炼油化工机械设备的防腐设计及措施
时间：2023-02-15 23:00:04 来源：千叶帆 本文已影响人
张怀生(玉门油田综治中心炼化维护部，甘肃 玉门 735200)
我国炼油化工行业历经几十年发展，已成为我国支柱产业之一。随着我国不断提高对炼油化工行业的重视程度，行业生产技术持续更新，能够满足设备正常运转要求。化工机械设备是保障炼油质量及效率的重要基础保障。但由于很多化工企业技术水平不足、工作区域硬件设施不足，化工机械设备常年处于强酸、强碱的环境之中，极易造成机械设备内壁及外部腐蚀。如不能及时采取措施，将会对化工机械造成严重损伤，也会威胁到操作人员安全。对此，应开展化工机械设备防腐方面的工作，保障化工机械设备处于健康状态[1]。
1.1 材料设计
化工机械设备是炼油厂较为常见的基础设施，在生产中发挥出了重要作用。这些设备在长期使用后，难免会出现一定的质量问题，对实际生产造成较大影响。对此，应采取相应措施，不断提升炼油化工设备的防腐能力。管理人员要提高日常巡查频率，及时查看机械设备运行情况，重点关注机械设备所处的环境，并开展针对性的材料设计。可选择具备极强防腐性能的材料提高机械设备质量，使其具备较好的防腐能力。科学的材料设计环节能够显著降低化工机械设备的腐蚀速度并减少设备故障次数，这对于降低维修成本、提高养护效果有着重要作用。
1.2 防腐结构设计
设备的防腐性能与设备结构设计及制造工艺息息相关，应重视防腐结构设计，利用合理的结构形态提升炼油化工设备的防腐能力。对此，可将保障设备的结构稳定作为防腐结构设计的重点。如果忽视了结构稳定性方面，将会对设备构件产生诸多影响，如强度明显降低等现象。一旦因腐蚀严重导致设备结构出现问题，不仅会造成巨大的经济损失，还会直接威胁到操作人员的安全。为使防腐结构更加合理，要尽量精简结构内容，去除不必要的结构功能。另外，还要避免出现过多的封闭式空间，如果在生产过程中设置相对封闭的空间结构，则应保证通风状态良好和液体排放途径正常[2]。进行这些设计后，在需要开展设备检查时，能够较为方便地查看设备内部情况，便于后续进行维修工作。
在分段结构中，往往会受到外界环境影响出现严重的腐蚀现象。针对这一问题，应从结构设计阶段入手，使整体结构构件形成密闭空间。在使用炼油化工设备时，应重点关注设备中是否存在较多腐蚀性较强的液体，如确存在此类液体且其已逐渐累积至一定量，这会严重腐蚀设备内壁。从上述情况中可见，在日常使用炼油化工机械设备时，需及时清除腐蚀性液体，避免其在设备中大量累积。此外，还应关注腐蚀性液体的存储情况，防止出现飞溅现象，从而造成巨大危害。机械设备中存在很多构件连接处，要按照构件所处位置选择最为合适的衔接方式。如采取焊接技术连接构件能够有效避免构件中存在缝隙，在预防腐蚀上较为有效。另外，还要密切关注设备焊接环节，将焊缝数量控制在较低水平，确保各构件之间具有较强的连续性，从而提升炼油化工设备耐腐蚀能力。
2.1 降低冷凝水的腐蚀能力
在炼油化工机械设备运行中，蒸压釜内会存在一定数量的冷凝水。在冷凝水作用下，形成较为明显的腐蚀环境，还会造成蒸压釜中温差过大的现象。在反应温度逐渐降低的过程中，设备抗震能力也会慢慢减弱，抗拉压力甚至会消失。为解决此类问题，应于蒸压釜底部安装完善的排水系统。此外，在蒸压釜运行过程中应按照规范的操作程序开展工作。为降低冷凝水对设备系统的影响，应在实际工作之中提高操作要求，加快冷凝水排放速度，清除反应釜内的残渣。由于蒸压釜的构造较为特殊，底部区域往往会存积未能排出的冷凝水，应检查反应釜排水系统是否被堵塞并及时清理；
还要持续做好反应釜底部环境清除工作，进行封闭干燥处理，避免出现二次腐蚀的现象[3]。
2.2 减少反应釜内的含氧量
在蒸压釜运出车使用中，应控制好进出速度，节省开釜时间，保障空气进入总量，提高蒸汽质量，控制好反应釜内的含氧量。在使用反应釜时，必须严格抽离釜内空气，建立真空状态。降低氧气含量对于防止设备腐蚀、维持设备正常运行有着重要作用，可以有效保障生产质量。
2.3 牺牲阳极保护措施
炼油化工机械设备腐蚀问题不可避免，企业应积极探索延缓腐蚀时间等措施，维持设备正常状态。在众多防腐技术中，牺牲阳极法价值较高，有着良好的应用前景。企业在使用此方法时，可在炼油化工机械设备上焊接牺牲阳极，使用螺栓加以固定。此外，还要使用橡胶垫、尼龙垫等隔离材料对阳极和设备金属部分进行绝缘处理。将阳极焊接到设备上时，应预留阳极与金属之间的距离，保证二者不会产生接触。随着对炼油化工产品的需求量越来越大，为保障产量及质量，可将牺牲阳极法作为设备防腐工作的重要方法。
2.4 对炼油化工设备进行表面涂层处理
2.4.1 喷涂漆防腐
由于化工机械设备常年处于外界环境中，表面会逐渐发生腐蚀现象。对此，可在设备表面喷涂一层防腐漆，将设备金属部分与空气进行隔离，这能够取得良好效果。为保障喷涂质量，应针对设备材料、表面状况、设备功能、工作环境等因素予以明确，并将其作为选择防腐漆的主要依据。喷涂漆防腐较为简单直接，具有极强的应用价值。在使用过程中，需采取高质量的防腐漆，避免采用一般类型的油漆种类。当前应用较为广泛的防腐漆涂料主要有环氧树脂、酚醛树脂、邻苯二甲酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛+磷酸等，需要依据喷涂对象的性状特点，选择最合适的防腐漆涂料。
2.4.2 金属覆盖层
为保障化工机械设备良好运行，还可以通过在设备表面覆盖一层耐腐蚀金属结构的方法达到延缓设备腐蚀进度的效果。可使用塞焊、点焊等方式衬里，还可以采取铸造、堆焊等金属复合法。在上述方法中，金属覆盖层具有厚实、防腐能力极强的优点，可以大幅延长设备使用年限。但由于这些工艺极为复杂，一旦掌握不好相关技术，会在金属覆盖层与设备表面性能差异较大的情况下产生较为严重的质量问题。除了可以覆盖耐腐蚀金属结构以外，还可以使用电位较低的金属覆盖于设备表面，使其成为一种牺牲阳极，如可以使用热浸镀、喷镀法、均匀镀铅法等方法，同样有着较为显著的防腐效果。但由于此方法有一定的使用局限，如工艺复杂、使用效率较低，因此不属于机械设备防腐工作的主要技术[4]。
2.4.3 有机衬里
在炼油化工机械设备防腐工作中使用了较多类型的防腐材料，经过长时间实践证明，这些材料有着较强的适用性，起到了保障设备免受腐蚀的效果。当前使用的有机衬里材料主要有如下类型：(1)热塑性树脂。此类材料包括聚四氟乙烯、聚氯乙烯树脂等；
(2)热固性树脂。此类材料种类较多，如：呋喃树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯酯树脂、聚酯、不透性石墨等。
由于有机衬里种类极多，应从耐热性能、耐药品性能、附着性机械性能、耐水蒸气扩散性能等多角度分析，选择最为合适的有机衬里材料。
2.4.4 无机衬里
无机衬里作为一种质量优良的炼油化工机械设备防腐设计材料，具有广泛的应用空间。当前常见的无机衬里材料包括玻璃、化工搪瓷、化工陶瓷等，具有耐热性、不透性、热稳定性、机械性等优良特点，极适合应用到炼油化工设备表面涂层处理工作中。
2.5 优化机械管理结构和方案
通过防腐技术处理，化工机械设备的使用寿命能够得到极大延长，可以在多种腐蚀环境运行并保持正常状态。但由于防腐技术均有一定局限性，不能从根本上杜绝腐蚀物质对设备的侵蚀。为强化防腐蚀效果，尽量延长化工机械设备使用时间，要在应用防腐技术的基础上，不断强化设备管理工作。为维护化工机械设备正常使用状态，要加强设备外部形态保养，依据设备形态、功能、材料等因素，制定最合适的设备维护管理方案。为及时掌握设备腐蚀状况，要定期检查设备运行情况，一旦发现安全隐患，须立即停止设备工作，只有在排除故障、确认问题完全解决后方可继续使用。针对较为轻微的腐蚀，只需依据实际情况简单处理后即可恢复正常；
对较为严重的腐蚀现象，则需要更换相应设备或零件。如设备或零件无法正常拆卸，应及时记录当前的状态后开展初步防腐工作，待制定具体的处理方案后再正式将其更换。如设备腐蚀严重已不具备继续使用的价值，应立即停止使用，并予以拆除，从源头避免造成重大安全事故[5]。
2.6 改善环境因素
化工产品往往具有极强的毒性，如果没有采取有效应对措施，会降低工厂周边区域内的空气质量，直接威胁到居民的生命安全。要降低各类化学物质对设备的腐蚀性能，尽量减少有害气体的产生，控制好重点污染源。但由于造成环境污染的因素有很多，若想有效控制环境，需建立起全方位的环境改善方案。尤其在化工产品生产过程及生产完毕后，须立即检测工业废水的酸碱度，若检测后样品呈酸性或碱性，应采取中和措施使其以中性废液的形式排到外界，降低或避免对环境产生危害。此外在生产过程中，应尽量选择无污染或污染较小的物质，防止产生大量二氧化碳、二氧化硫等有害物质。
2.7 强化制度管理
由于炼油化工机械设备常年处于恶劣环境下运行，因此应做好设备防腐工作，保障设备处于正常工作状态。对此，不仅需要从技术层面加强管理，还应从制度层面约束工作人员，使其以最高的工作积极性面对日常工作。可从以下方面做好制度管理：首先，企业管理人员要定期开展防腐设备操作检查，强调此类设备操作的重要性，使一线操作人员树立起强烈的安全意识；
其次，企业技术人员要及时掌握防腐技术发展趋势，结合企业实际情况做好技术改良工作，并面向一线操作人员讲解技术操作要领、注意事项等内容，从源头保障正常的生产秩序；
最后，企业要建立完善的设备管理体系，将设备按照使用功能、材质、危险等级等因素分别收录到工作档案之中，做好机械设备档案长期管理工作有利于长期监测设备运行情况，提供丰富的数据资料。从设备档案中，还可以发现设备的腐蚀规律，从而提前制定出有效的防范措施，这对于控制设备大面积腐蚀、避免严重腐蚀事故有着极为重要的作用。从以上分析中可以看出，制度管理也是炼油化工机械设备防腐工作的关键环节，只有强化制度保障，才能确保各项技术措施落实到位。
炼油化工机械设备在炼油厂中有非常广泛的应用，此类设备因工作环境恶劣，长时间使用后往往会产生较为严重的腐蚀现象，对设备正常运行及工作人员构成安全威胁。因此，企业应重视设备日常维护工作，按照设备使用功能及腐蚀材料类型制定有效措施，提高机械设备工作效率及安全性，维护正常的生产秩序。
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