石油化工设备常见腐蚀原因及防腐措施

姚哲哲，胡云永(陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西 榆林 718500)

0 引言

当前石油化工行业发展态势良好，生产技术水平显著提升，生产质量与效率都展现了质的飞跃。但在实际生产过程中，化工设备常会因各种原因出现腐蚀问题，影响设备的正常运行。作为一种极为重要的化工原料，石油有着自身独特的化学性质，这些化学性质影响着生产环境。因此，结合石油化工生产的独特性，探索针对性的设备防腐措施，对石油化工行业持续发展极为重要。

1 石油化工设备防腐的意义

石油化工设备防腐的意义主要体现在以下三方面：(1)保障石油化工设备的正常运行。石油化工生产中，设备受腐蚀的问题常常困扰企业，这类问题比较常见，且处理起来十分复杂。而一旦企业未进行高效防腐处理，腐蚀问题就可能在一定条件下出现，对设备寿命造成影响。企业革新工作理念，改进防腐措施，就能进一步保障设备稳定运行，从而提升石油化工企业的生产效益。(2)高效落实企业安全生产。应用石油化工设备进行产品生产时，如果设备部分位置发生腐蚀，产品质量会因此受到影响，并且设备受腐蚀极易导致气体、液体泄漏，这将会严重危及相关生产人员的人身安全。同时腐蚀也可能引发原料泄漏，遭遇明火极易发生爆炸事故。企业进行防腐工作保障设备不被腐蚀，能够从根源上规避这类生产安全问题[1]。 (3)实现对环境的充分保护。腐蚀问题不仅影响企业生产效益，甚至还需要其承担环境污染责任。这是因为设备受腐蚀可能导致其中的半成品与原料泄漏，有害气体或液体会经过土壤、排水设施进入自然界，影响生态环境。因此，企业必须加强设备防腐管理，防止气体液体泄漏，从源头避免环境污染，在提升企业经济效益的同时，实现对生态环境的保护。

2 石油化工设备的常见腐蚀原因

2.1 设备问题

实际化工生产过程中，生产、加工设备有很多种，比如：反应设备、加热设备以及各类仪表设备等。这些设备多由金属材料制成，金属在空气中长时间暴露，易与空气内的物质产生氧化反应，从而引发金属腐蚀。此外，化工设备结构比较复杂，防腐氧化期间容易变化。如果设备材料中有活跃金属，其接触电解质后就会产生电化学反应，进而引发电化学腐蚀问题。这种腐蚀问题不仅会损坏设备部件，也会造成物料泄漏，引发电气设备短路[2]，但其预防却较为困难。

2.2 化学反应

石油化工生产过程中，需要利用设备来处理不同介质，这期间会产生各种化学反应，其中容易造成腐蚀问题的主要有以下四种情形：(1)存在酸碱介质。酸碱是容易引发腐蚀问题的介质，且可以与金属设备发生化学反应。(2)发生氧化反应。生产期间需要添加不同材料和试剂，部分材料间会发生反应，有的介质在反应中会释放较多热量，甚至是高温气体，这些氧化反应是导致设备腐蚀的主要原因。(3)生产环境导致设备腐蚀。石油化工生产车间中会有较多金属粒子、化工溶液以及腐蚀性气体，设备长时间暴露于这样的环境，就易受到腐蚀影响。(4)生产溶液腐蚀设备表面。生产时一些溶液最初不会与设备发生反应，但是随着温度的升高，会与设备产生氧化还原反应，开始腐蚀设备表面。

2.3 物理腐蚀

传统石油化工生产中，气液流动是造成设备腐蚀的重要原因，这与人为操作不当有关。比如操作中没有注意保护设备，防护工作不到位，就会导致生产期间气液流动速度快，冲刷设备或管道出现腐蚀问题。流速越快，接触的材料表面积越大，腐蚀影响就越深。如果操作人员不重视设备的承受能力，导致气液在设备中流速过快，设备就会逐渐被腐蚀，这种情况是无法修复的，会严重影响企业生产。

3 石油化工设备的防腐措施

3.1 隔离腐蚀介质，合理选择设备

石油化工设备防腐工作中，除了要做好设备的修复与处理，还要从根源处解决腐蚀问题。针对设备容易被介质腐蚀的情况，应隔离、控制介质浓度，将腐蚀介质和设备有效隔离，改善设备工作环境，提升设备防腐效果。对此，以下建议可供参考：(1)石油化工设备应远离海水及其他腐蚀性介质，建议在设备表面添加防腐层，让设备和海水相互隔离，防止设备在长期工作中受到海水腐蚀；(2)以保证设备正常运行为基础，采用稀释的方法控制介质的浓度，降低高浓度介质对设备的长时间腐蚀。参与化工生产的设备与管道一般都会被介质影响，且介质浓度与温度经常改变，所以需根据实际生产情况选择防腐措施。在无法有效控制介质浓度的情况下，应及时涂隔离层，以隔离措施保证防腐效果。

除隔离腐蚀介质之外，还应当科学选择设备。我国在设备防腐方面的研究不断深入，已经以传统设备材料为基础研发出了性能更为优质的防腐材料。比如将材料做成设备内衬或在设备上加设覆盖层，使设备更好地与介质隔离，提升设备耐腐蚀性，尽可能地延长其使用寿命。化工生产企业使用的防腐材料与常规涂料有着明显的差异，不仅技术含量更高，耐酸碱成分也更高。选择化工生产设备时应考虑设备的耐久性与耐腐蚀能力。另外，还要兼顾新材料的使用，优先选择环保防腐材料制成的设备[3]。

3.2 加强技术管理，使用高性能防腐材料

化工生产期间，为了更好地开展防腐处理工作，有必要依据设备实际运行情况，合理安排防腐管理工作，其技术管理要点如下：(1)预防石油化工设备腐蚀，最直接的办法就是在设备表面和内部表面涂防腐材料或者应用缓蚀剂，确保设备在最短时间内达到预期防腐效果。(2)定期进行设备检查，将设备腐蚀情况作为检查的重点，一旦遇到设备油漆损坏或者腐蚀问题，立即上报并及时采取有效措施处理。使用化工设备时，为保障产品生产质量，有必要对设备生产的各个环节严格控制。由于石油化工生产会面临较多安全风险问题，生产人员必须高度重视设备防腐问题，将安全生产理念贯穿于生产的全过程，加强对设备的清理与检修，及时发现并解决问题。设备检修期间应额外注意零部件的腐蚀情况和轻微腐蚀现象，建议一周安排一次检查，每个月进行一次大检。(3)定期进行石油化工设备的养护工作，建立企业专门的设备运检部门，定期查看设备腐蚀情况，及时采取解决措施，对设备展开专业化防腐技术处理。在检修工作中，落实一脱四注防腐工作计划，采用脱盐、注水以及添加缓蚀剂的方法，提升设备的防腐能力；应用氯化盐缓解设备冷凝冷却系统腐蚀问题，或者采用深度脱盐的办法降低介质浓度。(4)科学制定设备防腐蚀工作计划，依靠氯化物降低设备的腐蚀性影响，也可采用电化学防腐手段，基于电化学工作原理，采取阳极与电流阴极保护手段，在设备内加设防腐装置。(5)加强对设备工作环境的有效管理，做好通风除尘工作，及时清理设备生产中残留的液体和粉尘，更换腐蚀严重的零部件，确保设备运行不会受到影响。

做好设备研究工作，科学选择高性能防腐材料。石油化工生产期间，要求工作人员为设备选用高性能材料，优化设备内部结构，提升设备的防腐性能。对此，以下建议可供参考：(1)选择设备生产材料时，避免选择低性能材料。比如金属材料自身耐腐蚀性能较差，使用之前必须做好防腐处理，涂抹防腐蚀剂建立保护层。建议选择合金钢或玻璃钢材料代替金属材料，这些材料能够有效帮助设备抵御腐蚀影响。(2)加强石油化工设备的结构设计，优化设备内部结构，提升设备防腐能力。在设备结构设计工作中，应树立防腐意识，综合考虑石油化工生产环境与工艺流程，在湿度控制方面，建议在设备内安装专门的干燥装置，控制生产中的水系情况，避免设备内部产生锈蚀，降低内部流体速度。(3)选择材料时，应注意材料的耐腐蚀性，兼顾经济性，根据化工设备的实际工作环境选择材料。在容易产生氧化反应的工作环境内，应选择以钛为基本材料的化工机械，钢设备可以在浓硫酸环境中应用，蒙乃尔设备可以在氢氟酸环境中应用，且使用效果比较理想。另外，采用非氧化介质，依靠物质的还原性能够有效缓解设备腐蚀速度。针对制造成本偏高的零部件，应注意做好防腐处理，采用专门的防护措施，根据不同金属材料的使用周期组装设备，防止因局部腐蚀对设备整体造成影响[4]。涂抹防腐材料时，应先涂抹对角、棱角以及夹缝位置，使用长杆毛笔点涂，保证油气厚度均匀，角落位置没有漏涂。

3.3 结构与工艺的防腐设计，细化防腐工作

一旦石油化工设备结构设计不合理，就会引发许多问题，对设备运行造成影响，比如氧化与腐蚀问题。在设计设备的结构时，应结合设备的运行场景，做好生产环境的综合测量，考虑多方面因素展开石油化工设备的结构设计，相应设计要点如下：(1)机械设备的结构设计应尽可能简单化，同时要注意局部液体浓缩造成的堆积问题，如果出现这类问题，需立即修改设计，或加设腐蚀槽，防止液体局部发生堆积；(2)多数设备结构之间会有间隙，这是引发腐蚀物质泄漏的主要原因，在设备结构设计时应尽量减少间隙，对于需要处理的液体，可在间隙结构处预先留出出水口，及时排出溶液；(3)设备表面加设保护膜，这是当前石油化工生产中最常见的防腐蚀方法，一般会采取喷漆的方式，防止设备外表遭受腐蚀。

在石油化工生产过程中，石化设备腐蚀问题始终困扰企业，设备防腐工作的开展至关重要。腐蚀性问题不仅影响设备使用周期，也会造成资源浪费，不利于企业经济效益的提升。如果石化设备局部位置受到腐蚀影响，产品的生产质量也会下降，所以设备防腐对于企业生产来说有着重要意义，进一步细化石油化工生产各个环节的防腐蚀工作确有必要。石化企业中存在不同种类的生产设施，应当从工程设计阶段入手，做好防腐设计，高度重视防腐工作，基于环境角度考虑酸碱腐蚀介质的存在，首选不锈钢材料。对于对温度和环境要求不高，但腐蚀性比较强的介质，建议设计塑料材质的设备，高温高压状态下，可使用催化剂提高反应速度，以此降低温度。同时也要加强对生产环节的管控，设备检修之后做好防腐作业，按照设计、生产阶段合理安排防腐措施。

3.4 加大对设备防腐工作的重视，提升人员防腐意识

有效地处理设备腐蚀性问题，降低设备故障概率，要求石化企业的工作人员必须树立正确的工作观念，以积极端正的工作态度对待生产操作行为。无论是企业管理者，还是一线员工，都要重视设备的防腐工作，按照相应的规章制度操作石化设备。企业要加大对防腐工作的宣传，提高所有人员对此的重视，建立监督机制，健全监管体系，并落实到石油化工生产的各个环节中。员工要培育自己的防腐技术素养，通过不断的学习规范自身操作行为，熟练掌握技术要点，为后期设备运维与养护工作的开展奠定基础。使用石化设备生产，应注意保障产品质量，详细把控各环节操作要点，基于全局展开防腐处理作业，寻找腐蚀原因，采用合理防腐措施。防腐工作的开展不仅要从石油化工设备生产和应用角度入手，还要注意员工的培养，积极提升相关人员防腐意识，将防腐意识融入企业发展理念中。

4 结语

石油化工设备是企业生产的重要组成部分，设备质量与生产效率将会直接影响企业经济效益。面对设备的腐蚀性问题，可从设备自身、化学反应及物理腐蚀等方面研究产生腐蚀的原因。以此为基础分析石油化工生产的环境，及时隔离腐蚀介质，科学选择设备材料，加强技术管理，确保防腐工作的高效落实，提升设备防腐效果，防止废液废气等化工物质泄漏导致周围环境污染。