石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用研究

闫海龙 莫日根 张庆军

（1.中国石油华北油田公司二连分公司设备管理中心 内蒙古阿尔善锡 026000；2.中国石油华北油田公司物资装备部 河北省任丘 062552）

石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用研究

闫海龙1莫日根1 张庆军2

（1.中国石油华北油田公司二连分公司设备管理中心 内蒙古阿尔善锡 026000；2.中国石油华北油田公司物资装备部 河北省任丘 062552）

随着石油设备的持续运行，腐蚀问题日益突出，引起人们的持续注意。本文立足于石油化工设备的腐蚀问题，分析了其腐蚀设备要素及原因，提出了具体的预防措施，为延长石油化工设备寿命提供必要的理论支撑。

石油化工设备；腐蚀；防腐

1 石油化工设备的腐蚀原因

引起石油化工设备腐蚀的原因非常复杂，主要可分为外在和内在两方面的影响因素。

1.1 外力原因

外力原因造成的石油化工设备腐蚀，可以分为化学物质腐蚀和电化学物质腐蚀。

化学物质腐蚀主要是石油化工设备与硫化物相接触，与空气中的水分子和氧分子的相互作用，发生化学反应之后产生了新的氧化物，使石油化工设备表面形成腐蚀层。但此种腐蚀现象的产生需要具备一定的条件，即较高的温度和必要的腐蚀物质，以硫酸含量为例，如图1所示，当硫酸含量为50%左右时，对碳钢材料的腐蚀速度最快，若含量低于或高于这一指标时，相应的腐蚀速度也随之下降。

电化学物质腐蚀现是由于石油化工设备与电解质溶液相接触而产生的，石油化工设备表面吸附了电解质溶液中会产电极，从而在表面形成腐蚀层，造成设备腐蚀（图 2）。这种腐蚀现象的产生也具备必要的条件，潮湿的生产环境和充足的接触时间。

1.2 自身原因

由于自身原因造成的石油化工设备腐蚀可以分为以下几类：

⑴材料使用不当。石油化工设备的材料选用情况较为复杂，尤其是在设备的检修中，材料使用不当的现象较为突出。由于设备亟需使用而供货不及时，在材料选用上一般会出现两种选择：一是以低代高，加大了腐蚀的可能性，从而导致一系列事故的产生；二是认为较高等级的材料会提高材料的抗腐蚀性，以高代低，但往往会适得其反。

⑵材料管理不当。在制作过程中，由于设备的类型和材料种类较为复杂，经常会出现一些材料、零件的使用混乱，加之材料管理不严，都为石油化工设备的使用埋下安全隐患。

⑶设备的设计不当。石油化工设备在结构设计初期，就需要特别重视结构的设计问题。在该阶段如果存在疏漏之处，则会直接导致设备的刚度、强度、承受力等存在偏差，严重时会出现设备松动或产生局部振动，在一定程度上影响了设备的抗腐蚀性，也会缩短设备的使用寿命。

⑷设备的加工不当。石油化工设备的结构设计与实际加工会存在一定的差距，该差距产生主要是设备材料的设计标准无法足设备的实际加工需要。此外，在设备的焊接过程中，由于施工工艺的不易控制，也为设备的腐蚀埋下隐患。

2 石油化工设备的防腐措施

2.1 隔离腐蚀介质

在预防石油化工设备发生外在腐蚀现象时，可采用将石油化工设备与腐蚀介质隔离开来的方式。常见的做法主要是在石油化工设备表面涂抹油漆，形成有一定防护作用的保护层。目前常用的油漆涂料主要有环氧树脂、酚醛树脂等。涂抹防护层时不仅需要事先了解石油化工设备的材质、形状以及使用情况等，还要考虑设备的性能、防护层的耐腐蚀能力和老化等因素。

另外，在石油化工设备表面，制作金属覆盖层也是一种隔离方式。此种方式主要是应对电化学物质腐蚀，通常将耐腐蚀性能较好的金属漆涂抹在石油化工设备的表面，或者是制成各种形状焊接到母材的表面。关于母材的材料属性，要求电位相对较低，进行覆盖后（图3），将需要进行腐蚀保护的设备作为阳极，当电位随着电流持续上升，达到致钝电位后，腐蚀电流会呈现持续下降的趋势，从而将腐蚀率控制在相对较低的水平，起到防腐效果。

2.2 优化设备结构设计

结构设计阶段是整个石油化工设备的起始阶段，防腐也应从这里做起。在设计阶段，既要合理运用控制腐蚀的相关知识和经验，确保设备优良的性能和一定的使用寿命，同时还要实现经济、实用和环保的多重目标。

另外，安装质量与石油化工设备的使用性能关系密切，在安装过程中的各个环节都要做好防腐措施，充分考虑设备在包装、加工、运输和配置时可能存在的腐蚀问题。还有，良好性能的材料，离开了制造质量的保证，也无益于设备抗腐蚀性能的提高，因此在设备制造过程中，既要确保在加工、制造过程中可能存在的腐蚀风险，也要做好设备材料的抗腐蚀性管理工作。

2.3 选择合适的设备材料

石油化工设备材料自身的耐腐蚀性，很大程度上决定了设备的抗腐蚀性。目前，通用的抗腐蚀性材料可分为非金属和金属两类。金属材料中，应用最广的为碳钢，但其耐腐蚀性较低，因此需进行必要的涂层保护。当前也出现了一些耐腐蚀性能较高的新型设备材料，如玻璃钢、合金钢、铝合金等。

在选用石油化工设备材料时，还应考虑材料的经济性、介质的性能、设备的性能和加工要求等因素。

2.4 完善设备加工工艺

石油化工设备的加工生产过程相当复杂，工艺流程更是多种多样，所以在这一过程中一定要有效规避腐蚀风险。目前的做法主要是对设备的加工环境进行控制，常见的有减少空气中的水分和提高作业温度。一般来说，水分子会加剧设备腐蚀进程，而常温干燥的环境则有利于设备的保存和使用，因此设备的加工过程要增加必要的干燥和冷却设备，降低或减少空气中的水分。同时，温度提高有利于空气中的水分蒸发，从而降低设备的腐蚀性，所以也需要提高加工温度。

2.5 加强防腐技术管理

石油化工设备的技术管理也是防腐中的重要一环，具体有以下几点：①积极开发和运用防腐新材料和新技术，使其转化为生产力，推动石油化工企业的发展；②在设备设计、生产、使用和维护过程中加强防腐教育，逐步提高员工的防腐意识，建立长期有效的防腐安全教育机制；③腐蚀现象发生在石油化工设备的各个环节，日常的预防和维护、定期检查必不可少，应建立有效的定期检查和维护机制，将防腐真正落实到实处。

3 结语

石油化工设备的腐蚀是影响石油生产企业发展的重要因素，虽不可避免，但也并非不可为之。石油化工企业在充分认识到设备腐蚀原因的同时，应积极了解相关的解决措施，进一步延长石油化工设备的使用寿命，推动我国石油化工产业的健康快速发展。

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