石化机械设备腐蚀原因和应对措施的探讨

李云鹤

（大庆石化公司化工一厂碳四联合车间，黑龙江大庆 163714）

0 引言

所谓腐蚀，是电化学反应引起的机械设备外观和内部质量的下降。石化机械设备很容易出现严重的腐蚀问题，也会对机械设备产生一定的危害和影响。这些腐蚀通常由外部、内部的原因引起，为了更好地保证石化机械设备的使用性能，就要高度重视此类设备的腐蚀性问题。通常情况下，可以采取正确使用石化机械设备防腐材料、积极做好机械设备防腐工艺流程的科学优化以及对机械设备采取有效的防腐方法等，来达到石化机械设备的防腐蚀工作目标。否则，将十分不利于石化企业的发展。

1 石化机械设备腐蚀类型

（1）均匀腐蚀。均匀腐蚀是指发生在石化机械设备金属表面的腐蚀类型，其造成的危险相对较小。对于这种腐蚀，在工程设计中一般只考虑腐蚀余量，因为腐蚀余量足以确保金属材料的使用寿命和机械强度。

（2）局部腐蚀。局部腐蚀又称不均匀腐蚀，其特征是腐蚀部分集中在特定的部位。与均匀腐蚀不同，石化机械设备的局部腐蚀一般腐蚀面积不大，但腐蚀程度比较严重、危害程度更高。

（3）化学腐蚀。石化设备中的腐蚀性材料，一旦与金属接触就会相互作用发生化学反应，这将使机械设备很容易遭到损坏，特别是在温度较高的环境下，化学反应速度会更加明显，腐蚀问题也更加严重。另外，如果金属零件遇到电解质物质，也会使机械设备出现腐蚀问题。

（4）其他类型腐蚀，包括高温氧化腐蚀、缝隙腐蚀、电化学腐蚀、工业大气腐蚀等。

2 加强石化机械设备腐蚀监测的意义

石化机械设备抗腐蚀测试的主要目的是，降低设备的腐蚀程度，保证设备的正常运行。该项测试的意义主要有两个。

（1）提前发现设备腐蚀问题并提前预防。石化机械设备的使用寿命会因外部因素的影响而变化，实时监控其腐蚀防护有助于延长其使用寿命。例如，石化机械设备浸泡在强腐蚀性化学物质中，或者长期暴露于高腐蚀和高强度的操作环境下，将会加速老化，影响其正常使用，大大缩短其使用寿命。

（2）保证预算成本的精确度，提高企业经济效益。石化机械设备普遍成本偏高，但使用期限相对较短。无论是设备维修还是更换设备，都会增加企业的资本投资和预算。做好机械设备防腐蚀检查工作，可以减少石化企业的资金预算差额，保证预算成本的精确度，提高石化企业的经济效益。

3 石化机械设备腐蚀的原因

3.1 内部腐蚀

由于机械设备本身属性不同或者设备内部金属材料构成不同，面对腐蚀的可能性和严重程度也会不同。不同的金属材料之间发生化学反应产生相互腐蚀的问题，容易导致石化机械设备内部出现腐蚀问题。通常影响石化机械设备材料腐蚀的物理因素主要有两个：一是金属材料的属性；二是金属材料表面的粗糙程度。一般情况下，金属材料的粒度越大，设备的耐腐蚀性就越好。金属材料的表面粗糙度也会影响设备内部腐蚀程度，不过如果在设备表面使用某些化学试剂、形成氧化保护膜，将为设备金属表面提供良好的保护。但是，在金属材料表面涂化学剂时，应注意材料的特殊位置。例如，金属材料表面的接缝和机械设备的凹槽处不容易被照顾到，无法保证正常的防腐蚀作用，很容易引起电化学腐蚀现象，导致严重的金属化学腐蚀问题。

3.2 外部腐蚀

外部腐蚀是石化机械设备腐蚀的常见类型，一般为化学腐蚀和物理腐蚀两种。

（1）化学腐蚀是由生产过程中机械设备引起的工艺不完善或者使用材料的问题导致的化学反应产生的设备腐蚀问题。或者石化机械设备本身的耐腐蚀性较差，在周围潮湿环境的影响下，容易产生化学或者物理反应，产生腐蚀问题。此外，当周围温度过高时，设备的材料与金属之间的化学反应非常强烈，也会引起强烈的腐蚀反应。

（2）物理腐蚀也是石化机械设备外部腐蚀的重要问题。比如，由于这些设备需要与流动的液体（如碱液）接触，在接触过程中液体的性质或流速也会影响设备防腐蚀性能，在一定程度上会加快设备的腐蚀速度。也就是说，当碱液和其他液体在设备表面流动时，这些液体将会对设备金属表面的保护膜产生很大影响，随着流体洗刷金属的速度增加，对金属保护膜的冲击也逐渐增加，更易产生设备的金属腐蚀空隙。随着冲击时间的增加，金属腐蚀空隙可能会变大，进一步会增加设备金属缝隙腐蚀的面积，最终可能导致设备金属表面的全面腐蚀。

3.3 其他腐蚀

石化机械设备设计缺乏合理性、材料选择缺乏标准化、加工过程中无法保证质量以及防腐蚀过程中的措施不当等，这些因素都会导致机械设备的腐蚀损坏。在使用链环时，由于局部存在高应力因素，石化机械设备会受到化学损伤和一些机械损伤。在这些局部损坏中，还有浓孔腐蚀、晶间腐蚀、磨损和缝隙腐蚀等问题。此外，如果一组气态碳化物介质，氧气、氢气等，一旦这些介质扩散到金属部件中，腐蚀性环境和压力的结合将加速石化机械设备的损坏和腐蚀。

4 应对石化机械设备腐蚀的措施

4.1 采取有效的防腐方法

（1）机械设备金属表面进行防腐材料涂层，这也是最直观、最简单、最常见的防腐方法。选用优质防腐材料涂层，将设备的金属表面和腐蚀性物质完全隔离。涂层的防腐不会改变设备的强度和结构，其外保护层能有效地将设备与腐蚀介质隔离开来。石化行业可选用酚醛树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸酯树脂和磷酸漆等。涂装防腐材料时，要严格要求涂装能力，了解机械设备的性质、防锈能力、涂膜老化等，力求涂抹均匀，同时应特别注意焊接间隙和死角位置，保证设备的每一个部位全部涂抹完整。

（2）采取合理的化学措施，如牺牲阳极法、外加电流法。牺牲阳极法是指以比设备的金属电势低的电势材料作为电池的阳极，并将其固定到设备的表面。对于腐蚀的电池，如果该器件成为阴极，就可以起到保护设备的作用。例如，当锌与铁设备的表面连接时，阳极锌的溶解将代替原来设备中铁的腐蚀和溶解来保护设备。该方法在我国石化企业得到了广泛应用，在地下管线和化工厂的保护方面也取得了良好效果。外电流法则是通过外接电源对设备进行保护，可以促进阴极电位向超负方向转移，通过还原反应实现设备防腐的目的。该方法通常用于石油化工企业的酸液管道、石油管道、地沟及地下水管道的防腐工作。

4.2 正确使用防腐材料

在石化机械设备的防腐管理中，设备材料的选择非常关键，所用材料的性能、抗腐蚀的能力会影响设备的腐蚀程度，进而影响设备的使用寿命和可靠性。因此，所选材料的质量在选择过程中是否合理非常重要。在合理选择材料时，应特别注意材料的机械性能和耐腐蚀性，也应充分考虑非金属材料和金属材料的差异：材料的机械性能主要是指材料本身的韧度、抗疲劳性能以及强度等特性；材料的抗腐蚀性主要是考虑材料在不同环境下的腐蚀速度、腐蚀程度，同时也要注意考虑局部腐蚀类型的敏感性以及如何处理缝隙腐蚀的问题。

4.3 防腐工艺流程的科学优化

由于石化行业本身的复杂性和特殊性，有很多方法可以科学优化机械设备的防腐工艺流程，通常采用的方法有以下两种。

（1）减少气体中的水分。一般来说，室温尤其是在干燥的空气中，空气对金属物体的影响相对较小。当空气中的水分过多时，将会对金属腐蚀问题产生很较大影响。因此，在机械设备防腐工艺加工过程中，有必要增加一些干燥和冷却设备，来有效减少气体中的水分含量。例如，在氯碱生产中可用浓硫酸来干燥。

（2）提高空气的温度。升高温度的目的是促进气体中水分的连续蒸发并防止水分凝结，从而有效减少机械设备腐蚀。

5 结束语

机械设备腐蚀是石化企业生产过程中不可避免的问题，对生产过程有很多不利影响。设备腐蚀的原因分为自身原因和外部原因，机械设备类型不同，腐蚀问题的级别也不同。但是，无论是哪种问题，一旦发生腐蚀均会严重影响机械设备的运行，造成许多隐患，导致运行成本增加，甚至会污染生态环境。因此，石化企业应及时、积极地采用正确的应对方法和新的防腐蚀工艺，有效改善设备，提高防腐蚀水平。