石油化工机械设备腐蚀的监测与防护

赵靓 (中国昆仑工程有限公司辽阳分公司，辽宁 辽阳 111003)

1 石油化工机械设备腐蚀的主要类型

1.1 全面均匀腐蚀

基本上，所有石化机器和设备的腐蚀都是均匀腐蚀，换言之，所有腐蚀都发生在机器表面。通常来说，这种腐蚀是正常的，并不会给石油公司带来损失。但是会对机械和设备的外观和颜色带来影响。每单位时间金属零件的腐蚀深度或壁厚减少数（腐蚀速率）被用作衡量均匀腐蚀程度的规范[1]。对于均匀腐蚀来说，在整个金属表面上均匀发生，风险最小，针对多数的腐蚀类型而言，石油公司在日常生产过程中使用防腐剂以保证机械设备的使用寿命。

1.2 局部非均匀腐蚀

部分腐蚀，也称为不均匀腐蚀，该类腐蚀主要是机械设备金属零件在特定的部位发生的腐蚀。对于石油化工机械设备分类而言，除均匀腐蚀外，其余都归类于部分腐蚀。这个结果表明，腐蚀不均匀仅仅出现在石化机械设备的特殊部位。尽管与设备比较，部分腐蚀不会严重危害石油公司的机械和设备，但是腐蚀问题也不容小觑。针对这种情况而言，很多的公司都会忽略这种腐蚀问题的发生，但是正是这小部分的腐蚀也将会给机械设备带来无法弥补的错误，会影响机器的正常运行。

2 石油化工机械设备腐蚀发生的主要原因

石化公司生产的产品首要是化工产品。化学产品中的盐，酸和各种化学气体在高温下很容易与机械设备表面的金属层反应。石化机械管理水平较低，管理人员跟不上，导致未能及时发现机械腐蚀现象或未能找到腐蚀现象以提供相应的解决方案，从而腐蚀石化机械设备，是石化机械设备腐蚀的首要原因[2]。另外，石化机械设备的设计水平不高，设计者设计机械设备缺乏科学依据，未能加强防腐措施。石化机械设备腐蚀的不断产生，严重影响石化机械设备的性能。

在石油化工生产中，由于设备的性质和作业要求，机械设备必定会和含有酸和碱的化学物质进行接触，而这些碱性化学物质就会给机器带来腐蚀。假如机械设备长时间接触这些化学物质，又没能及时进行腐蚀部位的处理，就会给机械设备带来不可避免的损伤。实际上，气体或液体的流速也会影响设备的腐蚀。当腐蚀性液体或气体在设备中加速流动时，机械设备的腐蚀程度会加重。相反，流速越慢，设备的腐蚀越小。运送机器和设备时，在日常作业中有必要保证及时的保护。假如没有保护设备，则会加速机械设备的腐蚀。假如机械设备的零件被腐蚀，则腐蚀的零件有必要及时进行处理。假如不启用此选项，设备的腐蚀将变得愈加严重，这将严重影响机械设备的正常功能，甚至缩短机械设备的使用寿命，从而降低企业的经济利益。

金属的耐腐蚀性与机械设备的晶粒厚度成反比。即机械设备的颗粒密度越高，其耐腐蚀性越差。现在，我国现代石油化工机械设备以粗粒金属为零件，耐蚀性差，直接导致设备易腐蚀。与不锈钢机械设备比较，石油化工机械设备更容易受到腐蚀。

3 石油化工机械设备腐蚀的监测

为了保障石油化工机械设备的安全稳定以及较长周期的运行，我们除了选择性质优良耐腐蚀的的设备以及规范操作之外，石油化工企业操作人员以及设备维护人员应该全天候对设备的情况进行监测[3]。工作人员可以采用电化学法、电阻法或者声音测试法、射线放射法等进行。

（1）腐蚀电位测定法是将测试电极固定于所测设备部位，通过对比电极来测试电位大小；或者使用分级电阻的方法，将使用电阻来测算机械设备的腐蚀速率；

（2）声音测试通过传感器，来评定判断机械设备的腐蚀程度与大致部位或者是测定金属腐蚀厚度；

（3）射线放射法则是通过红外线，对机械设备进行透射，用以判定其腐蚀程度的一种精密方法。

4 防止石油化工机械设备腐蚀的具体措施

4.1 改善防腐蚀设计思路

想要做好石油化工机械设备的防腐蚀工作，就必须从设备的设计开始做起。设备设计师设计或者是选择设备时，要充分考虑到设备设计防腐蚀的性能等。从此角度出发，设计出使用周期长、运作性能良好，又能有效避免设备腐蚀的具有一定经济价值的机械设备[4]。也就是说设备要在符合基本的设计理论的基础上，做到经济、使用时间长、防腐蚀的优良特点。同时，在设备安装过程中也要注意安装的步骤、安装工作的好坏直接会对设备的运转产生影响，并且这也将会影响到流体的流速以及状态，进而会对设备的腐蚀产生影响。

4.2 选择耐腐蚀的的设备制作材料

材料在使用环境中的腐蚀会影响设备和器件的可靠性和使用寿命。因此，合理选择材料是非常重要的。材料的合理选择包括各种金属材料和各种非金属材料的合理选择。选材时要综合考虑材料的机械性能、材料在各种介质环境中的耐腐蚀性、加工性能和经济性。机械性能包括屈服点、强度极限、延伸率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳性能等。耐腐蚀性是指在各种环境介质中的腐蚀速率和对各种局部腐蚀类型敏感性(包括点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、氢致腐蚀开裂、电偶腐蚀、选择性腐蚀、高温氧化、高温腐蚀等)。

石油化工企业对设备的制作材料要求更高。材料在化工生产环境下的耐腐蚀程度直接会影响到设备运转的效率。合理选用设备制作材料，包括设备金属部位以及非金属零部件，具有重要意义。在选择过程中，石油化工企业需要考虑以下几个方面：材料的表面粗糙度，耐应力腐蚀性、耐化学腐蚀程度以及它的经济成本效益。

4.3 选择良好的不易腐蚀的原材料

在石油化工行业中，机械设备的使用往往会面临很多腐蚀问题。针对这些问题，只有具有良好设备性能的材料才能协助改善设备的耐腐蚀性。然后，在挑选设备之前，有必要对运用实践设备的环境进行深入调查，以充分了解实践环境中腐蚀性物质的组成、温度和应力状态，然后挑选恰当的机械设备[5]。在采购设备时，为了更好地满足生产需求，必须仔细选择设备的型号和规格，必须掌握设备的结构、使用要求和使用寿命。为了使经济效益最大化，还需综合考虑采购成本、维修成本等成本问题。此外，在选择设备时还应考虑设备的疲劳抗力和晶粒粗细程度，因为这些因素都会影响设备的腐蚀程度。

在石油化工机械设备中使用的或者炼制的的材料，在高温高压的恶劣环境下，极易产生一些腐蚀性物质，这直接会影响到机械设备的寿命。所以，石油化工企业选择原材料也是非常重要的。在选择材料时我们要注意他们在石油炼制环境下的内腐蚀程度以及加工工艺的经济性问题。还要注意在过程中，及时处理产生的硫化、碳化气体或者腐蚀性化学物质。

4.4 优化石油化工生产工业流程

石油化工设备的腐蚀问题与机械设备的标准操作和工艺密切相关。如果对机械设备的运行过程进行科学设计，将可以防止机械设备腐蚀并保护机械设备。首先，石化机械设备的设计必须简单，流畅。为了避免死角，我们应该尝试选择相同的金属材料。其次，必须注意，设备中有液体流到机械设备的防腐蚀位置或间隙。像不锈钢，铝制器具和碳钢这类设备常常会造成腐蚀裂纹，带来腐蚀和点蚀。在设备运转期间，有必要装置冷却或枯燥设备，避免腐蚀设备并及时铲除水分。操作设备时应提供排水孔，以保持设备枯燥并避免水残留在设备上。使用高浓度硫酸进行枯燥，以避免潮湿的氯气侵蚀设备。处理干氯时，请挑选质量分数大于78%的硫酸，以避免硫酸系统被腐蚀性物质损坏。假如使用78%的硫酸，那么就不会给钢设备带来影响。第三，石化机械设备的装置也是至关重要的，因此为了保证机械设备的正常工作性能，有必要依照标准要求进行装置。简而言之，对机械设备的工作进程和技术进行科学的设计能够大大降低机械设备的腐蚀程度。

5 结语

腐蚀会给我们石油化工企业带来很大的损失，对于石油化工机械设备除了在技术方面进行防腐蚀处理外，我们也可以通过建设相关档案以及对操作和维护人员进行培训等方法来提高石油化工企业人员操作规范性，合理有效地监测并防止石油化工企业机械设备的腐蚀程度，以提高企业生产效率，节约成本。这也可以推动我国石油化工的发展与经济的进步。