浅议石油化工机械设备腐蚀原因和应对措施

2019-01-17于书友

中国设备工程 2019年8期

于书友

（中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司，广东湛江 524057）

化工机械设备在具体应用期间，设备零件接触到水、大气以及具有腐蚀性的溶液，都会导致设备遭受腐蚀，对其应用造成较为严重的影响。因此在对化工机械设备应用的过程中，应当从实际情况出发，做好对机械化设备遭受腐蚀的分析，并且采取相应的措施，完成相应的保养工作。

1 化工机械设备应用过程中常见的腐蚀类型

（1）化学腐蚀。石化单位在具体生产过程中，如果金属设备生产过程中与具有腐蚀性的材料相接触，将会发生化学反应，此时会生成氧化物，设备将会遭受破坏，影响设备的正常应用。

（2）电化学腐蚀。该类型的腐蚀通常都发生在湿度较大的环境中，机械化设备中的各个零件一旦与电解质相接触，将会引起腐蚀，对设备的性能造成严重影响。

（3）其它类型腐蚀。因为设备类型自身的差异，以及导致设备遭受腐蚀的原因不同，可以将腐蚀详细的划分为焊接应力、晶间、点状腐蚀等多种不同类型。

在众多不同类型的腐蚀现象中，对机械设备性能影响最为严重，最容易发生的就是电化学腐蚀。

2 分析机械化工设备遭受腐蚀的原因

（1）设备本身原因。不同设备采用的金属物质存在较大差异性，因此在应用过程中抵抗侵蚀的水平也会存在较大差距。从实际分析情况来看，腐蚀与金属的颗粒情况有着密切联系，侵蚀会随着颗粒变小而变得缓慢，而那些表面粗糙的部件，在实际应用过程中容易遭受侵蚀。此外一些结构发生突然性变化的部位，也容易遭受腐蚀。

石油化工机械设备采用的金晶粒的粗细程度也会使设备在应用过程中遭受到不同程度的腐蚀。从实际情况来看，若晶粒粗糙，机械设备在应用过程中遭受腐蚀较快，反之腐蚀程度较慢。例如石油化工设备中应用的零件表面十分粗糙，其在应用过程中则容易被腐蚀，但是石油化工设备的零部件表面上会存在一层氧化保护膜，这层膜使机械设备在应用过程中具有较强的抵抗腐蚀的能力。

（2）外在原因引起的腐蚀。生产设备过程中，经常会用到许多不同类型的腐蚀性物质，这些物质会腐蚀设备。从本质上来说，腐蚀就是一种化学现象，若在实际生产过程中，介质的温度过高，则腐蚀现象会加剧。此外腐蚀的具体速度也会受介质的具体流速影响，腐蚀会随着速率变快而变得更加严重。机械设备在长期运行期间，旋转零件会产生剪力，设备会出现扭曲，这会造成电位降低，引起电池腐蚀，造成严重影响。

在对机械设备进行管理的过程中，相关工作人员要做好相应的维护工作。从以往的经验来看，如果没有对石油化工机械设备采取合理的措施进行维护，将会加快机械设备在应用过程中遭受腐蚀的速度。如果机械设备中的零部件已经遭受到腐蚀，应及时采取相应的措施对遭受腐蚀的零部件进行处理，否则腐蚀现象将会进一步加剧。

需要分析人员特别注意的是石油化工机械设备在海洋环境中应用遭受到腐蚀要比一般环境更加严重。在海洋环境中，影响石油化工机械设备的腐蚀因素有海水含盐量、溶解氧、温度、酸碱性、流速以及海洋生物等，各项因素都可能加快腐蚀速度，例如海洋中的微生物生理作用会产生大量的二氧化碳、硫化氢等气体，这都会加快腐蚀的速度。

3 解决化工机械化设备在应用过程中腐蚀现象的有效措施

（1）采用具有较强抗腐蚀性能的材料。石油化工机械设备在应用期间如果遭受到了严重的腐蚀，会导致设备的性能遭受破坏，其无法正常应用，会导致企业在运营过程中蒙受较大的经济损失。因此，在对机械设备中应用的各项材料进行选择时，应当尽量在不影响机械设备自身性能的基础上，延长机械化设备的应用寿命，并且要对机械设备的具体应用环境情况进行详细分析，最终选择相应的机械设备。此外在进行机械化设备选择时，还要充分考虑经济因素，同时在对机械设备进行日常维护期间，要采取相应的保护措施，对机械设备在应用期间可能遭受到的腐蚀进行缓解，从而达到延长机械设备寿命的目的。

（2）科学设计操作工艺和流程。机械设备的操作工艺和流程会对机械设备在应用过程中的腐蚀情况造成一定影响。采取合理的流程对机械设备进行操作，能够降低机械设备在应用过程中遭受腐蚀的程度，从而实现对机械设备具体情况的保护。①设计机械设备外形时，应当简单平整，以免设备存在死角，同时在条件允许的情况下，尽量采用同一种金属；②防腐期间，应当将关注点放在液体无法抵达的位置，例如不锈钢、碳钢等各项设备经常会在缝隙中出现腐蚀，从而会引起孔腐蚀、应力腐蚀，这都会对设备的性能造成严重的影响，因此为了防止设备在运转期间出现腐蚀，应当及时将空气中的水分去除，并且要设置干燥或冷却设备，在具体干燥过程中，要采用浓度超过78%的硫酸，避免硫酸对系统造成腐蚀，影响设备的性能；③安装石油化工机械设备十分关键，完成设备安装后，为了保证设备性能可以得到充分发挥，各项安装作业都要严格依据相应的规定开展，对于设备操作，以及相应的安装流程的设计必须合理，最大程度对机械设备在应用期间遭受到的腐蚀情况进行合理控制。

（3）选择性能良好的材料。石油化工机械设备要选择性能良好的材料，提升设备在运行过程中抵抗腐蚀的能力。在选择设备前，要对设备实际应用环境、腐蚀设备的成分、温度、应力等各项情况进行详细分析，依据实际情况，完成对机械设备类型的选择。采购设备时，要选择好设备规格和类型，确保设备可以满足最终的生产要求。针对设备中应用的各种材料，要在确保其性能可以满足应用的基础上选择经济性好的材料。

（4）机械设备防腐措施。控制石油化工机械设备在应用过程中遭受腐蚀，可以通过对金属表面进行处理或者对金属本质进行改善的方式实现。具体处理过程中，比较常见、直观的防腐方法就是对机械设备的表面涂层。在对机械设备进行涂层处理时，应当选择性能良好的防锈涂料，从而完全将腐蚀物质和机械设备的金属表面隔离开，具体作业过程中，要加强对焊接缝隙位置和死角位置的注意。通过涂层的方式处理石油化工机械设备，并不会导致设备自身的强度和结构发生变化，存在于机械设备外层的保护层可以起到保护机械设备的作用，避免腐蚀物质与机械化设备的外表层相接触，对其造成腐蚀。石油化工企业在对机械设备进行涂层处理时，可以选择聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂等为原材料制作成油料涂料。完成对设备的涂层，这不仅可以起到防腐效果，而且使设备更加美观。进行防腐膜涂刷时，要对涂刷作业进行严格要求，保证涂刷的均匀，同时不得出现漏涂情况，要掌握涂料对象的材质、形状等各项因素，确保涂刷期间不会出现任何问题。

此外也可以采取化学措施完成相应的防护作业，常用的化学处理措施有以下2种。①牺牲阳极法。将比设备金属电势低的金属作为电池的阳极，将其固定在设备表层，此时设备也就成为电池的阴极，固定在设备金属表面的低电势的金属就能够起到保护设备的作用。例如将锌与铁制的金属设备进行连接，锌（阳极）溶解取代了铁溶解，从而实现对设备的保护，该方法常用的材料有铝、锌等。②外加电流法。该方法就是通过石油化工机械设备进行外加电源的方式，实现对设备的合理保护。将电源的负极与机械设备进行连接，而电源的正极则与废钢铁进行连接，通过牺牲阳极的方式，实现对腐蚀的合理控制。通过外加电流的方式可以使负极电势向负方向移动，发生还原反应，达到防治腐蚀的效果，该方式在实际应用过程中，要利用外加电源提供相应的电流。