石油化工设备防腐蚀的措施和方法

石油化工设备腐蚀的措施和方法
摘要:腐蚀问题是目前石油化工方面最常见的设备问题之一,在设备遭受腐蚀后,设备的物理性能会随着腐蚀严重程度的不同而发生不同幅度的降低。在腐蚀问题发生初期,石油化工设备往往只会发生外观方面的变化,性能降低并不明显,是以大多石油化工企业往往会在初期忽略设备防腐蚀方面的问题,而一旦腐蚀程度加深,设备的性能发生降低后甚至报废后则“悔之晚矣”。由于设备长时间接触各类原料液体或气体,腐蚀问题几乎避无可避,是以防患于未然、通过防腐蚀措施提高设备的抗腐蚀能力正是其最重要且有效的应对策略。
关键词:石油化工;设备;防腐蚀;原因;措施与方法
一、石油化工设备腐蚀原因
“腐蚀”即设备在其运作环境中由于发生化学反应而令设备本身材料发生受损的一类现象,一旦腐蚀现象发生,设备某部分的材料便会发生损伤,最终的结果便是机械泽以及性能方面的降低。经过实践与调查发现,目前石油化工设备发生腐蚀的原因主要包括以下两个方面。
1.行业自身原因
石油化工生产主要具备高温、高压、强腐蚀性等特征,这些特征便决定了腐蚀问题的发生,在这些特征中,高温、高压特征的存在令金属材料的使用成为必然,但金属材料相较其余材料更容易遭受腐蚀,而石油化工设备大多为金属设备,这些金属设备有的需要解除酸性较强的溶液,有的则需要接触碱性较强的溶液,因此发生腐蚀的概率比较大。除此之外,设备材料的优劣也是致使腐蚀问题发生的重要原因之一。石油化工产业本身属于盈利性比较强的产业,但相应地,在高利润背后便是高成本,设备成本则是其诸多成本中的“大头”。许多石油化工企业为了对成本进行控制,往往会选择价格比较低廉的设备,这些设备虽然售价低廉,但在使用材质上却存在较大差异,内部精密零件也相对粗糙,在设备实际运作的过程中更容易遭受大面积腐蚀,此为石油化工设备发生腐蚀的自身原因。
2.不良化学反应原因
除了行业自身的原因外,后续设备运作过程中发生的不良化学反应也是其本身发生腐蚀问题的重要原因。一来设备运作的过程中可能常常会与带有腐蚀性的介质发生接触,这些介质随着浓度的提升,其酸碱性也会发生变化,腐蚀性亦会随之增强。当然,石油化工设备并非不间断运作,是以仅仅接触实则并不会对设备造成巨大腐蚀,但在对石油等进行化工
生产的过程中,腐蚀性介质往往需要不断流动或提升其温度方可完成生产,如此一来,介质的腐蚀性也会因此而增强,长此以往,便会对设备造成严重腐蚀,化工原料成分较为复杂,易产生不良化学反应,此为石油化工设备发生化学腐蚀的原因。
二、石油化工设备防腐蚀的措施和方法
1.科学选择石油化工设备
科学选择石油化工设备是防卫腐蚀问题的根本措施,同时也是最有效的措施,选择防腐蚀性强材料的设备能够有效抵抗腐蚀。目前,我国石油化工企业使用的设备多以碳素结构钢为原料,碳素结构钢是碳素钢的一类,一般分为普通碳素结构钢与优质碳素结构钢,前者强度较低,并不适用于石油化工设备制造;优质结构钢力学性能远远好过普通结构钢,多应用于机械零件制造,因此,石油化工设备多以此为原料。相较其余金属材料,碳素结构钢一来机械性能好,二来造价较低,基本能够满足石油化工的设备需求,但相应地,这种材料的抗腐蚀性也相对较差。为了达到防腐蚀的效果,石油化工企业在选择设备时应当对后续设备的使用途径、使用环境进行分析,如生产物的种类、生产介质的种类、生产环境的温度、湿度及压强等,在对这些因素综合考虑后,方可对设备做出科学选择,如需要长
期接触硝酸与硝酸铵介质的设备,可以选择以铁素体不锈钢为原料的石油化工设备;而需要长期接触腐蚀性气体介质的设备,可以选择以马氏体不锈钢为原料的石油化工设备,通过选择合适的材料来增强设备的抗腐蚀性。除了材料方面的选择外,石油化工企业还可以在零件方面做出合理选择,可以在设备的关键零件方面选择以抗腐蚀性较强的材料为原料的零件,次要零件方面则可以退而求其次选择以相对而言抗腐蚀性较差的材料为原料的零件,如此一来,不仅设备的抗腐蚀性得到了增强,企业本身的经济效益也得到了有效保障。
酸洗缓蚀剂2.镀刷防腐镀层或涂料
镀刷防腐镀层或涂料是增强设备抗腐蚀性的另一大有效措施,同时,也是当今石油化工企业最常用的措施。镀刷防腐镀层或涂料的实际方法主要包括以下几个方面。(1)微量元素的使用。在钢中加入铜、铬、镍等微量元素能够令钢表面生产致密性与附着性强的保护膜,这种保护膜能够在一定程度上阻碍腐蚀的扩散,以此实现对设备材料基体的保护。(2)在金属设备的表层镀金属层以增强抗腐蚀性。目前,比较新颖且有效的镀种是钛,在真空钛金炉内,借用惰性气体的辉光放电使金属或合金蒸气离子化,离子经电场加速而沉
积带负电荷的金属部件,经过在设备表面镀钛层,设备的抗高温、抗高压、抗腐蚀能力均会得到大幅度增强,但是,镀钛工艺目前刚出现不久,其成本仍然相对较高,因此为了保证经济效益,石油化工企业可以选择镀铬,镀铬能够有效增强石油化工设备的耐腐蚀性与耐磨性、恢复设备已经被磨损的金属部件的尺寸,同时其经济性远远好过镀钛。(3)在设备表面涂防腐涂料,防腐涂料也能够在一定程度上增强设备的抗腐蚀性,目前,国内比价常见的防腐涂料主要有油脂涂料、酚醛树脂涂料等,这些涂料能够有效隔离设备与带有腐蚀性的介质,有效达到防腐蚀的效果。
3.在设备环境中加入缓蚀剂
若石油化工设备的工作环境为腐蚀环境,企业可以通过在环境内加入少量缓蚀剂以达到设
备抗腐蚀的效果,目前,比较常见的缓蚀剂主要分为三类:无机缓蚀剂、有机缓蚀剂与气相缓蚀剂。其中无机缓蚀剂又被称为阳极型缓蚀剂,它包括促进阳极钝化的氧化剂或阳极成膜剂,通过作用于阳极区域促进其极化而生成保护膜,其优点显而易见,但若用量不足,保护膜的覆盖便不尽全面,且缺陷面积较小,容易造成设备穿孔。有机缓蚀剂能够吸附在设备基体表面产生不可视膜,有效阻止阴极与阳极反应,以此实现抗腐蚀,但相应地,这种不可视膜优势也可能会阻抑需要的反应,如酸洗时导致去膜速度过缓等。气相缓蚀剂的挥发性较强,可以用来保护处于贮藏状态下的金属设备零件,它能够被水解成基团吸附于设备基体表面,以此达到降低腐蚀速度的效果。相较其余方法,缓蚀剂的使用效果并不算太好,只能够在一定程度上降低腐蚀速度,但若使用得当,也能够大幅度增强石油化工设备的抗腐蚀性,达到防患于未然的效果。在实际使用缓蚀剂时,石油化工企业应当依据实际状况对缓蚀剂的类型做出选择,从安全环保性考量,保证缓蚀剂的缓蚀机理与生产过程不存在冲突。
结束语
综上所述,石油化工设备是石油化工企业生产石油等产品的关键,由于该类设备工作环境
较为复杂,是以常常会发生腐蚀性问题,对设备发生腐蚀的原因进行分析并提出防腐蚀措施堪称势在必行。目前,造成石油化工设备腐蚀的原因主要有行业自身原因与不良化学反应原因两类,而为了达到防腐蚀的目的,企业首先应当科学选择石油化工设备,从根源处增强设备的抗腐蚀性;后续则可以镀刷防腐镀层或涂料、在设备环境中加入缓蚀剂延缓设备腐蚀,以此确保设备性能与寿命的稳定。
参考文献
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