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摘要：近年来，炼油化工装置腐蚀问题越来越突出，使得原油泄漏事故呈明显上升的态势，这对石油炼化装置安全以及设备的长期运行造成了巨大的威胁。在行业领域，个别企业甚至多次发生由于管线与装置遭到腐蚀而引发的大火事故，即使大部分事故能够在第一时间内妥善处理，但这依然对安全生产造成了巨大的挑战。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；防护措施
引言
在我国的石油化工行业中，应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking，简称SCC）造成的设备事故在整个石油化工设备腐蚀破坏事故中所占比例高达50%左右。日本曾对17年内所发生的306起设备腐蚀破坏事故进行了统计，其中应力腐蚀开裂占42.2%，美国杜邦公司的调查也有类似的数据。在腐蚀破坏事故中，应力腐蚀开裂是最危险也是较为常见的一种破坏事故。因此对石油化工设备应力腐蚀开裂的预防工作一直是防腐蚀工作的重点。
1应力腐蚀开裂定义
应力腐蚀主要是金属在特有的合金材料中，由于受到拉伸应力的或者特定的腐蚀性介质影响，产生的腐蚀性破坏，通常介质腐蚀的温度为40-300度左右。由于金属或者合金失去原有的电子作用后，使金属以及合金的整体强度降低，受到拉应力作用，这就让金属以及合金在远低于屈服强度的情况下，产生无形变预兆的破坏现象，这种现象也可以被称之为低应力脆断或者应力腐蚀。
2石油化工静设备应力腐蚀开裂成因
2.1腐蚀介质
石油化工工作环境属于高温易腐蚀环境，某些加压减压设备还涉及压力环境，这都为腐蚀开裂提供了便利。一般来说，静设备的环境温度即室内温度甚至可达几百摄氏度，这种高温对于材料腐蚀反应起到了加速的作用。同时，一些设备还会对液体进行加压，这也会加速腐蚀反应的进行。另外，石油中存在的酸性物质对设备腐蚀比较严重，比如原油当中就存在大量含硫的酸性成分，并且相对于新油，长期储存的油由于氧化反应等原因，酸性会加强。
2.2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石油化工静设备应力腐蚀开裂防护措施
3.1选择合理结构
在进行设计工作时，可以针对设备使用的实际情况，将使用过程当中容易发产生问题的材料进行规避处理，尽可能的使用不易发生应力腐蚀开裂的金属材料。尤其是在关键部位上必须要使用不易产生应力腐蚀的材料，在其他相对并不关键的位置上可以使用一些成本相对低一些的普通材料，但要满足整体结构强度以及方便维修与更换的要求。譬如在设备工作介质中如果氯离子的含量相对较高，就需要尽可能减少奥氏体不锈钢的使用，在设计过程中要用其他同等或更高强度的其他材料进行代替。在应力腐蚀开裂的预防措施当中，良好的结构设计能够达到很好的防范效果。
通过良好的结构可以对设备中腐蚀物质的积存，减少其对设备的腐蚀能力，并且还能够减少拉应力集中的情况，避免了应力集中造成的金属疲劳和开裂现象，能够从设计的源头处便减少了应力腐蚀开裂现象产生的几率，使设备的整体寿命和质量得到了极大的延长和提高。
3.2选材和工艺优化
在选材方面，要首先明确两点：一，合金的易腐蚀主要针对某些特殊环境，不是所有环境都易腐蚀。例如，304不锈钢含铬，其对硝酸的耐腐蚀性就比纯铬要差。二，石油化工静设备中，大部分材料都能够保证使用的寿命和质量，不存在大量的应力腐蚀开裂现象。因此，对于选材，应当加强耐腐蚀的区别意识，静设备不同的部位根据其所处的小环境不同，选择不同的材料进行打造，关键的部位尤其需要注意使用不容易腐蚀的材料，主体部分可由工况环境来选材。举例来说，奥氏体不锈钢对于氯元素的耐腐蚀性较差，因此在含氯的环境中，尽量使用其他合金代替，以减少腐蚀开裂的发生。工艺方面，应当优化设备的生产工艺，减少在设备生产中的残余应力。优化设备的结构，由于静设备大部分为重型设备和非标设备，因此，设备的结构和工艺在制造中所占比重还是很大的，只有一个好的结构才能减少设备生产过程中拉应力的残余，从而减少应力腐蚀。
3.3减少设备安装残余应力
静设备的残余应力，确实有一部分是由生产工艺残留下来的，但是还有一部分是由于安装人员在安装过程中，没有按照规范进行操作，或者未按照要求的质量进行安装，这都会使设备组装完成后残存下来人为的应力。举例来说，组装过程当中，对设备进行暴力的的拆解和组装，虽然仍然能够组装成功，但是由于尺寸不完全匹配，所以残余应力较大。再比如，在焊接工程中，没有按照工艺要求进行操作，不按照规定的顺序焊接，以及没有按照要求的焊接方向进行焊接，这些都会导致残余应力的加大。还有就是没有按照规定的要求对设备的残余应力进行消除。这些都对设备的质量和寿命有很大影响。存在着多种方法对组装过程中残留下来的应力进行消除，比如：①组装完成或者焊接完成后进行热处理，这样可以利用金属自身的柔韧性消除应力。②对其用应力反方向的力进行拉伸，以消除应力。③使用喷砂的方法进行应力消除，提高设备寿命。④利用水压实验的方法进行应力排除。⑤利用温差拉伸的方法进行应力排除。⑥利用振动的方法进行应力排除。这些方法在处理应力残留方面是很常用的。这方面建议对安装设备后的残存应力进行检测，设定一个应力的限定标准，若安装后设备应力超过此限定值，则对安装人员作出惩罚；同样，若应力远远小于这个限定值，则对安装人员进行相应的奖励。即制定一个相关的奖惩措施，这样不仅对工厂有利，而且对安装这一部分大环境的提升有利。
3.4石油化工设备日常维护
设备使用寿命，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。
结语
应力腐蚀开裂在石油化工静设备在安装使用、设计制造、日常维护的整个使用周期中，较为普遍的存在着。这些条件的互相作用，促成了石油化工静设备应力腐蚀开裂的发生，是应力腐蚀开裂在石油化工静设备腐蚀破坏中占比最高的原因，同时，对于石油化工静设备的应力腐蚀开裂破坏，应高度重视，从设备设计、制造、安装到使用等各个环节严格按照标准规范施工，进而减少因应力腐蚀破坏造成的损失。
参考文献：
[1]王一龙，杨平希.在役油气管道应力腐蚀开裂及其防护措施[J].山东化工，2019，48（05）：123-124+128.
[2]龚伟民.石油化工静设备的应力腐蚀开裂与防护[J].中国石油石化，2017（08）：27-28.