摘要:石油化工设备在石油化工生产中发挥着非常重要的作用,其腐蚀现象的发生对设备的正常使用,会造成非常大的影响,甚至造成安全事故的发生。因此,一定要对设备腐蚀问题引起足够的重视,认真分析腐蚀的原因,及时采取针对性的措施。
关键词:石油化工企业;工艺管道;腐蚀问题;防护措施
1引言
化工工艺管道是石油化工企业重点维护对象,管道在石油介质运输中起着不可替代的作用,受介质或工作环境影响,该管道经常会出现腐蚀问题,该问题会引发管道渗漏,降低化工生产的安全性。针对腐蚀问题,化工企业应做好管道腐蚀影响因素分析工作,并基于此,提出防护措施,做好后期检修和维护工作,使每根管道在运输中都保持完好无损状态。
2化工机械设备的腐蚀类型
2.1均匀腐蚀
随着社会的快速发展,石油化工行业的发展十分迅速。在石油化工企业的经营过程中,石化设备腐蚀的主要类型是均匀腐蚀,其指的是机械表面出现的腐蚀问题,这种腐蚀不会影响石油化工企业的稳定运行,但会在很大程度上影响机械的表面光泽和外观。在机械制造过程中,设计腐蚀余量有利于确保机械使用的稳定性,其标准是在一定时间内,腐蚀介质对金属材料的腐蚀深度或金属构件的壁厚减薄量。
2.2局部腐蚀
在石油化工企业的发展中,局部腐蚀是主要的腐蚀类型之一,其主要是均匀腐蚀之外的一种腐蚀类型,具体是机械设备单独发生的部分,这种腐蚀不会为石油化工企业带来很大的损失,但这种腐蚀造成的威胁会胜于均匀腐蚀。与均匀腐蚀不同的是局部腐蚀极易完成监测、预防控制等工作,局部腐蚀引起的破坏不易被发现,但局部腐蚀严重的情况下,会在很大程度上影响设备运行的问题性,严重的还会出现瞬间破坏机械结构的问题引发意外。
3化工机械腐蚀的化学机理
3.1电化学腐蚀在化工企业的发展中,引发化工机械设备腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,其本质是空气中的电离子和金属物质发生化学反应,使得机械设备被腐蚀和损坏。但是,电化学反应的根本原理是阴极和阳极的共同作用,一般情况下的阳极会出现氧化反应,阴极出现还原反应,而电化学反应指的是从金属单质中发生电离,生成金属离子,在离子互相转移的情况下实现平衡。通常情况下,电化学反应中会产生电流,但这种电流只能够在反应内部做功,这就产生了电化学反应,使得设备的腐蚀速度有所提升。
3.2工业大气腐蚀
随着工业的快速发展,我国环境污染问题越来越严重,这就使得空气中挥发出了大量的氢氧化物、硫化物、二氧化硫、二氧化碳和盐等物质,这些物质会在潮湿环境中产生无机酸,其腐蚀作用极强。除此之外,工业大气腐蚀环境中极易出现机械腐蚀问题,这种腐蚀的主要原因是化学腐蚀和电化学腐蚀共同作用。
4化工机械设备防腐蚀设计
4.1材料选择
在机械制造行业的发展中,企业主要应用的设备材料是碳素钢,这种材料需要的成本比较少,易于加工。通常情况下,碳素钢不易出现腐蚀,其在机械设备中的应用,能够满足机械设备防腐蚀的实际需求。但是,石油化工行业的运行环境比较特殊,碳素钢无法满足设备的防腐蚀的实际要求,极易造成腐蚀严重问题。因此,在石油化工行业的发展中,企业需要将耐腐蚀材料应用到机械设备中,避免出现腐蚀问题。
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4.2化工设备的结构工艺
第一,在设计机械构件的过程中,技术人员需要确保机械设备的简单化;第二,避免机械构件出现损坏和伤痕问题;第三,在应用机械构件材料过程中,需要使用单一的材料;第四,避免机械构件缝隙问题;第五,为了确保机械构件和腐蚀介质能够隔离,技术人员需要合理地选择防锈漆和结构形式;第六,避免机械设备中存在残留的水分,这样就不会出现容器状的凹处,在无法避免的情况下需要设置排水孔;第七,在焊接机械设备的过程中,技术人员应该确保其不会出现内应力、应力集中问题,并应用连续焊接工艺,这样就不会在焊接过程中出现内应力;第八,在焊接过程中,应该减少焊接缺陷问题,避免形成新的腐蚀点;第九,技术人员需要合理地设计构件的连接夹缝。
5化工机械设备的防腐措施
5.1环境防腐。
环境防腐是指通过采取措施降低环境中的腐蚀性因素,进而来提高设备的防腐能力。其主要可以通过几个方面来完成:一、去除环境中的腐蚀性物质。环境当中的水分和氧气对设备的腐蚀性较强,可以通过脱氧剂来去除空气中的氧气,还可以通过使用除湿剂来保持设备表面的干燥,让设备的表面保持在露点以下,对装置内部的水分也应该进行控制。二是可以在设备的原材料中添加一定的添加剂,这样也可以在金属表面形成一层保护膜,也可以有效抑制金属表面发生腐蚀现象。当前常用的防腐剂主要有亚络酸盐、硝酸盐、硫基苯等。
5.2表面防腐措施。
表面防腐工艺在石油化工设备的防腐中非常常用。在实际的防腐中,经常采用的防腐漆为油漆涂料,如邻苯二甲酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛等。为了更进一步提高这些材料的防腐性能,需要合理根据防腐材料的性质和表面情况,对施工工艺进行选择。在金属覆盖层中通常有两种方法,第一种是在覆盖层材料中采用塞焊以及焊衬里、金属复合法,这种方法得到的覆盖层厚度较厚,防腐性能比较突出,但是对施工工艺要求较高。另一种是通过采用牺牲阳极材料来得到较好的防腐性能,比较常见的有均匀渡铅法、热浸镀和喷镀法,但是其加工比较费时,覆盖层的厚度也较薄,对设备的防腐寿命较短,使用的并不是很多。
5.3设备防腐蚀方法
化工企业针对机械设备防腐蚀的方法很多,技术人员需要从金属自身特质的角度进行考虑,避免金属和腐蚀性介质直接接触,并在金属表面涂抹防腐蚀材料。其中,电化学保护法的原理是应用电化学机理优化机械设备的性质,这样金属设备会转化成腐蚀电极中的阴极,对设备进行防腐蚀保护,常用的方法是外加电流法和牺牲阳极保护法。其中,外加电流法指的是将需要保护的金属作为电池一极,将另一种附加电极作为电池另一极,并将需要保护的金属作为阴极,并添加外加电流,保护阴极的金属;牺牲阳极保护法指的是将被保护金属材质相同的金属作为阳极,将其固定到被保护的金属中,作为腐蚀电池,被保护的金属作为阴极,这种方法具有较强的合理性,现已被广泛应用到各个行业的发展中,取得了预期的效果。
5.4电化学保护方法
为了确保石油化工企业的正常运行,技术人员需要改善金属物质自身的本质,这样就能够实现金属和空气的有效隔离,应用表面处理措施提升抗腐蚀能力。电化学保护措施的本质是应用牺牲金属阳极的方式保护金属内部的阳极,发挥出较强的防护作用,其中常用的材料是铝阳极、镁阳极。
5.5牺牲阳极保护措施
石油化工企业在应用牺牲阳极保护法的过程中,需要将牺牲阳极焊接在机械设备中,并应用螺栓固定机械设备,在固定螺栓的过程中,技术人员需要对阳极和金属进行绝缘处理,一般应用的隔离材料主要是橡胶垫和尼龙垫,在应用阳极焊接设备构件的过程中,需要确保阳极和金属留出相应的距离,避免阳极和金属进行接触。在现代化社会的发展中,应用比较广泛的方法是牺牲阳极保护法,这种方法主要是保护化工装置、地下管道、锅炉等。
6结语
综上所述,化工企业需要根据工艺管道的应用环境,选择合适的管材和制作工艺,使管道耐腐蚀性更强。在防腐蚀过程中,还要借助多种技术手段来提升管道整体质量,使其在应用中不会过早出现腐蚀问题。本文主要针对石油化工企业工艺管道的腐蚀问题进行探析。
参考文献:
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[3]郭永风.化工机械防腐能力提升的有效路径研究[J].工程建设与设计,2016(09):145-147.
论文作者:孙鹤南
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签:阳极论文; 金属论文; 机械设备论文; 电化学论文; 石油论文; 设备论文; 化工企业论文; 《基层建设》2019年第14期论文;