浅议石油化工设备防腐的有效措施

2023-01-03刘超

中国设备工程 2022年18期

刘超

（中石油大庆炼化公司，黑龙江大庆 161000）

石油化工机械设备受安装及运营环境的影响较大，腐蚀问题发生几率更高。为确保机械设备始终保持在安全可靠的运行状态，需相关工作人员注重关注设备防腐蚀工作，合理安排设备防腐蚀涂装流程，选择适宜的防腐蚀涂装材料。

1 石油化工设备腐蚀特征

不同机械设备材料不同，防腐蚀能力存在较大差异。材料较为紧密的机械设备耐腐蚀性更强。例如，以钢制为主的机械设备就会比以铁制材料为主的机械设备更不容易腐蚀。不仅如此，同一机械设备不同位置的腐蚀程度也存在一定差距。如设备凸起位置处及设备衔接处更容易出现腐蚀问题，腐蚀发展速度也越快。结构复杂设备空隙较多，此些空隙容易堆积灰尘，并引发不同程度的腐蚀现象。

石油化工机械设备腐蚀问题也与其使用环境含有一定的腐蚀介质存在密切关系。由于部分机械设备长时间处于室外运行，会受到室外环境中水分、紫外线侵蚀影响，导致机械设备外部结构性质发生改变，严重影响到设备运行期间的安全性。

石油化工设备防腐工作意义重大。随社会经济发展速度不断加快，各行业对石油化工领域的生产需求日渐提升，石油化工设备种类增多，设备养护及防腐工作的难度进一步加大。只有切实保障设备防护及养护工作开展质量，才可以满足石油化工企业生产需求，延长设备运行寿命，促进企业最大化目标实现。现阶段设备防腐工作已然成为石油化工行业研究重点，设备防腐蚀技术体系更为成熟，仍需要进行持续改进及优化。

2 石油化工设备腐蚀原因与腐蚀种类

2.1 石油化工设备腐蚀原因

（1）环境因素。环境对石油化工设备腐蚀的影响最为直接。环境因素主要包括介质组分、浓度、温度、压力值、导电性能等。如没有加强生产环境控制力度，设备腐蚀问题将难以得到根本上控制。（2）材质因素。腐蚀过程主要就是环境介质与石油化工设备表面、金属材料表面接触，发生的化学或电化学反应。金属材料作为腐蚀问题发生的重要对象，其自身的冶炼质量、加工质量、热处理情况，表面等因素也可直接影响到腐蚀程度。具体而言，材料冶炼质量体现在材料化学成分、非金属夹杂、浇筑缩孔、偏析与夹渣等问题，此些问题会导致金属材料性质下降，更易受到环境等因素侵扰；金属材料加工质量就是在金属轧制、锻造、挤压期间产生沿晶样氧化，使材料出现折叠、分层、带状组织不均匀的情况。如金属材料加工过程中的冷却速度过快，材料表面也会产生裂缝或各类缺陷问题，致使腐蚀问题发生几率进一步增长。热处理不当就是在金属材料加热过程中出现过热或过烧情况，引发晶粒粗大、脱碳、微观组织不合适等缺陷。（3）结构设计与加工因素。设备结构设计环节需要尽量避免出现应力集中、液体遗留等情况，选择的材料应当更加适应加工环境。在石油化工设备冷加工环节会对设备表面造成巨大影响。如酸洗电镀会使设备硬度下降。焊接过程中会使设备表面出现裂缝、咬边等问题。（4）操作因素。在石油化工设备操作环节，因物料变化、设备运行参数没有得到及时调控，使设备处于超温或超负荷运行状态，也会出现局部腐蚀破坏问题。因设备保养不当、维修不及时，腐蚀问题会进一步严重，进而影响到设备综合运行效率。由此可见，导致石油化工设备腐蚀问题的原因较多，为从根本上提升设备防腐工作开展水平，还需要更为全面的考虑设备腐蚀诱因，并针对此些原因制定专项可行防腐方案。

2.2 石油化工腐蚀种类

石油化工设备腐蚀问题可包括两种类型。第1种为化学腐蚀，主要就是设备表面及周边物质出现化学反应，进而产生出新氧化物质，使设备表面性质发生变化，出现被腐蚀现象；第2种为电化学腐蚀，主要就是设备表面与电解质溶液接触生成电极反应，出现被腐蚀情况。此种腐蚀现象都发生在环境潮湿的状态。基于石油化工生产环境的特殊性，设备腐蚀也可分为高温氧化腐蚀、剥离腐蚀、点状腐蚀、焊接应力腐蚀、疲劳腐蚀、工业大气腐蚀等多种类型。

3 石油化工设备防腐措施

3.1 设备防腐结构设计

结构设计是石油化工设备防腐工作的重要基础，通过不断优化结构设计方案，能够最大限度提升设备防腐蚀效果。要求在结构设计期间应进行引进先进的设计经验，保障设备使用性能，着重考虑石油化工设备运行过程中的技术可行性与经济适用性。要求设备在包装运输及生产期间，也需要着重考虑腐蚀问题，选择适宜的设备材料。当前设备材料主要分为金属与被金属两种。其中，碳钢是重要的金属材料之一，但其实际防腐性能不佳，需要在表面涂抹一层保护层。在满足设备运行要求的情况下使用合金材料，如玻璃钢合金钢等。因此此些材料性质优越、而不是效果良好，可以切实提升设备防腐水平。

3.2 一脱四注防腐措施

一脱四注防腐技术是石油化工设备常见防护措施。具体就是通过脱盐、注碱、注氨、注水以及注缓蚀剂等方式，控制减压蒸馏设备或低温清油系统腐蚀问题出现。因石油化工设备在实际运行期间不可避免地会接触到氯化物质，设备常压塔顶冷凝冷却系统故障问题发生几率更高，因此在具体生产期间，可以对石油化工生产原材料进行事先脱盐处理，使设备腐蚀程度能够得到根本上控制，以切实延长设备运行全寿命周期。

3.3 隔离腐蚀介质

为最大限度规避各类不利因素对石油化工设备造成的腐蚀影响，降低石油化工设备腐蚀问题发生几率，需要在设备表面涂抹防腐蚀介质，将设备与不利影响因素隔离。现有隔离介质措施主要就是在设备表面涂抹环氧树脂、酚醛树脂等油漆涂料。隔离措施的确定也需要综合石油化工设备运行性能与实际老化情况。同时，在石油化工设备腐蚀介质隔离过程中，也可以在设备表面覆盖一层金属层，降低设备化学腐蚀问题发生概率。在受设备材料要求限制的情况下，也需要对设备进行阳极处理，降低腐蚀电流，从而有效控制腐蚀程度。

3.4 做好设备表面防腐工作

着重关注石油化工设备表面防腐蚀工作，在增强表面防腐能力的同时，保障设备内部结构安全。通常情况下，设备使用前会在其表面喷涂防腐涂料，如砂质及防腐剂等，避免石油化工设备表面与外界腐蚀物质直接接触。在表面腐蚀工作开展时，需要首先对设备表面进行粗糙度处理，并借助抛丸等设备清理表面坑洼与锈蚀杂质。在设备表面处理完毕后，还需要进行全面检查，使设备表面各指标符合相关标准。在调试防腐设计时，需要严格依照配比配置防腐介质。要求配比设计工作应当专业有序开展，在溶液检查稀释浓度达到相关标准后才可以使用。对石油化工设备运行现场环境进行实地考察，判断设备运行环境以及引发设备腐蚀问题的各类环境因素，针对石油化工结构及不同石油化工设备材料喷涂适宜的抗腐蚀材料。

3.5 精准控制介质浓度

设备运行过程中的溶液介质浓度也是导致腐蚀问题的重要原因。为做好石油化工设备腐蚀工作，还需要着重控制溶液介质浓度值。介质浓度控制需要严格遵照石油化工生产要求以及设备运行管控参数确定，通过严格控制溶液介质浓度值，最大限度消除介质与石油化工设备表面出现的化学反应现象，从而实现设备防腐蚀目标。如介质浓度超出设备表面金属材料限度，则腐蚀问题会使设备使用寿命缩短，企业运维成本增长。以石油化工生产中的氢氧化钠介质为例。化学物质中的氢氧化钠成分会使设备出现不同程度的腐蚀，如氢氧化钠浓度较高，设备焊接接头处将更易出现腐蚀情况。因此在防腐工作开展过程中，相关工作人员也需要定期对各介质浓度进行细致检测，使介质浓度以及介质温度处于合理范围之内。

3.6 优化石油化工设备操作流程

通过分析当前石油化工设备操作工艺，发现在设备运行期间并没有对表面存留的杂物以及残留溶液进行及时处理，导致腐蚀问题更为严重。因此在设备防腐工作开展时，需要对加强操作流程管控力度。着重关注设备缝隙防腐蚀处理工作，如部分金属制设备表面的焊接缝隙等。在操作石油化工设备过程中需要使设备表面始终保持干燥及温度适宜的状态，消除引发能够引发腐蚀问题的因素。特定生产时，还需要使用高浓度硫酸对设备进行干燥处理，降低设备腐蚀问题发生概率。

设备安装质量也会直接影响到设备运行性能以及后期防腐效果，因此应当严格遵照规定要求安装石油化工设备，避免设备在使用期间的内部物质流速及流动状态发生改变。在满足实际生产要求的前提下，使用一些不易出现腐蚀问题的非金属材料，增强设备整体防腐效果。

4 石油化工设备防腐工作存在问题

就目前来看，石油化工生产期间的设备种类增多，设备运行环境更为复杂。为切实延长设备使用寿命，需要做好设备防腐蚀工作。但受各类因素影响，现阶段石油化工机械设备防腐效果与预期目标存在一定差距，导致机械设备故障问题发生，概率难以从根本上得到管控。

一方面，工作人员对石油化工机械设备防腐环节没有给予高度重视。防腐工作机制的制定较为片面，存在于防腐环节中的不足之处没有得到及时解决。

另一方面，在机械设备防腐计划期间的重点偏差较大，多数采用强制保养、计划维修等方式。防腐工作多数在机械设备出现故障或防腐蚀涂层已经破损的情况下实施，导致企业维护成本进一步增大。

同时，部分石油化工企业为尽早实现经济利益最大化目标，在日常管理中出现拼装备、抓产量等情况。没有针对机械设备防腐工作投入充足的人力及物力，部分机械设备的防腐效果不佳或防腐涂层破损严重，严重影响了实际运行期间的安全性。

5 石油化工机械设备防腐管理重点

5.1 细化机械设备防腐管理工作内容

为延长石油化工机械设备使用寿命，为石油化工机械设备提供一个安全可靠的运行环境，当着重关注设备防腐等环节技术档案的建立工作，确保维护人员能够通过档案内容及时了解设备防腐需求以及实际运营情况，使制定出的防腐蚀方案更加专项合理。从根本上提升石油化工机械设备防腐工作的主动性，要求在防腐工作开展期间做好技术交接记录、保养记录等工作，结合记录结果对防腐流程进行切实优化，使腐蚀问题发生几率能够被控制在最低范围之内。结合设备防腐工作，制定出专项可行的奖惩机制。将防腐技术管控要点、防腐维护保养工作、设备整体安全水平作为奖惩评判标准，使各部门及参与人员均能够积极参与到石油化工机械设备防腐工作实施期间。

5.2 做好石油化工机械设备防腐维护工作

在机械设备实际运行期间，防腐涂层经常会因各类不良因素出现破损问题。为保障石油化工机械设备安全高效运行，还需要加强石油化工机械设备防腐结构维护力度，及时发现并解决存在于防腐蚀涂层中的破损问题。增强技术人员防腐工作意识，做好人员专业技能培养工作，通过专业技术考核后才可上岗。加强防腐蚀工作各环节监管力度，从根源处规避不规范操作问题出现。