石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施

王宇

摘要：石油化工设备受到化学介质和环境因素的影响而产生腐蚀，化学腐蚀和电化学腐蚀是最常见的两种腐蚀过程，还有些腐蚀作用是由设备本身的材质、建造质量以及结构特点所引发的。腐蚀作用会损害石油化工设备的结构强度、密封性以及生产过程的安全性，因而必须采取有效的措施来加以预防。研究石油化工设备的腐蚀成因，然后在其基础上提出了预防腐蚀的技术和管理措施。

关键词：石油化工设备;腐蚀原因;防腐措施

引言：

石油化工设备的腐蚀作用对企业的安全管理产生了很大的威胁，腐蚀作用由化学介质的酸碱性、电化学反应、氧化还原反应等引起，介质的物理冲刷、介质温度等也是加速腐蚀效果的因素。对这些腐蚀性因素开展有效地控制和处理是确保安全生产的重要措施。

1石油化工设备常见腐蚀原因

1.1设备原因

第一，石油化工生产中使用的主要设备包括反应塔、反应釜、存储罐、压力管道等，这些使用金属材料制造而成的设备存在大量的焊缝，例如，存储物料的罐体使用钢板焊接而成，物料输送使用的各类管道也是将管件通过焊接作用连接在一起。金属材质、焊接使用的焊条、焊接施工的质量等都会影响到石油化工设备的防腐性能，尤其当焊接施工中产生气孔、夹渣、未焊透等质量缺陷时，腐蚀速度会加快[1]。第二，金属材料在高温作用下容易和空气发生氧化作用，水分、潮气等环境因素也会增加这些金属材料的锈蚀速度。

1.2介质的化学腐蚀作用

石油化工生产的原材料、添加剂、催化剂、化学反应的中间产物和最终产物等都可能具备一定的腐蚀性，对金属设备和管道而言，腐蚀性主要由各种介质的酸、碱性而引起。首先，酸性物质（如硫酸、盐酸等）会直接和金属材料发生化学反应，并产生腐蚀作用，还有些物质呈弱酸性，长期作用下也会危害设备运行。其次，反应釜、反应塔等设备中长期发生特定的化學反应，并且在这一过程中会释放出热能，导致设备内壁温度升高，而介质中的活性成分或者氧气等在这种环境下有可能可金属材料相互反应[2]。另外，介质在设备内部还有可能形成电化学环境，破坏设备表面结构，表1中列举了常见的腐蚀破坏类型。

1.3物理性腐蚀作用

管道和设备内的介质具有一定的流速、温度和压力，有些介质是液体，有些介质是气体，尤其是压力容器，其在设计时限定了承压能力，一旦超过压力值，就会对金属容器和管道产生疲劳腐蚀。另外，管道内的介质在流动的过程中会摩擦和冲刷其内壁，如果流速过大，自然会增加管道内壁的磨损。有些管道内壁形成了惰性保护层，强烈的冲刷作用会褪去惰性层，将内部的金属材料暴露出来，进而使介质和新暴露出来的金属材料发生反应，加速了腐蚀作用。

2石油化工设备防腐措施

2.1确保设备材料和介质之间的合理搭配

石油化工设备的防腐性能和设备上使用的材料存在直接的关联，材料科技的发展速度非常快，尤其是合金材料，经过特殊工艺处理的材料会呈现出强大的防腐性能。另一方面，在选择材料时还要关注化工介质与材料本身的匹配性，不同的介质会对材料产生不同的腐蚀性作用。例如，如果介质中存在硝酸，要优先使用不锈钢材料，当介质为浓硫酸时，现阶段主要使用碳钢作为设备选材，当介质中存在盐酸时，可使用硬橡胶作为设备材料[3]。石油化工生产中的介质类型非常丰富，每一种介质的酸碱性和反应特性等都各有差异，进而影响到防腐效果，因此，要对介质特性开展充分的研究和评估，为其选择合适的材料类型。

2.2加强对腐蚀性介质的控制

石油化工生产中难免会使用到腐蚀性的介质，同时在生产环境中也会存在酸性、践行或者其他方面的不利因素，在生产过程中可采取适当的措施改善、这些腐蚀性介质的运行条件，降低其对设备的腐蚀作用。在生产过程中适当降低腐蚀性介质的流速和温度，一方面和减少冲刷作用造成的磨损，另一方面和降低设备和介质的反应活性，进而延缓腐蚀作用。如果生产中使用的介质存在明显的酸、碱性，并且这种特性对石油化工生产没有直接的作用，在介质进入设备之前可增加脱盐、脱酸等处理措施，或者在其中加入中和剂，消除介质中的腐蚀性因素。还可在生产过程中使用缓蚀剂，如工艺缓蚀剂。

2.3采用有效的化工设备防腐技术

化工设备和管道的腐蚀总是从表面开始的，外表面受到空气、雨水、环境微生物等因素的影响，会逐渐锈蚀，内表面受到介质的化学侵蚀和物理性腐蚀，因此，在防腐设计中可在化工设备的内外表面分别设计一道防腐涂层，或者采用特殊的加工工艺提高其表面的防腐效果。经过这种处理之后，管道和设备的表面可有效预防环境因素造成的侵蚀，设备呈现出耐磨损、耐高温、耐酸碱性腐蚀的特点[4]。防腐层的处理措施存在很多优势，如效果显著、造价可控。

2.4将防腐理念融入设计、建造及生产环节中

第一，防腐设计。化工设备防腐是一项系统性的工作，在工业设计层面就应该充分考虑防腐的问题，主要是从设备选材、设备结构、防腐涂层方面开展综合设计。例如，从结构的角度看，应该采用圆滑的过渡，避免锐角、直角等构型，这种做法可减少介质冲刷作用造成的设备磨损。第二，提高建造质量。在化工设备建造中要全面提高质量，在初期阶段检查管材和板材的质量，尤其是焊接施工中，焊接结束之后通过无损探伤的方法检测质量缺陷。第三，生产环节控制好工艺技术条件。石油化工设备投产之后，生产时必须严格控制各项工艺技术条件，包括温度、流速、浓度、压力等一系列参数。以浓度为例，当介质对化工设备存在腐蚀性时，降低介质浓度可有效延缓腐蚀的速度。

3结束语

石油化工设备受到介质酸碱性、电化学反应、氧化还原反应的影响，会逐步发生腐蚀作用，设备的材料、建造质量以及运行方式等也会影响其防腐效果。为此，石油化工企业应该从设备选材、介质酸碱处理、介质浓度、温度、流速等方面加强设计和优化。

参考文献：

[1]夏雨雨.石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施[J].化工设计通讯， 2020，46（02）：35-36.

[2]王磊，张晓阳，骆浩.石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用[J].中国标准化，2019（22）：239-240.

[3]李金鹤，陆佳.化工设备换热器常见腐蚀与防腐措施[J].设备管理与维修，2019（20）：34-35.

[4]孙浩.石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施应用的思考[J].工程与建设， 2021， 35（4）：2.