huì)對(duì)設(shè)備的腐蝕產(chǎn)生影響。

4.2 選擇耐腐蝕的的設(shè)備制作材料

材料在使用環(huán)境中的腐蝕會(huì)影響設(shè)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(shí)要綜合考慮材料的機(jī)械性能、材料在各種介質(zhì)環(huán)境中的耐腐蝕性、加工性能和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械性能包括屈服點(diǎn)、強(qiáng)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(huán)境介質(zhì)中的腐蝕速率和對(duì)各種局部腐蝕類型敏感性(包括點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、氫致腐蝕開(kāi)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(yè)對(duì)設(shè)備的制作材料要求更高。材料在化工生產(chǎn)環(huán)境下的耐腐蝕程度直接會(huì)影響到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。合理選用設(shè)備制作材料，包括設(shè)備金屬部位以及非金屬零部件，具有重要意義。在選擇過(guò)程中，石油化工企業(yè)需要考慮以下幾個(gè)方面：材料的表面粗糙度，耐應(yīng)力腐蝕性、耐化學(xué)腐蝕程度以及它的經(jīng)濟(jì)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(yè)中，機(jī)械設(shè)備的使用往往會(huì)面臨很多腐蝕問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，只有具有良好設(shè)備性能的材料才能協(xié)助改善設(shè)備的耐腐蝕性。然后，在挑選設(shè)備之前，有必要對(duì)運(yùn)用實(shí)踐設(shè)備的環(huán)境進(jìn)行深入調(diào)查，以充分了解實(shí)踐環(huán)境中腐蝕性物質(zhì)的組成、溫度和應(yīng)力狀態(tài)，然后挑選恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備[5]。在采購(gòu)設(shè)備時(shí)，為了更好地滿足生產(chǎn)需求，必須仔細(xì)選擇設(shè)備的型號(hào)和規(guī)格，必須掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)、使用要求和使用壽命。為了使經(jīng)濟(jì)效益最大化，還需綜合考慮采購(gòu)成本、維修成本等成本問(wèn)題。此外，在選擇設(shè)備時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備的疲勞抗力和晶粒粗細(xì)程度，因?yàn)檫@些因素都會(huì)影響設(shè)備的腐蝕程度。

在石油化工機(jī)械設(shè)備中使用的或者煉制的的材料，在高溫高壓的惡劣環(huán)境下，極易產(chǎn)生一些腐蝕性物質(zhì)，這直接會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備的壽命。所以，石油化工企業(yè)選擇原材料也是非常重要的。在選擇材料時(shí)我們要注意他們?cè)谑蜔捴骗h(huán)境下的內(nèi)腐蝕程度以及加工工藝的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。還要注意在過(guò)程中，及時(shí)處理產(chǎn)生的硫化、碳化氣體或者腐蝕性化學(xué)物質(zhì)。

4.4 優(yōu)化石油化工生產(chǎn)工業(yè)流程

石油化工設(shè)備的腐蝕問(wèn)題與機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)操作和工藝密切相關(guān)。如果對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，將可以防止機(jī)械設(shè)備腐蝕并保護(hù)機(jī)械設(shè)備。首先，石化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)單，流暢。為了避免死角，我們應(yīng)該嘗試選擇相同的金屬材料。其次，必須注意，設(shè)備中有液體流到機(jī)械設(shè)備的防腐蝕位置或間隙。像不銹鋼，鋁制器具和碳鋼這類設(shè)備常常會(huì)造成腐蝕裂紋，帶來(lái)腐蝕和點(diǎn)蝕。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間，有必要裝置冷卻或枯燥設(shè)備，避免腐蝕設(shè)備并及時(shí)鏟除水分。操作設(shè)備時(shí)應(yīng)提供排水孔，以保持設(shè)備枯燥并避免水殘留在設(shè)備上。使用高濃度硫酸進(jìn)行枯燥，以避免潮濕的氯氣侵蝕設(shè)備。處理干氯時(shí)，請(qǐng)?zhí)暨x質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于78%的硫酸，以避免硫酸系統(tǒng)被腐蝕性物質(zhì)損壞。假如使用78%的硫酸，那么就不會(huì)給鋼設(shè)備帶來(lái)影響。第三，石化機(jī)械設(shè)備的裝置也是至關(guān)重要的，因此為了保證機(jī)械設(shè)備的正常工作性能，有必要依照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行裝置。簡(jiǎn)而言之，對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作進(jìn)程和技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)能夠大大降低機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度。

5 結(jié)語(yǔ)

腐蝕會(huì)給我們石油化工企業(yè)帶來(lái)很大的損失，對(duì)于石油化工機(jī)械設(shè)備除了在技術(shù)方面進(jìn)行防腐蝕處理外，我們也可以通過(guò)建設(shè)相關(guān)檔案以及對(duì)操作和維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)等方法來(lái)提高石油化工企業(yè)人員操作規(guī)范性，合理有效地監(jiān)測(cè)并防止石油化工企業(yè)機(jī)械設(shè)備的腐蝕程度，以提高企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。這也可以推動(dòng)我國(guó)石油化工的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。