本站原创摘 要：随着我国经济的飞速发展,对石油的需求日益加大,然而,石油化工设备的腐蚀不仅影响到石油的日常输送,还给相关化工石油企业造成巨大的经济损失.这就需要相关人员充分认识到石油化工设备腐蚀的防护与监测的重要性,加大研究和总结了不同介质、不同环境的工况条件下,设备腐蚀的规律,切实地防护与检测石油化工设备的腐蚀.本文主要是对我国石油化工设备腐蚀的防护与监测现状进行探讨分析,并提出了相应的防护与检测措施.
关键字：石油化工设备腐蚀防护与监测策略
腐蚀现象在各行各业普遍存在,并给国民经济带来巨大的经济损失,尤其是石油化工行业,由于在石油的开采和冶炼的中需要用到各种各样的机械设备,加上这些设备所处工作环境的恶劣以及保养不周等原因,在设备使用过程中经常会发生腐蚀现象,直接影响到石油化工行业的正常运作,还会造成环境污染、人员伤亡、资源浪费、阻碍新技术的发展等后果.因此,这就需要相关部门必须重视对石油化工设备的腐蚀研究,不断探索化工设备腐蚀的原因和规律,对机械设备进行合理的结构设计,正确选择与使用材料,并选择最佳的腐蚀预防措施,对提高石油化工设备的使用过程中的安全性、可靠性以及经济效益具有十分重大的意义.
一、石油化工设备腐蚀的原因探讨
1.造成腐蚀破坏的外在因素
1.1介质温度的影响.研究表明,石油化工设备所处工作环境中的压力越高,温度越高,腐蚀越快,由于腐蚀现象的产生是一种电化学反应行为,一般情况下,温度越高越其扩散速度增大,电解液电阻下降,越利于其反应,每升温10℃,腐蚀速度增加1-3倍.
1.2应力及疲劳的影响.应力及疲劳是产生腐蚀现象的重要因素.石油化工设备在加工过程中容易形成应力与疲劳,尤其是热加工的组织应力和冷加工的变形应力.在石油化工设备的使用过程中,随着应力和疲劳的产生,在一些综合因素下将会引起金属内部的扭曲,加剧微电池腐蚀,从而降低了该部位的电极电位,形成腐蚀破裂,降低石油化工设备的使用寿命.
1.3腐蚀性介质的影响.在石油化工设备使用中,其周围存在许多如酸、碱、盐、水、氧等腐蚀性介质,将与设备接触面进行反应,或者加速了设备表面的腐蚀反应,这是产生腐蚀的主要原因之一.
2.造成腐蚀破坏的内在因素
2.1零部件的表面越粗糙,越易腐蚀.通常情况下,零部件的表面越粗糙,越易腐蚀,粗糙的表面使得设备与外界的接触面增大,有利于如氯离子等的渗入,为石油化工设备部件产生点蚀提供先决条件.
2.2金属的晶粒越尺寸大,腐蚀越快.金属的晶粒越尺越大,越容易产生晶间腐蚀,并且其各项力学性能较低.
二、石油化工设备腐蚀的防护与监测策略
1.正确选用材料
对于石油化工设备的防护材料的选择,必须正确地选用材料,从源头上提高设备的防腐能力,因为材料的物理与化学特性关系着石油化工设备装置的可靠性以及使用寿命.由此可见,合理选材对于石油化工生产意义重大.一般情况下,耐腐蚀材料主要涉及到非金属材料和金属材料这两类.对于非金属材料的选择,大多是用于黑色金属的防腐措施,通过喷漆、涂层等方式涂在设备表面,防止设备与外界的接触而起到防腐效果；而对于耐腐蚀金属材料的选择,必须充分考虑到石油化工设备的结构与类型,根据这些参数来选择防腐蚀金属材料,同时,还应该根据介质的性质、压力和温度以及产品的要求和材料的与来源等,选择最优的金属防腐材料.
2.金属化工设备表面的防护
设备表面的防护是目前应用最广泛的化工石油设备腐蚀防护措施,这种方法是在采用牺牲阴极保护法,采用电极电位高的金属在石油化工设备表面上覆盖,如热浸镀锌、镀铝等,从而有效地避免金属与腐蚀介质的直接接触,避免了基体与介质发生电化学反应,这些表面的覆盖层可有效的防止金属的腐蚀,这是在石油化工生产中常用的防止腐蚀的方法.具体操作是在金属表面添加金属镀层或者非金属涂层,但是要根据覆盖层物质的特性以及使用的环境有效的选择才能更好的防止腐蚀.
3.设计石油化工设备时要考虑到防腐蚀
对于石油化工设备的防腐蚀,必须给予高度重视,并要从设计石油化工设备开始,将防腐蚀贯穿于整个石油化工设备设计阶段,充分考虑到有关腐蚀和腐蚀控制的问题,对化工机械设备进行最优化设计,从而设计出性能好的石油加工储藏设备.一般情况下,防腐蚀设计主要包括化工设备的结构与布局,石油化工设备的选择,设计防腐蚀保护措施等,这些不仅仅与设计技术相关,还应与设计者的考虑问题有关,所以在石油化工设备的设计、制造以及安装过程中也要考虑到腐蚀的问题,切实地防止石油化工设备的腐蚀.
三、石油化工设备安全运转的监测方法
1.装置故障的诊断方法
对于石油化工设备故障的监测和诊断,必须重视设备在运转过程中和停工状态下进行的监测和诊断.例如,对于石油化工设备出现全面腐蚀的情况,由于其腐蚀产物——锈层,具有抑制腐蚀的作用,腐蚀速率逐渐下降,在在酸性环境腐蚀中,膜不稳定,宜采用腐蚀减薄遵循抛物线法则,即采用超声波探伤测定板厚,从而到达监测腐蚀的目的.但是,现有的许多腐蚀监测的方法都有一定的适用范围,而且检测精度也相差较远,需要慎重选用,甚至有的尚未工业化应用.例如,不锈钢应力腐蚀开裂,在现有的技术条件下,若要精确测量其开裂深度是十分困难的,有时只好等到发现泄漏才停工检修,不利于石油化工企业的正常运作以及经济效益的提高.因此,在对石油化工设备安全运转的监测中,导致故障的发生常常是材料变质和腐蚀等的化学现象与机械现象(疲劳和破坏)等相互作用,相互影响而形成的,这就需要相关人员在监测过程中必须进行合理、综合地考虑.
2.影响安全运转的故障分类
研究表明,我们可以将石油化工装置运转过程导致的故障大体上分为设备故障和工艺故障这两大类.其中,工艺故障将会使得石油化工设备的整体性能下降.由于其在运作过程中由于传热管结垢,甚至堵塞管道,使得液体流量下降.例如硬度高的循环冷却水只要接触到60℃的传热管,分离性能下降,便会析出碳酸钙垢塔板结垢,产品收率降低；而设备故障,如泄漏现象,由于酸液对不锈钢全面腐蚀,疲劳开裂,应力腐蚀开裂等.发生全面腐蚀的pH值界限:如SUS304的PH约为2,SUS316的pH约为1.5.当然,大多情况下是由这两种故障是交织在一起的,因为,在设备运行过程中,不可避免地出现异常反应而造成局部过热的情况,从而导致设备管线变形,甚至破裂,使得设备的泄漏也会导致产品的污染.因此,在进行石油化工设备安全运转的监测时,必须深入探讨影响安全运转的故障种类,根据不同的故障种类提出与之相适应的监测模式与方法,只有这样才能切实地提高石油化工设备的监测水平.