化工設備制約防腐蝕工作順利開展的因素分析

馬曉晨

（中海石油天野化工有限責任公司，內蒙古呼和浩特 010070）

0 引言

在化工設備生產中，常常會出現因觸及一些含有腐蝕性成分的介質而引發的化學腐蝕或者電化學腐蝕。因多數化工設備都是金屬質地的，腐蝕性介質會造成化工設備外觀、形狀等結構性零件出現損壞，因而使設備的功能失靈，縮短設備的使用年限，對企業的正常施工運轉造成不良影響，因此，如何通過行之有效的辦法提高化工設備的抗腐蝕能力，對于企業的長遠發展，具有積極的作用。

1 化工設備出現腐蝕問題的影響因素

首先，化工生產的全過程中，常見的腐蝕性介質分為酸性介質、堿性介質、鹽性介質、水以及氧化物質等，其是造成化工設備腐蝕的主要原因；其次，在設備的使用環節中，因操作不當，出現了過熱、過壓等現象；再次，設備內部結構存在一定的問題，材料的選擇不科學。此外，焊接方式不當、防腐方式不當等原因也是給設備帶來腐蝕風險的因素。

1.1 內在因素

首先，金屬材質的差異性是決定介質是否具有較強抗腐蝕能力的決定性因素，其中，金屬的晶粒越粗，其被腐蝕的可能性就越大，金屬的晶粒越細，其抗腐蝕的能力也就越大。如一些不銹鋼材料的設備在抗腐蝕的能力上，就要優于一般性地鐵材料設備。因設備的光滑程度差異，其在抗腐蝕的能力也會存在很大差異。越光滑的設備其抗腐蝕的能力越強，反之則越弱。若在設備的表面涂上防腐抗氧化的氧化膜制劑，則可以提升設備的耐腐蝕性。此外，一些化工設備因構造的特殊性，其結構上可能會存在開口處、轉折處，這些構造方式都會使設備存在養護死角，一定程度上也會造成設備腐蝕[1]。

1.2 外在因素

首先，化工設備介質中所含有化學成分的差異，如濃度、pH值、雜質、水分和含氧量等成分配比的多少，也是影響設備腐蝕程度大小的決定性因素之一。其次，介質溫度的差異也會影響腐蝕程度的水平。隨著化學介質溫度的升高，設備的腐蝕速度越快，反之則越慢。溫度每升高10℃，設備腐蝕速度就會提升1～3倍，也會造成擴散速度的加快。再次，介質的流動速度差異也會影響設備的腐蝕程度，隨著流動速度的提升腐蝕程度也會加大，其給設備保護涂層的沖擊性也就越大，會引發旋渦、湍流、空泡，最惡劣的情況可能會帶來嚴重的沖擊磨損和空泡腐蝕。最后，設備的一些零部構件，受到較大的外力因素影響，也會提升設備腐蝕速度。

2 化工設備抗腐蝕能力的提升方法

為了提升化工設備的抗腐蝕能力，可以從以下幾個環節入手，如設備的選材上、設備的構造設計上、科學化的設備操作方式、合理的管理辦法等，都能提升化工設備的防腐能力。

2.1 設備的選材

為確保設備選材的科學性，首先應實地考察設備所處環境，其可能運用到的介質成分、濃度、溫度等環境因素；介質是否是流動性的還是靜止不動的狀態；壓力的大小是否存在剩余壓力，空氣是否存在混入介質的問題，介質成分中可否存有氧化劑成分、混入酸性物質、堿性物質以及其他雜質性溶液的多少，受到設備結構的特殊性影響，設備不同部件之間接受介質的溫度差異、濃度差異，不同材料接觸情況的差異等原因，均是造成設備選材不同的制約因素。其次，作為設備的設計和管理人員，應該依照相關的設備設計材料的規范要求，結合不同生產單位所生產材料的質量和經驗差異，綜合考慮設備和管道的復雜性等相關要求，擇選出適宜的設備材料引入生產環境中。腐蝕性材料的選擇中，應根據材料的壽命長短來制定，使其能在規定的使用年限中，達到設備生產的需求。同時，也要結合設備或者管道等金屬性的設備結構部件不同部分之間都能均勻地接受腐蝕，此外，企業的生產成本也要納入其中，作為重點考慮的因素[2]。

2.2 設備的結構設計

首先，為了更好地提升設備防腐蝕能力，也可以從設備的結構入手，在設計之初，綜合布局，特別是一些大型化工設備通常由多個設備部件構成，若能在設備的安裝和管道的設計中將結構性防腐觀念納入其中，能起到很好的防腐蝕效果。局部的死角防腐問題也至關重要，若在設備的死角區域存留過多的介質溶液，或者因一些雜質出現固態沉積，會導致設備在運行的過程中，出現因介質濃縮聚集等問題，發生局部過度腐蝕的現象。因此，在設備的結構設計中，應該重點考量拐角處[3]、褶皺處、間隙處等存在介質排放不佳的現象。容易產生此類問題的設備包含碳鋼設備、鋁設備、不銹鋼設備等。在一些設備存在間隙腐蝕后，可能會出現孔腐蝕、應力腐蝕等，其破壞性影響更大。

其次，不同種類的金屬接觸，或者同一種類的金屬接觸但合金成分存在差異，都會引起電偶腐蝕。所以，在一些大型設備的設計環節中，連接構件和設備，都可能涉及到不同的金屬部件，應在設計的環節中，重點考慮金屬部件的連接問題，以降低腐蝕問題的發生。

電偶腐蝕問題中，格外關注點包含：首先，陰極和陽極金屬問題還有焊接縫隙的腐蝕問題。陰極和陽極金屬問題處理中，陽極的面積要大一些，小的陰極面積要小一些，這可以將腐蝕的電流絕大多數引到大的陽極金屬上，降低電流的總體密度，壁厚減薄慢，這樣有利于降低設備的腐蝕程度。若設置陽極金屬的面積過小，則在電流通過陽極金屬設備時，電流的密度會增大，腐蝕的速度會加快，給設備造成的損傷程度也會過大，局部腐蝕的現象將格外明顯。為了有效解決該問題，應科學的選擇設備材料。其次，設備焊接問題的解決中，化學成分相同的情況下，焊接縫隙的組織粗糙，將會導致其受到的殘余壓力過大，加重設備的腐蝕。除此之外，焊縫的面積與母材面積相比，焊縫面積要更大一些，其可能會造成陰極面積過大、陽極面積過小的現象。因此，應擇選抗腐蝕能力較高的母材，提升焊縫內合金材料的應用比例，進而提升該縫隙的抗腐蝕能力[4]。

除此之外，流速對于設備的抗腐蝕能力也存在一定的影響。介質的流速均勻遲緩可以降低溶液對設備造成的腐蝕，盡可能減少濃差電池腐蝕，減少設備表面出現沉積固態物，或盡可能不產生沉積，降低固態物沉積帶來的腐蝕影響，對設備避免出現孔蝕或縫隙腐蝕起到積極的影響作用。例如：不銹鋼的設備材料，遇到停滯的鹽性溶液會出現孔蝕，其作為如葉輪泵等回轉設備，能起鈍化作用。例如：碳鋼在靜止濃硫酸中耐蝕性很好，但若加入溶液的流動速度，則腐蝕程度會隨之呈現持續上升的趨勢。

2.3 內里結構的設計

首先，化工設備所涉及到的結構應該避免縫隙、凹陷等，給設備的排氣、排水等造成嚴重影響的設計缺陷出現；其次，設備在焊接的過程中，要保持表面的光滑、避免粗糙，防止焊渣等問題出現；再次，法蘭接管結構和一些熱板結構中，要盡可能減少夾角、突出等現象出現；若有不可避免的設備間隙，應盡可能減少內部間隙的出現，將其改成外部間隙。在涂層保護的過程中，減少因不同金屬接觸所產生的電偶腐蝕。

2.4 設備材料加工的科學性

首先應建立嚴格的檢驗制度和方案，避免因材料的使用不當引發的設備腐蝕。同時，注意設備材料的分類處理，減少混放、亂放的現象出現。材料的轉移和搬運過程中，減少設備材料的刮傷、碰撞，尤其是對于一些質地較軟、容易產生磕碰刮傷的金屬材料，如鋁材的運輸中。其次，制定科學的焊接計劃，結合不同材質設備的焊接工藝手冊內容，開展材料的焊接工作，同時，焊接的過程中注意溫度的均勻性，減少局部過熱的現象，盡可能減少殘余熱應力的產生，確保設備的焊接質量。再次，設備容器內外都應做好必要的防腐措施，如涂上一些有機涂層、無機涂料，或者通過電鍍等方式提升設備的防腐性能。

此外，在設備材料的加工中，若涉及金屬材料化學成分穩定，表面的粗糙程度要盡可能地一致，盡可能減少表面刮傷、碰傷。

2.5 科學管理、穩定操作

設備的科學養護也是提升設備防腐能力、確保其能穩定維持生產的關鍵。首先，操作方式要科學化，盡最大限度降低壓力、溫度、流量等外部因素的影響。其次，嚴格按照操作規范完成對設備的管理和維護，不得超過所規定的限額溫度、壓力、負荷等。再次，設備的定期維修與護理也是提升設備防腐能力的重要前提，設備的檢修要遵守“一三六”的檢修制度。最后，設備的管道檢修中，要由內至外的檢修，避免因查驗方式的不合理導致設備減少的遺漏。建立設備的防腐檔案，對于設備所運用的材料、安裝工序等資料內容進行登記，做好記錄工作。此外，作為設備的維護管理人員，要不斷總結自身經驗，并及時了解國內外先進的設備管理經驗，引進先進的設備防腐技術，并定期舉行內部交流會議、為設備防腐獻計獻策，及時更新設備的防腐技術。

3 結語

對于化工企業而言，設備腐蝕的問題不但會影響生產工作的順利開展，同時也會減少設備的使用年限。若出現腐蝕問題未得到及時處理，可能還會導致生產成本的增加，甚至引發安全事故。基于此。作為企業設備的管理者，必須找出設備腐蝕問題的根源，制定一系列設備防腐措施，促進化工生產的科學化發展。