石油化工设备防腐的有效策略

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摘要：在化工生产中，石油化工设备是比较常见的生产设备，在使用的过程中，由于存在多方面的影响因素，设备很容易被腐蚀。设备出现腐蚀问题后，对其生产能力、设备性能以及使用年限等都会产生较大的影响。如果腐蚀问题得不到有效的解决，会对设备自身的使用产生不利，严重的话会引起大的安全事故，造成人员以及财产方面的损失。所以，需要充分重视石油化工设备的防腐工作，以增强其抗腐蚀性能。鉴于此，文章主要从设备防腐的必要性以及腐蚀类型与机理出发，对石油化工设备腐蚀原因以及防腐措施进行了分析，以供参考。

关键词：石油化工设备；腐蚀；类型；防腐措施

由于石油属于化学产品，其自身的化学性质会受到多方面因素的影响，其中腐蚀性比较常见。所以，在石油化工生产过程中，容易存在设备的腐蚀问题，对石油化工设备的构造产生破坏，影响其正常使用，最终对化工生产的效益产生不利的影响[1]。另外，如果石油化工设备出现腐蚀，就容易引起化学物的泄漏，这样对周围环境也会产生污染，危害人体健康。所以，在石油化工生产中，需要有效加强有关设备的防腐工作，使设备的使用时限得到延长。

1石油化工设备防腐的必要性

石油化工设备一般所处的环境是在暴露的空气中，其中空气、水分等物质与暴露在外的设备发生化学反应产生腐蚀，进而使设备的性能以及物理性质等受到影响，这样设备的使用年限就会缩短，对石油化工生产的正常进行产生阻碍，严重的话会引发重大安全事故[2]。从实践工作来看，这类设备的腐蚀问题是石油化工企业生产质量下降的主要原因，对最终生产效益的提升产生不良影响，不利于这类企业的长远发展。另外，在实际发生的石油化工爆炸安全事故中，有很多是因为腐蚀问题导致设备中的化学物质泄漏，进而遇到明火发生爆炸，出现这样的问题后，会对周围环境以及人体健康产生危害。因此，必须要采取合理的措施加强石油化工设备的防腐性，提高其设备使用性能和寿命，这样腐蚀问题能够得到及时控制，保证石油化工生产的安全性。

2石油化工设备腐蚀类型与机理

2.1低温HCl-H2S-H2O型腐蚀

这种类型的腐蚀主要出现在常减压塔顶部、装置初馏塔以及塔顶冷凝冷却器系统中。常压塔的塔顶和内部的构件材料如果是OCrl3，通常腐蚀点会出现在浮阀位置。如果从设备整体而言，腐蚀严重性最高的是冷凝冷却器，相比较油水分离器、后冷器比较轻。发生腐蚀的机理一般是：原油具有较高的含盐度，在进行生产加工的过程中，温度和湿度条件一定时，成酸无机盐会出现较强的水解反应，从而产生HCl，然后在蒸馏的过程中与硫化物进行加热分解，进而产生H2S，与原油中的轻组分共同挥发进入到分馏塔顶部和冷凝冷却器中，这样设备就会出现腐蚀。

2.2低温HCN-H2S-H2O型腐蚀

这种类型的腐蚀不仅仅是原油具有较高的含盐量，同时其中含有的硫化物也具有较强的腐蚀性，化工生产中的加热以及催化分解等过程中反应出硫化氢。另外，原油中含有的氮化物也会发生裂解反应，进而形成一定的氰化氢以及氨气，这样就会形成HCN-H2S-H2O的腐蚀环境，进而使相应的设备出现腐蚀[2]。腐蚀机理一般为：硫化氢会在水中离解，设备的钢材料与H2S的水溶液之间发生电化学反应，反应后阳极会形成硫化铁，出现设备一般腐蚀。而在阴极发生反应，产生的物质会向钢材料的其他区域进行延伸、渗透，使设备出现氢鼓泡等情况，这样就会形成较为严重的硫化物应力腐蚀。

2.3高温S-H2S-RSH-RCOOH型腐蚀

这种类型的腐蚀主要存在于化工设备的分馏塔、加热管、重油管线以及内部管线换热器中。环烷酸的沸点与轻油馏分沸点差不多，其油溶性特征使得锈蚀层不容易产生。这种腐蚀机理主要为：环烷酸和腐蚀产物之间发生化学反应后，会破坏对设备原来起到保护效用的硫化铁膜层，这样其金属表面就会长时间暴露在外而发生腐蚀，同时游离的硫化氢也会再次引起腐蚀。这类腐蚀会受温度较大影响，并且原油自身的流动速度也会对之有一定的影响，流速一般和腐蚀力度之间存在正比关系，在相关设备的泵叶轮、焊接加强件、蒸汽注射喷嘴等具有较大涡流度的部位会出现比较突出的腐蚀问题。

2.4己二酸生产中的腐蚀类型

在己二酸生产中，腐蚀的类型一般有介质和形式两大类。从腐蚀介质的角度来讲，包含四种腐蚀。一是硝酸介质腐蚀，通常是在氧化氮气体回收环节以及硝酸浓缩环节的蒸发类设备上出现；二是磷酸介质腐蚀，一般是在注入磷酸的系统管道中出现；三是硝酸—己二酸介质腐蚀，一般在氧化反应环节和己二酸的结晶环节中出现；四是环境腐蚀，通常是因为存在滴、漏等问题而引起装置构筑物出现腐蚀。另外，从腐蚀形式的角度来讲，生产中的腐蚀主要包含晶间腐蚀、缝隙腐蚀以及疲劳腐蚀。缝隙腐蚀通常是在含硝酸氧化氮气体的冷凝设备密封面上出现；疲劳腐蚀一般在因蒸汽加热引起汽锤振动的设备上出现。

3腐蚀原因分析

3.1发生化学反应引起腐蚀

在石油化工生产中，通常想要获得相应的化学产品，需要在其中加入一些特定的化学试剂，进而提取石油中的物质，或者使其形成另外的化学物质。加入的化学试剂自身可能具有腐蚀性，而产生的化学物质或者气体也会存在一定的腐蚀性，这种就主要是因为化学反应而出现腐蚀。上述不同类型的腐蚀问题就是因为发生相应的化学反应而出现的。同时，石油化工的生产需要较长的时间，设备需要长时间运转，与具有腐蚀性的物质进行直接接触，其设备表面会出现腐蚀。这会对设备结构的性能产生影响，容易发生化学产品泄漏，对环境和人体都会产生较大的危害。

3.2设备自身问题引起腐蚀

设备在石油化工生产中是不可缺少的硬件条件，所以有关腐蚀问题和设备材料选择之间存在较大的关联。石油化工生产过程具有较高的复杂性，对其相关设备的选择，其抗腐蚀性能指标非常关键，设备材料选择不同，性能也会存在差异。比如，设备材质是铁还是不锈钢，虽然在外观上没有大的差别，但是从微观结构角度来讲，具有较大的差异，所以两者在抗腐蚀性方面也有不同的表现。这是设备材质本身对抗腐蚀性的影响。另外，设备金属材料自身的质量也是影响其抗腐蚀性的一个因素。材料质量如果较差，没有单独的保护膜层，其抗腐蚀性较差，这样设备的使用年限下降，远远达不到石油化工生产的需要。同时，一些化工企业在设备采购方面的资金投入不足，所以，采购设备的过程中，对其抗腐蚀性要求不够严格。为了节省资金，设备自身性能无法达到使用要求，大大增加了出现腐蚀的可能性，这样化工生产的质量和安全都没有可靠的保证，最终对石油化工生产效益产生不利影响。再者，设备在投入使用之后，缺乏一个良好的工作环境。化工生产设备一般都需要长时间暴露在较为恶劣的环境中进行工作，这样会使设备的老化速度加快，发生腐蚀的可能性也会大大增加。并且一些化工生产企业对此类设备缺乏健全的维护保养机制，设备质量的检测周期设置不够合理，使设备的使用寿命缩短。最后，对于一些大型的石油化工设备来讲，企业投入较大，如果其中某些部件出现损坏，在更换时使用的部件与原部件质量不一，这样就会使设备整体的性能下降，增大设备被腐蚀的几率。

3.3腐蚀气体、液体流动速度引起

在化工生产中，石油化工设备的腐蚀问题还与气体、液体的流动速度存在关联。这主要是由于在生产过程中，原油自身可能存在腐蚀性物质，加入的化学试剂也有一些具有腐蚀性，在相应的条件下发生化学反应后，产生的一些物质也会具有较强的腐蚀性以及污染性。气体或者液体在出现之后，和化工设备材料之间发生腐蚀，气体、液体如果具有较快的流动速度，就会加大设备材料的腐蚀面积。同时，在接触到设备的过程中，具有腐蚀性的气体和液体也会和设备内壁之间产生一定的摩擦，设备在化学腐蚀以及摩擦力的共同作用下，内部的结构和表层保护膜都会发生一定的损坏，流动速度越快，腐蚀的面积越大，腐蚀情况越严重。

4石油化工设备防腐策略

4.1化学反应类设备防腐

面对化学反应类的设备腐蚀问题，可以使用“一脱四注”的防腐技术。首先，采取原油脱盐的方式，将一定量的盐加入到原油中，使其和水发生分解反应，进而产生硫化氢气体，这样就会形成HCl-H2S-H2O环境的腐蚀介质，在冷凝系统以及常压塔顶塔盘出现腐蚀问题，原油脱盐结束后，化工生产中减少硫化氢的添加，就能够减少腐蚀。另外，进行“四注”，也就是在化工生产的过程中，将碱、氨、缓蚀剂以及碱性水添加到设备内部，从而达到防腐的效果。HCl-H2S-H2O环境下的防腐经过“一脱四注”后，可以升级设备材质，内衬使用S22053双向钢，或者升级为NO8367超级不锈钢。也可以针对原油中有机氯增加的情况对空冷器设备选用钛制材料。针对HCN-H2S-H2O型的腐蚀问题，主要从工艺防腐和材料防腐两点入手：工艺防腐主要是通过水洗法脱除掉氰化物，加入一定量的多硫化物有机缓蚀剂隔离开化工设备和氰化物；材料防腐方面，可以使用750度317焊条加铬钼钢共同进行热处理，达到良好的防腐效果。针对S-H2S-RSH-RCOOH型腐蚀问题，主要从材料防腐的角度入手，使用铬-镍-钼-钛钢一类的耐腐蚀材料，使其在腐蚀环境下有较好的耐腐蚀性，抵抗环烷酸、硫、氯腐蚀。塔内构件的防腐，可以使用原油注碱的方式，中和环烷酸，以降低原油的酸性。同时，对油线管径适当增大，以减小气体、液体流速，增强抗腐蚀性。

4.2己二酸生产中硝酸腐蚀防护

在己二酸生产中，硝酸腐蚀是最主要的问题。这一方面的防腐工作，主要是针对硝酸生产车间环境、金属构件、硝酸设备以及管材等的腐蚀进行防腐设置。首先是从耐强腐蚀酸性介质要求出发，对耐腐材料以及防腐方案进行合理的确定，进而保证能够满足不同腐蚀环境下的防护要求。可以使用改性乙烯基酯系列的防腐材料，生产车间在处理了地面、横梁、立柱等表面后，使用改性乙烯基酯玻璃钢作为防腐隔离层，同时使用改性乙烯基酯耐酸防腐砂浆找平，面层使用这一类的胶泥粘接耐酸铸石板形成隔离防护。对于金属构件，打磨处理其基体表面，然后使用乙烯基酯渗透底漆进行封闭，再刷二道防腐中间漆。另外，有关硝酸设备以及管线腐蚀问题的防护，可以结合腐蚀情况变化曲线对金属材料进行合理的选择，比如稀硝酸可以使用白钢304L材质，浓硝酸可以使用纯铝材质。然而，在实际生产中，工艺的介质条件复杂性较高，且硝酸的浓度具有较大变化，耐腐蚀材料，会存在非耐腐蚀区浓度介质，生产中设备以及管线也会出现不同的腐蚀现象。因此，依照现阶段生产中硝酸腐蚀的现况以及生产防护需求，硝酸生产以及储运设施需要进行良好的监测，实施科学化的管理。

4.3合理选择石油化工设备

设备自身的质量和性能会对石油化工生产的腐蚀问题产生直接的影响，所以，在防腐工作中，为了确保设备在生产使用中的耐腐蚀性和安全性，需要对设备自身的质量进行良好的控制。首先，对设备的材质进行合理的确定，选择具有较强抗腐蚀性的材质，从根本上降低化工生产出现设备腐蚀的情况。另外，对采购设备的质量进行严格的把控，一些化工企业为了减少成本支出，在选购设备时，对质量的控制不够严格，一些质量检测指标并没有严格按照国家的标准要求进行，设备自身存在质量缺陷，因而容易在生产中出现腐蚀。所以，采购环节要制定严格的质量检测标准，加强对设备防腐性能的考查，保证化工设备自身的质量安全。再者，需要适当增加石油化工设备的投入，在资金方面有了良好的保证，设备自身的质量就会有更高的保证，降低出现腐蚀的可能性。

4.4强化相关人员的防腐观念

在实际的石油化工生产中，有关设备的防腐工作与相关人员的思想观念有较大的关联，所以，为了更好地推进设备防腐工作，需要进一步强化相关人员的防腐意识，确保工作人员能够严格依照工艺流程开展生产活动和设备防腐操作。在以往的生产过程中，存在因为人员操作不当引起设备腐蚀的问题，对此，可以制定完善的管理规章，对相关人员的操作行为进行指导和约束。另外，合理地制定人员教育培训方案，对其进行定期培训，从思想上对相关人员进行防腐知识教育，使其全面了解有关设备防腐的知识，认识到防腐工作的重要性，提升这方面的思想意识。再者，企业也需要对设备防腐加强监督管理，通过相应的监督机制以及奖惩机制，对工作人员形成督促作用，监督其操作的规范性，并结合奖惩制度，调动工作人员防腐的主动性，进而更好地提升设备防腐效果。

4.5加强设备防腐管理

在生产过程中，加强设备防腐主要从几个方面入手：首先，需要对化工设备的腐蚀情况进行定期检查，如果在检查过程中发现设备腐蚀隐患或者已经产生腐蚀破损的情况，需要及时将具体情况报告给有关人员，并制定出合理的防护解决方案，避免出现大的安全事故。同时，设备维修人员还要强化设备的维护管理，定期检修的过程中，需要仔细检查设备部件的微腐蚀情况，及时清除腐蚀隐患。检查的周期可以设置周次小检，月次大检，并严格依照计划执行，通过有效的设备维护管理降低腐蚀发生的几率。另外，需要利用生产班组前后例会加强人员的思想教育，全面落实安全生产理念，对设备的防腐采取责任制，执行到人，设备在运行的过程中，如果出现人为因素的腐蚀问题，就需要及时追溯原因和责任人，并根据情节的严重程度，实施相应的惩罚，以起到警示作用，提高生产过程的设备防护效果。再者，要做好设备工作环境的防腐管理，定期进行通风除尘操作，对石油化工生产中设备表层上存在的粉尘、残留液体、其他物质等进行彻底清理。同时注意对腐蚀严重的设备部件进行及时更换，部件更换的质量要符合相应的标准要求，确保设备整体的运行不会受影响。

4.6做好腐蚀介质的隔离

在石油化工生产中，腐蚀环境不可避免地存在，这主要是因为原油中可能含有腐蚀物质，化学反应中添加、产生的物质中也可能会存在腐蚀物质，对设备产生腐蚀危害，所以，需要尽可能避免设备和腐蚀介质的接触。实际生产中，设备与腐蚀介质之间无法做到完全不接触，因此，可以在设备表面涂抹防腐保护层，以此阻隔腐蚀介质和设备的直接接触。这项工作是防腐中的重点内容，设备表面做好防护，才能尽可能地降低设备内部的腐蚀影响。防腐涂料比较常用的是油漆，包括环氧树脂和酚醛树脂等。涂抹保护层之前，要对设备自身材质特性、腐蚀机理以及可能接触到的腐蚀性物质进行全面了解，同时根据实际情况确定保护层的厚度。通常来讲，设备在投入使用之前，需要使用具有较强防腐性的材料，比如防腐剂涂抹在设备的表面，直接阻隔设备和腐蚀材料的接触。另外，需要注意，对设备表面粗糙度进行处理，使用合理的方法处理设备部件表面的锈蚀以及坑洼问题，提高设备表面的光滑度。完成这一处理之后，对其表面需要进行检测，查看表面的有关指标是不是达到了标准要求，并且注意控制设备表面的干燥度和清洁度，防止杂质和水分加快设备腐蚀。再者，对化工设备的使用要进行实地考察，根据设备和环境的实际情况对防腐试剂的使用进行合理确定，结合石油化工设备的不同结构，明确合适的防腐材料以及喷涂方法。

5结语

总而言之，在石油化工生产中，设备由于存在多方面因素的影响，很容易被腐蚀。设备被腐蚀后对其生产能力、设备性能以及使用年限等都会产生较大的影响，所以，有必要进行设备防腐。通过分析设备腐蚀的类型、机理以及原因，采取合理的措施加强设备防腐工作，这样能够较好地提升化工生产的安全性。

参考文献:

[1]高瑜,郝粉青.浅析石油化工设备防腐的有效措施[J].石油石化物资采购,2021(31):19-21.

[2]程先步.试论石油化工设备防腐的有效措施[J].中国石油和化工标准与质量,2020(1):46-47.

作者：龚旭鹏 单位：唐山中浩化工有限公司