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摘要：石油是当前应用的最普遍的化石能源，石油化工行业也是当今社会上最为重要的支柱产业之一，它的良好发展对于社会经济的发展起着相当重要的作用。在石油工业领域，每年因腐蚀破坏而造成的经济损失数额巨大，为了更好地保护人身安全及财产安全，本文从分析应力腐蚀的危害和机理入手，着重介绍了石油化工静设备中应力腐蚀开裂的成因与防护措施。
关键词：石油化工；静设备；应力腐蚀开裂；危害；防护措施
引言
我国石油化工应力腐蚀产生的破坏行为能占整个石油化工腐蚀的50%左右。日本在对近17年内发生的应力腐蚀事件进行统计期间，发现当前应力腐蚀能占开裂腐蚀的42.2%左右，美国的杜邦公司也有相似的数据调查显示。应力腐蚀事故发生之时，由于应力腐蚀开裂是一种较为常见的破坏性行为，所以应被看成是石油腐蚀开裂预防工作开展的重点。本文主要概述石油化工静设备中应力腐蚀产生的问题，通过分析石油静设备应力腐蚀预防措施的同时，能避免开裂的产生。
1概述
应力开裂是材料微观变形中的一种方式，而其中的应力腐蚀是因金属材料或其他合金材料在具有腐蚀性物质存在的情况下，该物质对金属材料内部原子间具有一定的作用，使得该原子周围的电子丢失，进而使得金属物质的原子结合力大幅度降低，随着拉力的增大，最终使得金属物质发生断裂等宏观形变，称此变形为应力腐蚀变形。
应力腐蚀断裂在宏观变形上一般表现为脆性断裂，一般形变是沿着材料晶界进行断裂变形，若材料具有拉应力作用，也有其他具有腐蚀性物质存在于晶界间，同时，金属材料可被腐蚀性物质腐蚀，便可发生材料应力腐蚀变形。
2石油化工静设备的特殊工况
之所以石油化工行业出现的静设备腐蚀开裂现象多发，与整个行业的工况特殊性是分不开的，具体情况主要包括：第一，石油化工相关的设备很多都是重型设备，也正因为如此设备中的拉应力相对较多；第二，由于重型设备使用较多，所以材料构成也是以金属为主；第三，石油化工的环境是高温易腐蚀的，设备长期在其中工作难免会被腐蚀。
3石油化工静设备应力腐蚀开裂成因
3.1存在拉应力
石油化工行业使用的设备中存在拉应力的原因无非有两种：制造中产生的拉应力、使用过程中产生的拉应力。石油化工工业相关的设备很多都是重型设备，也正因此设备中的拉应力会相对较多。重装备的生产很难做到精细，也因此产生拉应力。
3.2金属和合金
石油化工静设备使用工况十分特殊，尤其在选材上偏于苛刻，其中较多使用低合金钢和不锈钢等。使用中较为常见的材料有碳素钢等。一般的压力容器多使用低碳素钢和低合金钢等。这里提及的低合金钢既在普通的结构钢前提下加入少量或者微量的合金元素。
3.3改变腐蚀环境
由于石油化工设备使用的环境的特殊性，其极易发生腐蚀损坏，原油于管道中流动时，会给管道创造一个高温、湿润且具有腐蚀性物质的环境，因此，使得管道容易发生化学反应，造成管道内腐蚀应力升高，增加其破坏变形的概率，基于此背景进行考虑，可采取以下几种方法降低其应力腐蚀强度。
（1）保持材料表面清洁。注意防止腐蚀介质浓缩，这需要在外包之前对罐体进行清洁处理，例如，采用高压水洗去除污垢等。
（2）使得罐体处于干燥状态。罐体中水的存在可使的罐体与其他腐蚀性物质或者空气发生电化学反应，罐体因此而处于腐蚀应力较大的状态，基于此，在罐体冷却及运输过程中，应保持罐体的干净，清洁。当然，这也是目前所面临的一大问题。
4应力腐蚀开裂的防护
4.1合理选材优化设计结构
在选择材料方面，首先需要知道的是，在某些环境下一些金属或者合金材料是不会发生腐蚀作用的，所以说在进行相关的静设备设计工作的时候要根据实际情况灵活转变，按照具体的环境变化来选取那些不易发生腐蚀的材料，例如，如果设备的工作环境中含有Cl这一类元素的时候，需要选用那些不易与Cl发生反应材料，需要提出的是，奥氏体不锈钢是较容易与Cl发生反应的。
4.2石油化工设备日常使用中的维护
设备的使用寿命，除了和其制造、安装过程有关系外，设备在后续的生产过程中，需要按照制定的操作规范来对设备进行管理维护，这也是对设备进行管理的最后一道工序，可以通过以下几点来进行维护：
根据设备的实际工况进行设备的维护和保修，使得设备应在其额定工作电压、适当温度以及其他规定的技术要求方面进行维护，也应减少设备非正常操作时间，使得设备可正常运行。
针对设备的运行情况及技术情况，制定较为符合且全面的设备检查项目，尤其是针对设备中具有较为危险的部件进行重点检查，及时发现设备运行过程中的不安全因素，从而避免造成较大的损失。
在设备检修过程中，要根据施工要求进行文明施工，从而避免不必要的二次损伤，检查完毕后，可对设备进行必要的修复。
4.3文明施工
静设备的应力腐蚀开裂现象当中，有很大一部分是由于设备本身在加工生产过程中所残余的应力所引起的，因此如果能够在设备加工生产的过程当中，通过合理的工艺方法和管理方法，使残余应力尽可能的减小，那么便可以有效减少腐蚀开裂现象，提高设备的质量和寿命。
静设备当中的残余应力主要产生在设备零部件的组装过程以及焊接过程当中。在组装过程中，操作人员很可能不依照规定的工艺流程进行操作，或者在操作的过程当中没有达到工艺要求和质量要求，造成了人为的应力残留。譬如说在组装的过程当中操作人员采用了暴力装卸的方法，对于尺寸链以及公差链出现问题的组装件采取了暴力组装。虽然完成了整体组装并达到了尺寸要求，但是却造成了应力过于集中的现象，再加上组装过后没有做消除应力的处理，或者处理质量不合格，那么残余应力将会很大。在焊接的过程中，造成残余应力过大的原因，最常见的就是焊接操作者在进行焊接操作时没有按照焊接工艺进行操作。譬如在进行工件焊接时随意性较大，不按照焊接工艺规定的焊接顺序进行焊接，导致应力无法及时排出，造成了应力集中的现象。在进行焊接时没有按照焊接工艺要求的焊接方向进行焊接，这种情况在多人合作焊接时最容易出现。这种现象将直接导致大工件的焊接变形以及应力过分集中，为后续的应力排除工作造成了非常大的难度。两种焊接问题导致的应力集中现象在进行排应力的过程当中基本无法排净，而且残余应力很大，对静设备的质量和寿命影响非常大。
结语
在石油化工行业中，静设备是应用相当多并且范围相当广泛的一种设备，同时它也是很容易被腐蚀的一类设备。无论是在设备制造阶段，还是安装使用和维护保养的阶段都存在着发生腐蚀开裂的条件，这些条件的综合作用促成了设备的被腐蚀开裂，严重地影响到了行业生产活动的合理进行，也造成了大量的资金浪费。静设备应力腐蚀开裂的问题应当受到足够的重视，在静设备的整个生命周期内都要采取防腐蚀措施，尽最大可能降低静设备腐蚀现象的发生概率，这样才能更好地促进石油化工行业的发展。
参考文献
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