煉油化工機械設備的防腐設計及措施

張懷生(玉門油田綜治中心煉化維護部，甘肅 玉門 735200)

0 引言

我國煉油化工行業歷經幾十年發展，已成為我國支柱產業之一。隨著我國不斷提高對煉油化工行業的重視程度，行業生產技術持續更新，能夠滿足設備正常運轉要求。化工機械設備是保障煉油質量及效率的重要基礎保障。但由于很多化工企業技術水平不足、工作區域硬件設施不足，化工機械設備常年處于強酸、強堿的環境之中，極易造成機械設備內壁及外部腐蝕。如不能及時采取措施，將會對化工機械造成嚴重損傷，也會威脅到操作人員安全。對此，應開展化工機械設備防腐方面的工作，保障化工機械設備處于健康狀態[1]。

1 煉油化工機械設備的防腐設計

1.1 材料設計

化工機械設備是煉油廠較為常見的基礎設施，在生產中發揮出了重要作用。這些設備在長期使用后，難免會出現一定的質量問題，對實際生產造成較大影響。對此，應采取相應措施，不斷提升煉油化工設備的防腐能力。管理人員要提高日常巡查頻率，及時查看機械設備運行情況，重點關注機械設備所處的環境，并開展針對性的材料設計。可選擇具備極強防腐性能的材料提高機械設備質量，使其具備較好的防腐能力。科學的材料設計環節能夠顯著降低化工機械設備的腐蝕速度并減少設備故障次數，這對于降低維修成本、提高養護效果有著重要作用。

1.2 防腐結構設計

設備的防腐性能與設備結構設計及制造工藝息息相關，應重視防腐結構設計，利用合理的結構形態提升煉油化工設備的防腐能力。對此，可將保障設備的結構穩定作為防腐結構設計的重點。如果忽視了結構穩定性方面，將會對設備構件產生諸多影響，如強度明顯降低等現象。一旦因腐蝕嚴重導致設備結構出現問題，不僅會造成巨大的經濟損失，還會直接威脅到操作人員的安全。為使防腐結構更加合理，要盡量精簡結構內容，去除不必要的結構功能。另外，還要避免出現過多的封閉式空間，如果在生產過程中設置相對封閉的空間結構，則應保證通風狀態良好和液體排放途徑正常[2]。進行這些設計后，在需要開展設備檢查時，能夠較為方便地查看設備內部情況，便于后續進行維修工作。

在分段結構中，往往會受到外界環境影響出現嚴重的腐蝕現象。針對這一問題，應從結構設計階段入手，使整體結構構件形成密閉空間。在使用煉油化工設備時，應重點關注設備中是否存在較多腐蝕性較強的液體，如確存在此類液體且其已逐漸累積至一定量，這會嚴重腐蝕設備內壁。從上述情況中可見，在日常使用煉油化工機械設備時，需及時清除腐蝕性液體，避免其在設備中大量累積。此外，還應關注腐蝕性液體的存儲情況，防止出現飛濺現象，從而造成巨大危害。機械設備中存在很多構件連接處，要按照構件所處位置選擇最為合適的銜接方式。如采取焊接技術連接構件能夠有效避免構件中存在縫隙，在預防腐蝕上較為有效。另外，還要密切關注設備焊接環節，將焊縫數量控制在較低水平，確保各構件之間具有較強的連續性，從而提升煉油化工設備耐腐蝕能力。

2 煉油化工機械設備防腐措施

2.1 降低冷凝水的腐蝕能力

在煉油化工機械設備運行中，蒸壓釜內會存在一定數量的冷凝水。在冷凝水作用下，形成較為明顯的腐蝕環境，還會造成蒸壓釜中溫差過大的現象。在反應溫度逐漸降低的過程中，設備抗震能力也會慢慢減弱，抗拉壓力甚至會消失。為解決此類問題，應于蒸壓釜底部安裝完善的排水系統。此外，在蒸壓釜運行過程中應按照規范的操作程序開展工作。為降低冷凝水對設備系統的影響，應在實際工作之中提高操作要求，加快冷凝水排放速度，清除反應釜內的殘渣。由于蒸壓釜的構造較為特殊，底部區域往往會存積未能排出的冷凝水，應檢查反應釜排水系統是否被堵塞并及時清理；還要持續做好反應釜底部環境清除工作，進行封閉干燥處理，避免出現二次腐蝕的現象[3]。

2.2 減少反應釜內的含氧量

在蒸壓釜運出車使用中，應控制好進出速度，節省開釜時間，保障空氣進入總量，提高蒸汽質量，控制好反應釜內的含氧量。在使用反應釜時，必須嚴格抽離釜內空氣，建立真空狀態。降低氧氣含量對于防止設備腐蝕、維持設備正常運行有著重要作用，可以有效保障生產質量。

2.3 犧牲陽極保護措施

煉油化工機械設備腐蝕問題不可避免，企業應積極探索延緩腐蝕時間等措施，維持設備正常狀態。在眾多防腐技術中，犧牲陽極法價值較高，有著良好的應用前景。企業在使用此方法時，可在煉油化工機械設備上焊接犧牲陽極，使用螺栓加以固定。此外，還要使用橡膠墊、尼龍墊等隔離材料對陽極和設備金屬部分進行絕緣處理。將陽極焊接到設備上時，應預留陽極與金屬之間的距離，保證二者不會產生接觸。隨著對煉油化工產品的需求量越來越大，為保障產量及質量，可將犧牲陽極法作為設備防腐工作的重要方法。

2.4 對煉油化工設備進行表面涂層處理

2.4.1 噴涂漆防腐

由于化工機械設備常年處于外界環境中，表面會逐漸發生腐蝕現象。對此，可在設備表面噴涂一層防腐漆，將設備金屬部分與空氣進行隔離，這能夠取得良好效果。為保障噴涂質量，應針對設備材料、表面狀況、設備功能、工作環境等因素予以明確，并將其作為選擇防腐漆的主要依據。噴涂漆防腐較為簡單直接，具有極強的應用價值。在使用過程中，需采取高質量的防腐漆，避免采用一般類型的油漆種類。當前應用較為廣泛的防腐漆涂料主要有環氧樹脂、酚醛樹脂、鄰苯二甲酸樹脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等，需要依據噴涂對象的性狀特點，選擇最合適的防腐漆涂料。

2.4.2 金屬覆蓋層

為保障化工機械設備良好運行，還可以通過在設備表面覆蓋一層耐腐蝕金屬結構的方法達到延緩設備腐蝕進度的效果。可使用塞焊、點焊等方式襯里，還可以采取鑄造、堆焊等金屬復合法。在上述方法中，金屬覆蓋層具有厚實、防腐能力極強的優點，可以大幅延長設備使用年限。但由于這些工藝極為復雜，一旦掌握不好相關技術，會在金屬覆蓋層與設備表面性能差異較大的情況下產生較為嚴重的質量問題。除了可以覆蓋耐腐蝕金屬結構以外，還可以使用電位較低的金屬覆蓋于設備表面，使其成為一種犧牲陽極，如可以使用熱浸鍍、噴鍍法、均勻鍍鉛法等方法，同樣有著較為顯著的防腐效果。但由于此方法有一定的使用局限，如工藝復雜、使用效率較低，因此不屬于機械設備防腐工作的主要技術[4]。

2.4.3 有機襯里

在煉油化工機械設備防腐工作中使用了較多類型的防腐材料，經過長時間實踐證明，這些材料有著較強的適用性，起到了保障設備免受腐蝕的效果。當前使用的有機襯里材料主要有如下類型：(1)熱塑性樹脂。此類材料包括聚四氟乙烯、聚氯乙烯樹脂等；(2)熱固性樹脂。此類材料種類較多，如：呋喃樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯酯樹脂、聚酯、不透性石墨等。

由于有機襯里種類極多，應從耐熱性能、耐藥品性能、附著性機械性能、耐水蒸氣擴散性能等多角度分析，選擇最為合適的有機襯里材料。

2.4.4 無機襯里

無機襯里作為一種質量優良的煉油化工機械設備防腐設計材料，具有廣泛的應用空間。當前常見的無機襯里材料包括玻璃、化工搪瓷、化工陶瓷等，具有耐熱性、不透性、熱穩定性、機械性等優良特點，極適合應用到煉油化工設備表面涂層處理工作中。

2.5 優化機械管理結構和方案

通過防腐技術處理，化工機械設備的使用壽命能夠得到極大延長，可以在多種腐蝕環境運行并保持正常狀態。但由于防腐技術均有一定局限性，不能從根本上杜絕腐蝕物質對設備的侵蝕。為強化防腐蝕效果，盡量延長化工機械設備使用時間，要在應用防腐技術的基礎上，不斷強化設備管理工作。為維護化工機械設備正常使用狀態，要加強設備外部形態保養，依據設備形態、功能、材料等因素，制定最合適的設備維護管理方案。為及時掌握設備腐蝕狀況，要定期檢查設備運行情況，一旦發現安全隱患，須立即停止設備工作，只有在排除故障、確認問題完全解決后方可繼續使用。針對較為輕微的腐蝕，只需依據實際情況簡單處理后即可恢復正常；對較為嚴重的腐蝕現象，則需要更換相應設備或零件。如設備或零件無法正常拆卸，應及時記錄當前的狀態后開展初步防腐工作，待制定具體的處理方案后再正式將其更換。如設備腐蝕嚴重已不具備繼續使用的價值，應立即停止使用，并予以拆除，從源頭避免造成重大安全事故[5]。

2.6 改善環境因素

化工產品往往具有極強的毒性，如果沒有采取有效應對措施，會降低工廠周邊區域內的空氣質量，直接威脅到居民的生命安全。要降低各類化學物質對設備的腐蝕性能，盡量減少有害氣體的產生，控制好重點污染源。但由于造成環境污染的因素有很多，若想有效控制環境，需建立起全方位的環境改善方案。尤其在化工產品生產過程及生產完畢后，須立即檢測工業廢水的酸堿度，若檢測后樣品呈酸性或堿性，應采取中和措施使其以中性廢液的形式排到外界，降低或避免對環境產生危害。此外在生產過程中，應盡量選擇無污染或污染較小的物質，防止產生大量二氧化碳、二氧化硫等有害物質。

2.7 強化制度管理

由于煉油化工機械設備常年處于惡劣環境下運行，因此應做好設備防腐工作，保障設備處于正常工作狀態。對此，不僅需要從技術層面加強管理，還應從制度層面約束工作人員，使其以最高的工作積極性面對日常工作。可從以下方面做好制度管理：首先，企業管理人員要定期開展防腐設備操作檢查，強調此類設備操作的重要性，使一線操作人員樹立起強烈的安全意識；其次，企業技術人員要及時掌握防腐技術發展趨勢，結合企業實際情況做好技術改良工作，并面向一線操作人員講解技術操作要領、注意事項等內容，從源頭保障正常的生產秩序；最后，企業要建立完善的設備管理體系，將設備按照使用功能、材質、危險等級等因素分別收錄到工作檔案之中，做好機械設備檔案長期管理工作有利于長期監測設備運行情況，提供豐富的數據資料。從設備檔案中，還可以發現設備的腐蝕規律，從而提前制定出有效的防范措施，這對于控制設備大面積腐蝕、避免嚴重腐蝕事故有著極為重要的作用。從以上分析中可以看出，制度管理也是煉油化工機械設備防腐工作的關鍵環節，只有強化制度保障，才能確保各項技術措施落實到位。

3 結語

煉油化工機械設備在煉油廠中有非常廣泛的應用，此類設備因工作環境惡劣，長時間使用后往往會產生較為嚴重的腐蝕現象，對設備正常運行及工作人員構成安全威脅。因此，企業應重視設備日常維護工作，按照設備使用功能及腐蝕材料類型制定有效措施，提高機械設備工作效率及安全性，維護正常的生產秩序。