武汉炼化工程设计有限责任公司 湖北省武汉市 430000
摘要:在我国进入21世纪快速发展的新时期,在石油化工行业成长过程中,设备发挥着极为关键的作用,是不可或缺的重要组成部分。而在设备方面往往存在着被侵蚀的问题,并由此会给设备正常运转带来极大的影响,造成产品在品质上出现下降,会使得整个工作安全存在相当程度的隐患。由此不难发现,在石油化工行业里,设备防腐工作是极其关键的。基于此,本文展开了相关的分析,从侵蚀的原因出发,并由此制定相应的防护措施,旨在给同行业者带来相应的借鉴。
关键词:石油行业;石油化工设备;防腐措施
引言
相较于其他类型设备,石油化工设备具有零部件复杂及运转作业周期漫长等特点,而忽略其防腐防护环节则可能埋下生产安全隐患,严重威胁企业职工及周围人民群众的生命财产安全,造成不可预估的损失。同时,受石油化工设备自身特殊性的影响,即设备紧密型要求较高,往往需要集中排放有毒有害气体,因此不可避免出现设备腐蚀的问题,例如:轻者腐蚀问题会破坏设备外在美观性,重者腐蚀问题则缩短设备使用年限,导致爆炸事故,影响企业正常生产。
1石油化工设备常出现腐蚀的原因
1.1内部因素
设备本身的材质不同,抗腐蚀的能力也会不同,有研究显示,不同的晶粒度对腐蚀发生的速度有一定的影响。想要控制石油化工设备的腐蚀速度,尽可能地使用晶粒度较小的材质设备,如与其它金属相比,合金的耐腐蚀度就要高一些。如果机械设备有一个光滑平整的表面,那么空气与其接触的面积变小,发生腐蚀的机会就会减少。相反,如果机械设备有一个制造很粗糙的表面,空气与其接触面增大,也就增加了发生化学腐蚀的概率。
1.2外部因素
1)腐蚀性气体和液体对石油化工设备的影响:在很多石油化工生产的过程中,必须使用强腐蚀性的酸或碱溶液或气体,溶液和气体会与石油化工设备的表面发生一定的化学反应,从而引起石油化工设备的腐蚀问题,如果不及时清洁和处理残留的酸碱,不仅会导致石油化工设备腐蚀,还会在一定程度上影响水和空气,甚至影响生命安全。2)腐蚀性气体和液体流速对石油化工设备的影响:化学反应的速率与反应物的接触面积有关,腐蚀性气体和液体的流速增加,相当于变相增加了与石油化工设备的接触面积,因此也会导致石油化工设备的腐蚀加快。3)对安全生产的认识还不够高:化学制造过程涉及风险,因此有必要提高石油化工生产中安全生产的认识,通过加强培训以及完善制度可以有效提高员工的安全意识,有效降低风险发生的可能性,提高石油化工企业的生产效益。尽管一些石油化工企业已经将许多自动化技术引入了生产之中,可以有效降低石油化工生产的风险,但仍然离不开人的参与控制。如果员工的安全意识不足,无法及时发现石油化工设备中的问题,会对石油化工生产活动产生负面影响。
1.3物理腐蚀
在石油化工生产过程中,石油化工设备发生的物理腐蚀主要原因在于物理溶解破坏石油化工设备的金属构造,使得石油化工设备发生严重的腐蚀。大量金属在液态、熔碱、高温熔盐中会发生物理腐蚀,且在物理腐蚀过程中不会发生化学腐蚀,而是在液态金属中发生的物理现象。通常而言,物理腐蚀问题广泛发生在部分特殊设备当中,如用于盛放熔融锌的钢容器,在铁被液态锌溶解之后,会使钢容器发生较为严重的物理腐蚀。
2防腐措施
2.1对制造材料进行合理选择
石油化工企业每年都会因为设备发生腐蚀而淘汰一些设备,但是这些淘汰的设备因为腐蚀比较严重,因此不能对设备中的金属材料进行回收,这样就会导致企业发生经济损失,而且淘汰的设备会对土地和水资源造成污染,还会对生态环境带来破坏。基于此,生产石油化工机械设备的厂家就要对设备材料进行合理选择,选择那些既可以有效对抗腐蚀,又不会对环境造成很大破坏的材料,当然对于机械设备性能和石油化工生产要求也要进行充分考虑,如塑料材料,塑料材料对于自然环境的污染比较小,而且不需要特别复杂的处理步骤,另外,还可以防止出现金属浪费现象。如果一定要使用金属材料当做石油化工设备原料,就要先对材料特性和设备使用时长进行充分考虑,同时还要兼顾设备的抗腐蚀性,尽量使用耐腐蚀的材料,这样才能延长设备使用时长,避免因为设备腐蚀导致发生浪费问题。很多机械设备生产厂家都会根据自身经济条件选择制造材料,但是为了满足我国的可持续发展战略要求,就要对机械设备的回收再利用进行充分考虑,尽量选择质量比较高、使用寿命比较长的材料,将腐蚀问题控制在一定范围内。
2.2设备缝隙的优化
在使用铝、不锈钢、碳钢等材质的机械设备中,常常会有缝隙出现,缝隙中常隐藏着化学物质残余,腐蚀现象极易发生。如果没有及时处理,进一步发展,缝隙腐蚀就会演变成孔蚀或应力腐蚀,对机械设备造成严重损害。在设计石油化工设备时,尽量减少缝隙。同理,也尽可能的不要有凹面出现,凹面同样容易积累化学物质或者水分。如果必须要有凹面,在设计中就要考虑置办一个排水管,尽量使机械设备在干燥的环境下工作。
2.3制造过程中的防腐
加工和制造缺陷会导致设备腐蚀。因此,石油化工设备必须严格按照行业和国家标准制造。在制造阶段,冷加工的残余应力是应力腐蚀的主要因素,在冷加工期间,残余应力将残留在工件中。为了消除残余的加工应力,有必要对局部和通用设备结构的金属进行热处理,并设法将其最小化或消除。两件式焊缝在制造过程中不能再固定,焊接过程会直接影响结构的使用寿命。采用机械清洁方法,可以使用机械轧制、研磨、喷砂、高压水除锈等措施。由于设备的组成材料和特性不同,因此在热处理过程中需要分别进行处理,应灵活使用不同的处理方案。衬里或表面涂层的防腐设备是最方便和有效的方法,在设备表面使用具有不同特性的金属保护膜可以中断金属与腐蚀性环境之间的紧密接触,防止金属表面暴露,并延长设备寿命。
2.4改变结构工艺
结构工艺的设计水平是影响石油化工设备防腐能力的关键性因素,换而言之结构工艺的设计水平越高则石油化工设备防腐能力越强。因此在实际防护的过程中,相关石油化工企业必须加大对于防腐设计的重视程度,以基础结构为切入点灵活运用简单的设计原理,尽量控制凹槽的数量,避免出现凹槽累积大量腐蚀液体的问题,反而大大加剧石油化工设备的腐蚀状况。同时,秉持行业公认的石油化工设备防腐设计原则,选择相同的材料制作石油化工设备,有助于消除不同类型材料所产生的应力差。此外,以保持简洁的设备设计造型为前提条件,不得出现过于复杂的外在形态,控制接口缝隙大小,预防出现全新的划痕,尤其是严格把控人为焊接流程。
3结语
总而言之,设备腐蚀化严重影响石油化工生产的安全和产品质量。相关单位一定要找出所有可能引起设备腐蚀的原因,按照实际情况选择恰当的防腐方案,不断提升防腐技术,才能够保障生产的顺利进行。除了要选用材质结构良好的石油化工设备,还要提升员工的防腐意识,提高工人的操作能力,在设备上涂抹好防腐材料,尽可能从根源上解决腐蚀问题,从而推动企业生产的发展和进步。
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