试析化工机械设备腐蚀原因及防腐措施

发表时间:2021/9/3   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者:向春青
[导读] 一般来讲,腐蚀特指金属的腐蚀。按照腐蚀的性质来看,可以分为化
      向春青
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      摘要:一般来讲,腐蚀特指金属的腐蚀。按照腐蚀的性质来看,可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。其中化学腐蚀主要是由非电解质和金属发生化学反应而导致的破坏,电化学腐蚀主要是指电解质溶液和金属发生化学反应而产生的破坏。在井矿盐蒸发设备中,高温、高压、高浓度氯离子水溶液是形成金属强电化学腐蚀的充分必要条件。按照腐蚀的表面形态来看,腐蚀可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类,其中局部腐蚀又可以分为孔蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀和磨损腐蚀等类型。据统计资料,腐蚀破坏中20%属于均匀腐蚀,80%则属于危险的局部腐蚀。
关键词:化工机械设备;腐蚀原因;防腐措施
引言
      化工设备运行所处的环境复杂,腐蚀现象难以避免。在化工设备失效原因的统计中,因腐蚀导致设备失效占所有失效原因的41%。腐蚀反应不仅对设备本身的质量和性能带来不利影响,缩短使用寿命,也不利于化工生产的安全稳定。介质泄漏会造成资源浪费,同时埋下很大的风险隐患,容易引发安全事故,对周围环境造成严重破坏。为此,加强化工设备防腐工作十分重要。只有充分重视化工设备防腐问题,探索科学的防腐技术措施,才能保障好企业生产安全和生产效益,避免事故发生。
1化工机械腐蚀的类型
      1)机械设备局部腐蚀。化工机械设备腐蚀主要有两种形式,一种是均衡腐蚀,一种是局部腐蚀。局部腐蚀十分普遍,整体腐蚀并不明显。如局部零件与介质或介质中的杂质受到特定温度和压力作用,出现局部化学和电化学腐蚀,则会阻碍机械设备的平稳运行,这要求工作人员加大对局部腐蚀的重视。2)机械设备均衡腐蚀。均衡腐蚀即设备整体腐蚀,这种腐蚀常见于化学机械。工作人员可采用专业的线性函数计算金属腐蚀速率,长期浸泡于弱腐蚀性溶液的金属中,或长期接触某些腐蚀性介质的金属,容易出现均衡腐蚀。
2化工机械设备腐蚀的主要原因
      2.1内部原因
      设备制备的过程中采用的原材料质量不高或材料加工工艺水平不高,导致化工设备材料抗腐蚀性能不强;在设备或部件的运输、存储过程中,因技术或环境不当导致设备材料发生腐蚀。在设备制备、采购、运输、储存的过程中,因质量管理或技术管理不合格均容易导致设备腐蚀。
      2.2外部原因
      1)介质的流速。介质流速对设备腐蚀的影响尤其明显,介质与金属构件的相对流动速度过快,是金属表面腐蚀的重要原因。另外,振动因素也会加剧流板罐笼磨损与腐蚀。2)外界温度。介质的温度对腐蚀情况具有显著影响。温度升高后,电解溶液电阻随之降低,扩散速度加快,进而加剧腐蚀。油品中含有部分活性硫,受高温条件的影响,硫迅速分解,以此产生硫化氢,硫化氢具有较强的腐蚀性,储罐也会受到严重的腐蚀。
3化工机械设备防腐工作的有效措施
      3.1规范原材料管理及预处理
      严控来料管控,对来料实行来料必检作业,制定严格的来料检验工艺和检测操作指导书,如图3所示,对原油品质进行等级划分,按照不同等级,制定不同的加工方案,加强对低品质原油的监控,严格监控其输送和掺炼量,严控腐蚀介质,从源头上控制原料对化工装置产生的腐蚀。在操作过程中,要强化防腐管理,确保脱硫、脱盐后,油品中含盐、含硫、含水量在可控范围内。
      3.2机械设备中增设防腐保护层。


      机械设备生产中需在设备表面喷镀一层具有抗腐蚀性的金属或非金属物质,这类物质也可对金属进行科学的氧化和磷化处理,以此隔离设备金属表面和介质,防止金属腐蚀。保护层通常为金属表面一层十分致密且不易出现腐蚀现象的物质,能够有效避免设备腐蚀。增设保护层可控制机械设备和表面技术的化学腐蚀和电化学腐蚀。金属保护层法是最常用的保护方式,即在金属表面镀上一层致密的金属或合金。金属喷镀主要是在高温的条件下熔化金属,随后以压缩的空气将熔化后的金属制造成雾沫状的微粒,将其快速喷射到经预处理的基体表层,进而形成金属镀层。采取喷镀法可形成一层致密的金属镀层,这种处理方式能够与基体牢固结合,防护作用较为明显。
      3.3完善设备防腐蚀监测制度
      为了有效防止和控制化工设备腐蚀,更好地保障生产装置安全运行,企业及设备管理部门应根据生产工艺中腐蚀介质的流程分布情况,加强对生产设备的腐蚀检查,建立腐蚀监测网络,为设备检修和防腐工作提供依据。组织专业的技术人员对设备的腐蚀情况进行定期检查,对设备腐蚀状况做出评价,整理出腐蚀检查技术报告。对生产工艺系统中容易发生腐蚀、容易造成严重安全事故的设备,建立定期监测腐蚀制度,在设备容易发生腐蚀的部位设置监测点,由专业技术人员进行定期检测。设备管理部门应根据设备腐蚀监测的具体方案和作业标准建立设备腐蚀监测台账,及时收集设备腐蚀监测数据,完善设备腐蚀监测数据库。通过对设备腐蚀数据的分析研究,得到设备腐蚀速率,制定和优化设备防腐蚀策略。根据化工生产工艺特点和规律,对生产物料或过程中间产物中具有腐蚀性的介质进行严格的参数监测,定期分析介质参数,科学控制生产工艺中腐蚀性介质的含量。对生产工艺中能够反映设备腐蚀程度的参数,进行数据收集和整理、定期分析,不断优化生产工艺条件。
      3.4化工设备的防腐对策
      化工设备的防腐措施主要为涂漆防腐,施工的方法主要包括空气喷涂、静电喷涂、手工涂刷等。其中手工涂刷需要依靠人工作业将防腐漆敷设在管道外壁及设备表面,虽然效率较低,但适用于各类施工情况,因此应用范围较为广泛。空气喷涂及静电喷涂虽然机制不同,但是原理相似,均为将防腐漆细化为雾粒状,借助压力使其附着在管道外壁及设备外表面,因此涂层较为均匀,效果较好。在金属设备上采取腐蚀控制措施,让其成为腐蚀电池中的阴极,从而减轻或者防止金属腐蚀的方法,它包括外加电流法和牺牲阳极保护法两种。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电池的两个极,使被保护的金属做为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护的方法。牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护的金属更低的金属或者合金作为阳极,使其固定在被保护的金属上,形成腐蚀电池,被保护的金属因做为阴极而得到了保护。阴极保护可以有效保护均匀的腐蚀之外,还能够有效预防材料的点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。两种腐蚀控制措施在井矿盐业都有比较成功的经验,具有经济实用的优势。
结束语
      对于化工装置的腐蚀,主要以预防为主,从原材料、监控、缓蚀剂及设备防腐设计几方面进行防腐管理。严控原材料管理规范,来料必检,分贮分拣,对低品质原油进行预处理;腐蚀探针监控技术、电化学噪声腐蚀监控技术及氢通量腐蚀监控技术为基础,结合远程监控和数据传输,建立一套完成的在线腐蚀监控系统,用于监控化工装置的的腐蚀状况;使用缓蚀剂,降低腐蚀速度;对化工装置通过材质升级及表面处理工艺,提高化工装置的防腐能力。
参考文献
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