化工機械設備防腐措施的探討

王 冬 陸勇斌

上海誼超化工咨詢有限公司 （上海市 200030）

在石油化工生產過程中，由于許多介質具有強腐蝕性，易使靜設備出現泄漏，動設備出現震動、跳車等故障，給生產安全帶來很大的威脅。要消除這些因腐蝕引起的設備故障，就要進行必要的設備檢維修，這不但需要花費大量的人力、物力，降低生產效率，而且在檢維修過程中極易造成環保、安全事故，給生產的本質安全帶來隱患。對化工設備防腐措施的研究不但能提高設備工作效率、降低檢維修費用，還能為化工生產的本質安全提供保障。化工機械腐蝕問題，是大多數石油化工企業在發展過程中經常遇到的問題之一。被腐蝕的設備在外形、功能方面都會發生一定的變化，如果繼續使用該設備進行生產，不僅會導致設備狀況進一步惡化，也會使其工作效率急劇下降，使能源消耗上升，甚至造成安全事故。從這一角度看，對化工設備的腐蝕機理以及防腐措施進行分析探討具有一定的現實意義。

1 化工機械設備腐蝕的主要類型

1.1 均勻腐蝕

均勻腐蝕是化工機械設備在生產過程中經常遭遇的問題。均勻腐蝕主要指設備表面出現的腐蝕現象，對設備外觀會造成比較大的影響。但是，均勻腐蝕并不會對設備的功能造成特別大的影響。在機械制造過程中，均勻腐蝕是可以被允許的。相關單位在設計過程中一般會預留出一定的腐蝕裕量，這種方式能夠在一定程度上保證機械設備的穩定性。腐蝕裕量的設定標準是：在一定時間內，腐蝕介質對金屬材料的腐蝕深度以及金屬構件的壁厚減薄量[1]。

1.2 局部腐蝕

局部腐蝕是指化工機械設備在應用過程中由于某種原因局部遭受腐蝕。在實踐中，局部腐蝕可能會對石油化工企業造成比較大的損失。隱蔽性強，難以預計且控制難度大，一般情況下只有在機械設備例行檢修的過程中才能被發現，這一點是局部腐蝕與均勻腐蝕的主要區別。在局部腐蝕嚴重且未被及時發現的情況下，很容易在一定程度上影響機械設備運行的穩定性，甚至對運行中的設備結構造成破壞，產生嚴重的后果。

2 化工機械設備腐蝕的主要原因

2.1 材質

材質是影響化工機械設備腐蝕的重要原因。化工設備大多由金屬部件構成，一般而言，金屬材料的腐蝕程度與金屬顆粒大小成正比，即：金屬顆粒越小，設備的腐蝕程度也越小；而金屬顆粒越大，其制造而成的設備在單位時間內的腐蝕程度也越大。在實踐中，較高鐵含量的化工機械設備在運行過程中更容易遭受腐蝕[2]。

2.2 環境

運行環境是化工機械設備腐蝕的重要因素之一。在化工生產環境下，設備經常會與各種化學物質相接觸，其中某些物質具有較強的腐蝕性，比氧氣、水蒸氣更容易造成設備腐蝕。例如，在強酸、強堿環境中，設備會受到非常嚴重的腐蝕。如果設備外殼受到侵蝕，其保護性會被極大地削弱，從而使內部金屬構件遭受損害，最終影響設備的正常運行及生產過程的安全性。另外，在一定的溫度濕度環境中，或在強腐蝕介質中，設備自身也可能發生一定的電解，從而出現電化學腐蝕現象。

2.3 管理

通常，化工企業的機械設備數量較多，零部件種類復雜，安裝、維修工序多，管理難度較大。在生產實踐中，裸露在外面的零部件銹蝕情況非常容易被發現與更換，一般不會嚴重影響設備運行。但是，內部構件在運行過程中也可能發生腐蝕，如果相關人員沒有定期對設備進行運維、管理，或缺乏相關的監測手段，很容易導致設備在設計壽命內出現嚴重老化問題。長時間的老化會進一步影響設備功能，進而導致企業運行效率下降[3]，或造成設備安全事故。

3 化工機械設備防腐蝕措施探討

3.1 加強設備的結構優化

要強化設備的耐腐蝕性，應該在設計環節對機械設備結構設計進行優化。結合設備的實際使用環境、功能特點、介質性質等因素進行綜合設計，對設備的結構進行優化調整。在實踐中，部分在特殊環境下工作的化工機械設備結構極其復雜，在實際使用過程中很容易出現運維死角，或積蓄腐蝕性化學物質，從而增加腐蝕可能性。針對這種情況，設計時應該盡可能選擇比較簡單的結構滿足使用需求，在死角部位選擇防腐蝕性較強的材料，并采取多種方式降低安裝階段縫隙的出現率，進而提升機械設備的抗腐蝕性[4]。

3.2 加強設備的防腐強度

在化工生產環境下，機械設備通常會長時間接觸空氣中存在的各種腐蝕性化學物質。因此，在對其抗腐蝕強度進行設計時，應充分考慮到設備接觸的介質、使用年限、使用環境以及使用頻率等具體因素，在材料厚度、材料前處理工藝、保護涂層選擇方面強化設計，提升設備的防腐蝕強度，延長設備穩定安全運行壽命。

3.3 選擇合適的材料

選擇合適的制造材料是增強設備防腐蝕性能的首要選項。不同種類的金屬具備不同的防腐性能與功能優勢，應根據運行介質、生產環境及功能需求的不同，為不同設備或者同一設備的不同部位選擇適當的金屬材料。例如，在醋酸生產中，因存在碘的腐蝕，在不同的反應區域分別采用諸如鋯材、哈斯材料和不銹鋼材料等不同的金屬材料。一家企業因為在醋酸反應區中應該用鋯材墊片而誤用了一個316L材質的墊片，導致生產裝置運行了半個月后該316L墊片全部遭受碘腐蝕，最后引起該法蘭處反應液大量泄漏。此外，以鋼為主要材料構成的設備對酸的抗腐蝕性性能比鐵的抗腐蝕性能要好，合成金屬的抗腐蝕能性又優于單一金屬。但是，在材料選擇上也不能僅考慮其抗腐蝕性，還要對制造成本、使用性能等多方面進行綜合考慮，比如，使用金屬復合板就是既解決抗腐蝕問題又降低材料制造成本的一個有效途徑。總的來說，就是在不影響設備功能的前提下，盡量使用防腐性能強、價格相對較低的金屬材料，進而綜合促進設備使用壽命與生產效率的穩定提升[5]。

3.4 挑選適當的防腐涂層

防腐涂層的選擇也會在一定程度上影響設備本身的防腐性能。不同防腐涂層在不同金屬表面應用的具體效果是不同的。因此，在應用過程中，應對容易發生腐蝕部位的防腐涂層進行改變或者加強，進而充分提升設備防腐效果。在實踐中，必須對防腐涂層供應商的資質、防腐涂層材料的質量、施工方案等進行嚴格審核，確保防腐涂層的有效性、安全性，延長設備的使用壽命。例如，在氯堿生產中，因存在氯的腐蝕，對設備的材質要求很高。這是因為，氯對不銹鋼腐蝕是很迅速的，所以不能直接接觸不銹鋼，需對材料表面進行涂層防腐或作搪玻璃樹脂表面處理。在前幾年就發生過一個液氯儲罐因壓力表接口法蘭面腐蝕導致液氯泄漏的事故。在實際生產中，可以對設備易腐蝕部位進行鍍膜，或者對金屬表面噴涂保護樹脂等，這些手段均可以實現有效的防腐。

3.5 合理運用涂布緩蝕劑

緩蝕劑是一種能夠抑制金屬在環境介質中發生腐蝕的物質，其工作原理是利用自身的分子吸附特點，防止空氣中的腐蝕性氣體分子與金屬表面接觸，最終達到防腐的目的。因此，緩蝕劑的分子吸附能力與其抗腐蝕強度成正比，即吸附性愈大，其抗腐蝕性能愈強。在實踐中，超級除蠟水、阻垢劑都屬于比較常見的工業緩蝕劑，能夠在設備表面形成一種膠束防護膜，且具備良好的水溶性，在增強設備防腐性能、機械清潔方面都具有一定的優勢，同時還能保持金屬材料原有的物理、力學性能。合理使用緩蝕劑已成為應用廣泛的防腐技術之一。

3.6 強化設備管理

化工機械設備在長期運行過程中，其防腐性能會逐步降低。因此，強化設備管理是確保設備長期穩定運行的重要舉措。應認識到化工設備日常保養、維護、動態監測對保障其運行安全的重要意義，構建責任體系，配備專業技術人員，對化工設備進行定期、定時的腐蝕情況檢測和數據分析，建立設備運行的數據庫和故障數據庫。要開展設備預防性維修，特別是對關鍵設備進行在線狀態檢測，對重點設備進行離線、無線狀態檢測。實時監控設備運行狀況；化工生產的物質組分、工藝發生變化后，要及時進行重點檢測，特別是對設備功能、表面涂層完整性等進行全面檢查，一旦發現比較嚴重的腐蝕現象，要及時處置。如果設備腐蝕程度過于嚴重，應該立刻停止使用，從而規避設備運行過程中可能出現的安全風險。

4 結語

綜上所述，在石油化工企業中，機械設備的腐蝕性問題比較常見。常見的腐蝕情況分為局部腐蝕與均勻腐蝕，其中，化工設備隱蔽部位局部腐蝕的安全隱患最大，其主要是由結構、材質、環境、管理等因素引發的。針對這些情況，化工企業應該從優化設備結構設計，增強防腐強度，選擇合適的材質、可靠的防腐涂層、適用的緩蝕劑等方面著手，配合嚴格的管理措施，提高設備防腐性能，確保其穩定安全運行，保障人員安全與企業經濟效益。