石油化工腐蚀与防护期刊官网

摘?要 在石油的开采和冶炼的工程中我们需要用到很多的机械加工辅助设备，由于这些设备所处工作环境的恶劣以及保养不周等原因，在设备使用过程中会经常发生腐蚀现象。这些腐蚀现象会对石油化工设备造成损坏，导致石油开采与产品生产成本提高，石油的生产率降低，更有可能威胁到周围的环境，造成巨大的工业污染。本文旨在对石油化工设备腐蚀的防护与监测问题进行分析，以预防与监控现实中可能出现的设备腐蚀问题，提出良好有效的对策。 关键词 石油化工；设备腐蚀；防护；监测 中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0166-01 要探究出更有效的防护与监测腐蚀的措施，必须先从石油化工设备的腐蚀源头出发，根据理论与实例，浅析与罗列可能造成设备腐蚀的途径。并且针对这些可能发生腐蚀的情况，制定出相应的防护与监测措施，以达到一定的防护效果。当应力和腐蚀环境组合时，很容易造成设备的腐蚀与损坏。 1 原油中存在的腐蚀介质 1.1 无机盐的腐蚀 原油在开采中，原油中的水分经过脱水处理，已大大减少。但仍然不能完全去除水分，这部分水分中带有一定成分的无机盐，如氯化钠和硫酸钠等，当这部分水分与原油产生乳化结合，之后由于炼制原油过程中的加热处理，该类无机盐便会因为受热而发生水解。之后便会形成某些强腐蚀性的气体，如氯化氢气体等。这些气体随着水蒸气共同从塔顶排出，在塔顶冷却时，强腐蚀性气体会形成酸性溶液，对塔顶附近的机械系统造成酸性腐蚀，破坏其冷却功能。 1.2 硫化物的腐蚀 众所周知，原油中含有一些硫化物，常温常压下，或温度并不很高的条件下，硫化物并不会对设备产生明显的腐蚀与损害。但是，当温度接近或高于三百五十摄氏度时，电化学腐蚀情况便尤为严重。并且，其腐蚀能力会随着温度的增高而持续加强，例如在设备减压等条件下，该类情况下的高温对硫化物的活性起到了强有力的催化，腐蚀程度较高。 1.3 氮化物的腐蚀 除了上述几种物质以外，原油中还存在着某些氮化物。在石油的加工过程中，该类氮化物会经过一系列反应，生成氨气等。该类气体或物质在石油的蒸馏过程中与水结合，也会生成腐蚀性物质，促使设备发生又一种电化学腐蚀。并且，硫化氢与氨水共同反应，会使电化学腐蚀加重，对储存罐或管道内壁涂料造成腐蚀，在石油产品生产中造成设备的故障和一些事故的发生。 1.4 水分造成的腐蚀 在无机盐腐蚀中我们可知，是由于水分中存在的无机盐对石油化工设备造成了一种腐蚀，然而，石油开采过程中，或者石油分馏、冷却过程中所产生及引进的水分，也会给设备制造了一个适宜的腐蚀环境，同时，水分也未化学反应的顺利发生提供了良好的条件。冷却器中的水分与石油分馏中产生的部分物质进行溶解反应，使设备构造或分馏、冷却系统造成损毁或破坏。并且，该类情况在易腐蚀部位时有发生，例如储油罐底部等。再次，系统中堆积的水分会在管道及机械系统中形成水垢或造成金属管道的生锈堵塞。这在冷却装置中最为常见，会造成石油产品泄露或污染的可能。 2 外界环境中存在的腐蚀介质 现阶段我们发现，大多数石油化工厂的设备是存在于露天的情况下，或者大部分暴露在自然环境中。因此，外界中主要的腐蚀介质来源于大气中，这些大气腐蚀会对设备造成不同成对的侵蚀与破坏，从而影响设备的正常工作与石油的正常生产。 2.1 水蒸气 在自然环境中，空气里存在一定量的水蒸气，其大多情况下以气态形式出现在大气中，因此并不会对石油化工设备带来任何影响。然而在温度较高或温差较大的天气下，热的水蒸气碰到金属设备表面，冷却凝结成为液态水。而由于设备金属表面不完全光滑，因此在设备表面凹陷处会存在液态水的累积，累积较厚的水膜与空气中酸性或碱性气体杂质产生相应物理或化学反应，形成腐蚀性溶液，导致该类设备产生电化学腐蚀。 2.2 氧气以及其他气体 金属设备所具有的化学活性强，在长期与空气接触下，空气中的氧气会与其作用形成氧化膜。虽然这层氧化膜会对设备表面形成一定程度的保护作用，但是由于工业环境中，二氧化硫等酸性气体大量存在，其会对设备表面的氧化膜造成破坏，导致其与设备金属表面接触产生化学反应，加重对金属设备的腐蚀。 3 石油化工设备腐蚀的防护措施 3.1 石油化工设备的设计 要注重腐蚀的防护，首先要从石油化工设备的合理设计开始。我们需要充分考虑腐蚀产生的原因及腐蚀介质源头，使设备的设计体现出腐蚀控制措施。这个设计包括设备的选择，设备的构造与结构设置，在设备易腐蚀部位，加强保护措施的设计与布置，例如添加保护罩等，使设备易腐蚀部位减少与外界接触等等措施。 3.2 石油化工设备的材质选择 石油化学设备的材质选择，也是其防护腐蚀的一项重要措施，在石油产品的生产中，设备材质的物理化学特性影响着设备的使用寿命及安全性等。在石油产品生产中，合金与不锈钢等金属材料广泛运用，然而该类金属材料由于其本身特性，总是容易被酸碱溶液等腐蚀。非金属材料相对之下，具有更良好的耐腐蚀性，并且其种类繁多，在石油化工设备中逐渐运用，如玻璃纤维等。随着科技的发展和进步，各种新型材料也正被广泛研制，种类不断增加，为之后的设备腐蚀的防护奠定坚实的基础。 3.3 电化学腐蚀防护 电化学腐蚀的防护主要由阴极与阳极防护组成。其中，对于阴极防护，一般做法是，将一定量的阴极电流通入金属设备表面，抑制金属离子的溶解，防止金属的腐蚀。同时，对于阳极，方法是通入阳极电流，以使电位提高，有效抑制金属的腐蚀。 3.4 石油化工设备表面的防护 在石油化工设备的表面，增加防护层十分重要。在外可防止金属设备表面与外界大气中的腐蚀介质的接触，在内可防止原油中腐蚀介质对设备内部装置的腐蚀，避免不良腐蚀反应的发生。 现阶段，石油化工设备中常采用的添加防护涂料的方法进行防护。在金属表面增加金属或非金属层，隔绝外界或原油内部的腐蚀。同时也要根据物质的特性和所使用环境的情况选择合适的涂料或 镀层。 4 设备正常运转的监测 为了保证石油化工设备的长期正常工作运转，除了进行相应防护操作，例如改进设备易腐蚀部分的材质，合理使用相应防腐蚀涂料等，还需要对设备进行全方位监控，实时监测设备状况。 石油化工设备运转过程中发生的异常故障可分为工艺和设备故障两类。两种故障在一定情况下会交织发生，造成设备部分温度过高，致使设备部分异常受热变形、开裂等损坏情况，进而造成石油产品泄漏或与外界不良接触，导致污染发生。需要建立起有效监控系统，采用先进仪器对石油化工设备的腐蚀情况实时监测，尽早发现和预防腐蚀造成的危害，避免更大危害的产生。 同时也要对监测设备进行定期维护与保养，检修其出现的日常问题，保证该仪器设备的正常使用和正常监测，及时预防石油化工设备腐蚀带来的生产上的危害。 5 结论 随着国家石油化工产业的发展与进步，石油化工设备的腐蚀现象也不断增加，其导致的设备损毁及安全事故也时有发生。通过以上对设备腐蚀原因的全面分析，归纳总结出了相应的防护与监测方法。当然，上述分析的也只是常见的腐蚀状况，在实际中，仍然存在其他的腐蚀问题，需要根据实际状况，制定有针对性的防护措施与补救方法及对策，同时，要逐步采用先进的状态监测仪器对运行中的设备进行腐蚀状态监测， 为预测维修打好基础 。防护与监测并重，将腐蚀的危害降到最低，将腐蚀的破坏程度大大降低。 参考文献 [1]王磊.浅谈石油化工设备的腐蚀问题[J].科技向导,2011,26:256. [2]卞建华,张建民.石油化工设备腐蚀问题的探讨[J].山东化工,2008,37:30. 作者简介 伍龙燕（1977—），男，工程师，2001年毕业于甘肃工业大学，化工设备与机械专业，工学学士学位，现从事核电站常规岛压力容器、石油化工设备的设计开发工作。