炼油化工设备防腐蚀管理研究

炼油化工设备防腐蚀管理研究

中国石油天然气股份有限公司哈尔滨石化分公司150000

摘要:炼油化工企业离不开炼油化工设备,然而炼油化工设备普遍存在的腐蚀现象是关注的焦点,要深入剖析和探讨石油化工设备的腐蚀现象和原因,注重炼油化工设备的防腐蚀结构设计和应用,降低炼油化工设备的危险系数,提升炼油化工设备的生产效率。

关键词:炼油化工设备;防腐蚀管理

引言

炼油化工行业是我国一个重要的经济支柱,其发展的稳定可靠对于我国工业的整体发展具有着十分重要的意义。但是炼油化工设备在运行的时候通常会出现被腐蚀的问题,对其设备的使用带来了直接的影响,因此炼油化工企业必须要高度的去重视设备腐蚀的问题,对其影响因素进行明确,这样可以减少设备被腐蚀的情况出现。

1炼油化工设备的腐蚀类别分析

炼油化工设备长时间运行在污染环境之中,受到各种化学溶剂、溶液的影响较大,导致炼油化工设备出现不同程度的腐蚀现象和问题。其腐蚀类别主要表现为化学腐蚀和电化学腐蚀两种,其中:化学腐蚀是金属与其接触物质发生氧化还原反应而被氧化的现象,如:炼油化工设备与氯气发生反应会生成氯化亚铁。电化学腐蚀是以金属为阳极、氧为阴极,由于金属比氧的电极电位要低,因而会受到腐蚀,通常发生于水冷壁管的沉积物之下、热负荷较高的区域,如果腐蚀持续加重则会导致金属穿孔或超温爆管,产生较大的危害性。

从炼油化工设备腐蚀的部位来看,可以分为普遍腐蚀和局部腐蚀两种,其中:普遍腐蚀通常出现于炼油化工设备的电化学腐蚀过程中,由于电化学腐蚀通常伴随有去极化,因而其腐蚀速度较快,会在短时间内形成大面积的腐蚀,导致炼油化工设备的性能受损。局部腐蚀则是在炼油化工设备金属表面某些部位的腐蚀现象,也即不均匀腐蚀,具体表现为晶间腐蚀、孔蚀、膜孔型腐蚀等,具有较大的危害性。

2炼油化工设备腐蚀成因剖析

2.1设备结构设计不科学

设备结构设计不够合理,其主要有以下原因:首先,设备零部件焊接施工中留有大量缝隙与角落,因此生产过程中酸碱溶液或残渣可能留存在这些位置,如此不仅将增加工作人员清洁难度,还将提升化工设备腐蚀、老化程度;其次,设备表面粗糙程度较高。研究发现,设备腐蚀情况均由零部件开始,若零部件表面较为粗糙,则受气体、液体腐蚀的几率将降低。

2.2材料选择不够合理

在石油化工设备的材料选择和应用过程中,存在不合理的现象,由于石油化工设备长期运行于恶劣的环境之中,会接触到具有腐蚀性的物质,如果材料选择不够合理和正确,则会导致石油化工设备无法正常使用。

2.3腐蚀性气体与液体对炼油化工设备的影响

炼油化工生产过程中,需要使用含有腐蚀性的强酸或强碱溶液或者气体,生产过程中溶液、气体将与化工设备表面产生一定的化学反应,导致化工设备出现腐蚀问题。由于生产中使用的液体、气体存在腐蚀性,因此若工作人员未及时进行清洗及处理,不仅会腐蚀化工设备,还会对水源、空气造成一定影响,严重的甚至会对工作人员的生命安全造成不良影响。

3炼油化工设备防腐措施分析

3.1低温部位的腐蚀与防护

硫化氢腐蚀作用经常产生在加氢装置当中,比如在脱硫设备和加氢裂化设备经常会产生硫化氢腐蚀问题,高温条件下硫化锌的腐蚀问题呈现出一种均匀腐蚀的状态。在高温条件下,腐蚀的效率会大大提升,该油腐蚀方式和高温环烷酸腐蚀具有一定区别,如果硫化物当中的催化反应在高温的条件下转化成为硫化氢,在整体的腐蚀效率上也会受到一定影响,主要是在材料的结构和反应温度等方面都会造成一定影响。炼油设备的低温区域防护主要是指在反应温度低于炼油化工设备230℃,对存在有介质液体的区域部分进行腐蚀防护工作,常用的方式有降低压力、催化裂化以及实现焦化等方式进行,冷却系统当中以腐蚀类型进行划分,其中主要是以电化学腐蚀为主,对该部分的腐蚀问题进行防护要在炼油化工设备230℃以下,对低温区域当中的介质条件进行转变,通过盐酸腐蚀防护膜是在减压装置的中流区和减压塔顶部的冷却系统中进行防腐处理,该区域的腐蚀问题主要是因为原油当中存在的无机盐所造成腐蚀的状态,主要表现为对碳钢的腐蚀,造成了碳钢表层越来越稀薄。

3.2采用涂层保护的技术

对于这种技术而言,主要是一种比较常用的设备防腐蚀的将数,因为使用方面具有着良好的防腐蚀效果,其应用也十分广泛。只有充分的结合具体的设备情况,选择良好的涂层配套的体系,那么防腐蚀的效果将会更好,同时在操作的过程中也是比较简单,成本很低,通常情况下涂层保护技术可以分为以下几种:一是金属涂层;二是塑料涂层;三是陶瓷涂层。对于金属涂层在一定程度上应用氧化还原反应;陶瓷涂层在金属或者是非金属的表面进行应用,可以提高其防腐蚀性能以及耐磨性,在使用的过程中比较方便,强度和密度比较大,应用范围相对来说比较广泛。

3.3腐蚀设计

炼油化工设备产生腐蚀问题的原因有很多,在实际对化工设备腐蚀问题进行研究的过程中必须要从主观以及客观因素对其腐蚀原因进行深入分析。在实际进行化工设备设计的过程中,相关设计人员必须要对设备的相关腐蚀知识进行全面了解,并充分结合设备实际运行情况、作业目的、作业环境等各种因素来进行科学设计。在设计过程中要从化工设备结构、防腐蚀方案、化工设备材料性能、工艺设计等多个方面来着手,近几年来,随着现代信息技术的快速发展,化工生产领域新型的生产作业技术,化工设备设计过程中一些新的设计理念也不断出现。对于化工设备来说,在实际设计过程中必须充分运用现代设计方法,对计算机等辅助系统进行合理利用,这样才能有效提升化工设备的安全性。

与此同时,在设备设计过程中要充分保证设备的相关构件材料保持一致性,设备的连接部位尽量避免出现过大裂缝,在设备焊接过程中必须对焊接质量进行严格控制。要充分结合化工设备实际市场需求,对焊缝位置防护措施进行合理安排。并根据设备的具体性能,来进一步提升化工设备结构设计的合理性以及科学性,要充分保证焊缝位置涂层的防腐性能得到充分发挥,与此同时还要充分保障焊缝连接的准确性,这样才能让设备在实际生产作业过程中充分发挥出其性能。

3.4尽量选择耐腐蚀金属材料

制作炼油化工设备的材料属性将直接影响设备防腐质量。因此,为降低设备腐蚀速度及腐蚀程度,需尽量选用耐腐蚀性较好的金属作为原材料。为保护化工设备,需尽量选用导电设备,其根本原因为利用导电设备可在化工设备外部接通电源,如此可使零部件外部的活泼金属与腐蚀性液体发生化学反应。此外,依据化工设备运行环境,可适当采用耐用、可拆卸的塑料设备,如此可实现防腐目标,同时维修、清洁工作也更为便利。使用耐腐蚀性较高的金属材料,可降低化工企业维护、更换化工设备的成本,延长化工设备使用寿命,如此对提升化工企业经济效益具有重要意义。

3.5做好电化学保护

电化学保护措施通常情况下都是针对化学腐蚀现象的化工设备进行处理,而针对化工设备表层采取电化学保护手段能够充分保证化工设备表面与大气环境进行隔离,有效切断了其发生电化学腐蚀的路径。在化工生产过程中主要的电化学保护分为阳极保护以及阴极保护两种。阴极保护不仅能够对普通的腐蚀进行有效防护,同时还能够针对化工设备表面出现的点蚀、晶间腐蚀以及冲击腐蚀等进行有效防护;而阳极保护主要是将化工设备表面金属构件与外部电源的正极进行直接相连,然后充分利用相关金属构件在整个电解质溶液中将其极化到一定的电位,这样就能建立起一个相对稳定的纯态,如此就能够对阳极溶液起到一定的抑制作用,有效减缓化工设备的腐蚀速度。

结语

炼油厂的设备的防腐蚀工作,对炼油设备的使用寿命和工作效率形成了重要影响,在设备的防腐蚀处理上,需要充分结合化学反应原理,针对酸腐蚀和电化学腐蚀等重点问题加以防护,对炼油设备经常被腐蚀的区域进行防腐蚀层处理,防止设备的金属表层受到腐蚀的作用越来越稀薄,提高了设备工作的安全性能。

参考文献:

[1]赵寅.炼油装置腐蚀在线监测系统建立[D].天津大学,2017.

[2]李力新.炼油厂常压系统腐蚀因素关系模型及评价研究[D].西安石油大学,2015.

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