煉油化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)及措施

張懷生(玉門油田綜治中心煉化維護(hù)部，甘肅 玉門 735200)

0 引言

我國(guó)煉油化工行業(yè)歷經(jīng)幾十年發(fā)展，已成為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著我國(guó)不斷提高對(duì)煉油化工行業(yè)的重視程度，行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)持續(xù)更新，能夠滿足設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求。化工機(jī)械設(shè)備是保障煉油質(zhì)量及效率的重要基礎(chǔ)保障。但由于很多化工企業(yè)技術(shù)水平不足、工作區(qū)域硬件設(shè)施不足，化工機(jī)械設(shè)備常年處于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的環(huán)境之中，極易造成機(jī)械設(shè)備內(nèi)壁及外部腐蝕。如不能及時(shí)采取措施，將會(huì)對(duì)化工機(jī)械造成嚴(yán)重?fù)p傷，也會(huì)威脅到操作人員安全。對(duì)此，應(yīng)開(kāi)展化工機(jī)械設(shè)備防腐方面的工作，保障化工機(jī)械設(shè)備處于健康狀態(tài)[1]。

1 煉油化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)

1.1 材料設(shè)計(jì)

化工機(jī)械設(shè)備是煉油廠較為常見(jiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施，在生產(chǎn)中發(fā)揮出了重要作用。這些設(shè)備在長(zhǎng)期使用后，難免會(huì)出現(xiàn)一定的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)造成較大影響。對(duì)此，應(yīng)采取相應(yīng)措施，不斷提升煉油化工設(shè)備的防腐能力。管理人員要提高日常巡查頻率，及時(shí)查看機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械設(shè)備所處的環(huán)境，并開(kāi)展針對(duì)性的材料設(shè)計(jì)?？蛇x擇具備極強(qiáng)防腐性能的材料提高機(jī)械設(shè)備質(zhì)量，使其具備較好的防腐能力?？茖W(xué)的材料設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)能夠顯著降低化工機(jī)械設(shè)備的腐蝕速度并減少設(shè)備故障次數(shù)，這對(duì)于降低維修成本、提高養(yǎng)護(hù)效果有著重要作用。

1.2 防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備的防腐性能與設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝息息相關(guān)，應(yīng)重視防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用合理的結(jié)構(gòu)形態(tài)提升煉油化工設(shè)備的防腐能力。對(duì)此，可將保障設(shè)備的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作為防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。如果忽視了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，將會(huì)對(duì)設(shè)備構(gòu)件產(chǎn)生諸多影響，如強(qiáng)度明顯降低等現(xiàn)象。一旦因腐蝕嚴(yán)重導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)直接威脅到操作人員的安全。為使防腐結(jié)構(gòu)更加合理，要盡量精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)內(nèi)容，去除不必要的結(jié)構(gòu)功能。另外，還要避免出現(xiàn)過(guò)多的封閉式空間，如果在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置相對(duì)封閉的空間結(jié)構(gòu)，則應(yīng)保證通風(fēng)狀態(tài)良好和液體排放途徑正常[2]。進(jìn)行這些設(shè)計(jì)后，在需要開(kāi)展設(shè)備檢查時(shí)，能夠較為方便地查看設(shè)備內(nèi)部情況，便于后續(xù)進(jìn)行維修工作。

在分段結(jié)構(gòu)中，往往會(huì)受到外界環(huán)境影響出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段入手，使整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成密閉空間。在使用煉油化工設(shè)備時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備中是否存在較多腐蝕性較強(qiáng)的液體，如確存在此類液體且其已逐漸累積至一定量，這會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備內(nèi)壁。從上述情況中可見(jiàn)，在日常使用煉油化工機(jī)械設(shè)備時(shí)，需及時(shí)清除腐蝕性液體，避免其在設(shè)備中大量累積。此外，還應(yīng)關(guān)注腐蝕性液體的存儲(chǔ)情況，防止出現(xiàn)飛濺現(xiàn)象，從而造成巨大危害。機(jī)械設(shè)備中存在很多構(gòu)件連接處，要按照構(gòu)件所處位置選擇最為合適的銜接方式。如采取焊接技術(shù)連接構(gòu)件能夠有效避免構(gòu)件中存在縫隙，在預(yù)防腐蝕上較為有效。另外，還要密切關(guān)注設(shè)備焊接環(huán)節(jié)，將焊縫數(shù)量控制在較低水平，確保各構(gòu)件之間具有較強(qiáng)的連續(xù)性，從而提升煉油化工設(shè)備耐腐蝕能力。

2 煉油化工機(jī)械設(shè)備防腐措施

2.1 降低冷凝水的腐蝕能力

在煉油化工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中，蒸壓釜內(nèi)會(huì)存在一定數(shù)量的冷凝水。在冷凝水作用下，形成較為明顯的腐蝕環(huán)境，還會(huì)造成蒸壓釜中溫差過(guò)大的現(xiàn)象。在反應(yīng)溫度逐漸降低的過(guò)程中，設(shè)備抗震能力也會(huì)慢慢減弱，抗拉壓力甚至?xí)?。為解決此類問(wèn)題，應(yīng)于蒸壓釜底部安裝完善的排水系統(tǒng)。此外，在蒸壓釜運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)按照規(guī)范的操作程序開(kāi)展工作。為降低冷凝水對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的影響，應(yīng)在實(shí)際工作之中提高操作要求，加快冷凝水排放速度，清除反應(yīng)釜內(nèi)的殘?jiān)?。由于蒸壓釜的?gòu)造較為特殊，底部區(qū)域往往會(huì)存積未能排出的冷凝水，應(yīng)檢查反應(yīng)釜排水系統(tǒng)是否被堵塞并及時(shí)清理；還要持續(xù)做好反應(yīng)釜底部環(huán)境清除工作，進(jìn)行封閉干燥處理，避免出現(xiàn)二次腐蝕的現(xiàn)象[3]。

2.2 減少反應(yīng)釜內(nèi)的含氧量

在蒸壓釜運(yùn)出車使用中，應(yīng)控制好進(jìn)出速度，節(jié)省開(kāi)釜時(shí)間，保障空氣進(jìn)入總量，提高蒸汽質(zhì)量，控制好反應(yīng)釜內(nèi)的含氧量。在使用反應(yīng)釜時(shí)，必須嚴(yán)格抽離釜內(nèi)空氣，建立真空狀態(tài)。降低氧氣含量對(duì)于防止設(shè)備腐蝕、維持設(shè)備正常運(yùn)行有著重要作用，可以有效保障生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3 犧牲陽(yáng)極保護(hù)措施

煉油化工機(jī)械設(shè)備腐蝕問(wèn)題不可避免，企業(yè)應(yīng)積極探索延緩腐蝕時(shí)間等措施，維持設(shè)備正常狀態(tài)。在眾多防腐技術(shù)中，犧牲陽(yáng)極法價(jià)值較高，有著良好的應(yīng)用前景。企業(yè)在使用此方法時(shí)，可在煉油化工機(jī)械設(shè)備上焊接犧牲陽(yáng)極，使用螺栓加以固定。此外，還要使用橡膠墊、尼龍墊等隔離材料對(duì)陽(yáng)極和設(shè)備金屬部分進(jìn)行絕緣處理。將陽(yáng)極焊接到設(shè)備上時(shí)，應(yīng)預(yù)留陽(yáng)極與金屬之間的距離，保證二者不會(huì)產(chǎn)生接觸。隨著對(duì)煉油化工產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大，為保障產(chǎn)量及質(zhì)量，可將犧牲陽(yáng)極法作為設(shè)備防腐工作的重要方法。

2.4 對(duì)煉油化工設(shè)備進(jìn)行表面涂層處理

2.4.1 噴涂漆防腐

由于化工機(jī)械設(shè)備常年處于外界環(huán)境中，表面會(huì)逐漸發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。對(duì)此，可在設(shè)備表面噴涂一層防腐漆，將設(shè)備金屬部分與空氣進(jìn)行隔離，這能夠取得良好效果。為保障噴涂質(zhì)量，應(yīng)針對(duì)設(shè)備材料、表面狀況、設(shè)備功能、工作環(huán)境等因素予以明確，并將其作為選擇防腐漆的主要依據(jù)。噴涂漆防腐較為簡(jiǎn)單直接，具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。在使用過(guò)程中，需采取高質(zhì)量的防腐漆，避免采用一般類型的油漆種類。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的防腐漆涂料主要有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、鄰苯二甲酸樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛+磷酸等，需要依據(jù)噴涂對(duì)象的性狀特點(diǎn)，選擇最合適的防腐漆涂料。

2.4.2 金屬覆蓋層

為保障化工機(jī)械設(shè)備良好運(yùn)行，還可以通過(guò)在設(shè)備表面覆蓋一層耐腐蝕金屬結(jié)構(gòu)的方法達(dá)到延緩設(shè)備腐蝕進(jìn)度的效果。可使用塞焊、點(diǎn)焊等方式襯里，還可以采取鑄造、堆焊等金屬?gòu)?fù)合法。在上述方法中，金屬覆蓋層具有厚實(shí)、防腐能力極強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以大幅延長(zhǎng)設(shè)備使用年限。但由于這些工藝極為復(fù)雜，一旦掌握不好相關(guān)技術(shù)，會(huì)在金屬覆蓋層與設(shè)備表面性能差異較大的情況下產(chǎn)生較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。除了可以覆蓋耐腐蝕金屬結(jié)構(gòu)以外，還可以使用電位較低的金屬覆蓋于設(shè)備表面，使其成為一種犧牲陽(yáng)極，如可以使用熱浸鍍、噴鍍法、均勻鍍鉛法等方法，同樣有著較為顯著的防腐效果。但由于此方法有一定的使用局限，如工藝復(fù)雜、使用效率較低，因此不屬于機(jī)械設(shè)備防腐工作的主要技術(shù)[4]。

2.4.3 有機(jī)襯里

在煉油化工機(jī)械設(shè)備防腐工作中使用了較多類型的防腐材料，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐證明，這些材料有著較強(qiáng)的適用性，起到了保障設(shè)備免受腐蝕的效果。當(dāng)前使用的有機(jī)襯里材料主要有如下類型：(1)熱塑性樹(shù)脂。此類材料包括聚四氟乙烯、聚氯乙烯樹(shù)脂等；(2)熱固性樹(shù)脂。此類材料種類較多，如：呋喃樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯酯樹(shù)脂、聚酯、不透性石墨等。

由于有機(jī)襯里種類極多，應(yīng)從耐熱性能、耐藥品性能、附著性機(jī)械性能、耐水蒸氣擴(kuò)散性能等多角度分析，選擇最為合適的有機(jī)襯里材料。

2.4.4 無(wú)機(jī)襯里

無(wú)機(jī)襯里作為一種質(zhì)量?jī)?yōu)良的煉油化工機(jī)械設(shè)備防腐設(shè)計(jì)材料，具有廣泛的應(yīng)用空間。當(dāng)前常見(jiàn)的無(wú)機(jī)襯里材料包括玻璃、化工搪瓷、化工陶瓷等，具有耐熱性、不透性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性等優(yōu)良特點(diǎn)，極適合應(yīng)用到煉油化工設(shè)備表面涂層處理工作中。

2.5 優(yōu)化機(jī)械管理結(jié)構(gòu)和方案

通過(guò)防腐技術(shù)處理，化工機(jī)械設(shè)備的使用壽命能夠得到極大延長(zhǎng)，可以在多種腐蝕環(huán)境運(yùn)行并保持正常狀態(tài)。但由于防腐技術(shù)均有一定局限性，不能從根本上杜絕腐蝕物質(zhì)對(duì)設(shè)備的侵蝕。為強(qiáng)化防腐蝕效果，盡量延長(zhǎng)化工機(jī)械設(shè)備使用時(shí)間，要在應(yīng)用防腐技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷強(qiáng)化設(shè)備管理工作。為維護(hù)化工機(jī)械設(shè)備正常使用狀態(tài)，要加強(qiáng)設(shè)備外部形態(tài)保養(yǎng)，依據(jù)設(shè)備形態(tài)、功能、材料等因素，制定最合適的設(shè)備維護(hù)管理方案。為及時(shí)掌握設(shè)備腐蝕狀況，要定期檢查設(shè)備運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，須立即停止設(shè)備工作，只有在排除故障、確認(rèn)問(wèn)題完全解決后方可繼續(xù)使用。針對(duì)較為輕微的腐蝕，只需依據(jù)實(shí)際情況簡(jiǎn)單處理后即可恢復(fù)正常；對(duì)較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，則需要更換相應(yīng)設(shè)備或零件。如設(shè)備或零件無(wú)法正常拆卸，應(yīng)及時(shí)記錄當(dāng)前的狀態(tài)后開(kāi)展初步防腐工作，待制定具體的處理方案后再正式將其更換。如設(shè)備腐蝕嚴(yán)重已不具備繼續(xù)使用的價(jià)值，應(yīng)立即停止使用，并予以拆除，從源頭避免造成重大安全事故[5]。

2.6 改善環(huán)境因素

化工產(chǎn)品往往具有極強(qiáng)的毒性，如果沒(méi)有采取有效應(yīng)對(duì)措施，會(huì)降低工廠周邊區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量，直接威脅到居民的生命安全。要降低各類化學(xué)物質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕性能，盡量減少有害氣體的產(chǎn)生，控制好重點(diǎn)污染源。但由于造成環(huán)境污染的因素有很多，若想有效控制環(huán)境，需建立起全方位的環(huán)境改善方案。尤其在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程及生產(chǎn)完畢后，須立即檢測(cè)工業(yè)廢水的酸堿度，若檢測(cè)后樣品呈酸性或堿性，應(yīng)采取中和措施使其以中性廢液的形式排到外界，降低或避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。此外在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)盡量選擇無(wú)污染或污染較小的物質(zhì)，防止產(chǎn)生大量二氧化碳、二氧化硫等有害物質(zhì)。

2.7 強(qiáng)化制度管理

由于煉油化工機(jī)械設(shè)備常年處于惡劣環(huán)境下運(yùn)行，因此應(yīng)做好設(shè)備防腐工作，保障設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。對(duì)此，不僅需要從技術(shù)層面加強(qiáng)管理，還應(yīng)從制度層面約束工作人員，使其以最高的工作積極性面對(duì)日常工作?？蓮囊韵路矫孀龊弥贫裙芾恚菏紫?，企業(yè)管理人員要定期開(kāi)展防腐設(shè)備操作檢查，強(qiáng)調(diào)此類設(shè)備操作的重要性，使一線操作人員樹(shù)立起強(qiáng)烈的安全意識(shí)；其次，企業(yè)技術(shù)人員要及時(shí)掌握防腐技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況做好技術(shù)改良工作，并面向一線操作人員講解技術(shù)操作要領(lǐng)、注意事項(xiàng)等內(nèi)容，從源頭保障正常的生產(chǎn)秩序；最后，企業(yè)要建立完善的設(shè)備管理體系，將設(shè)備按照使用功能、材質(zhì)、危險(xiǎn)等級(jí)等因素分別收錄到工作檔案之中，做好機(jī)械設(shè)備檔案長(zhǎng)期管理工作有利于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，提供豐富的數(shù)據(jù)資料。從設(shè)備檔案中，還可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的腐蝕規(guī)律，從而提前制定出有效的防范措施，這對(duì)于控制設(shè)備大面積腐蝕、避免嚴(yán)重腐蝕事故有著極為重要的作用。從以上分析中可以看出，制度管理也是煉油化工機(jī)械設(shè)備防腐工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有強(qiáng)化制度保障，才能確保各項(xiàng)技術(shù)措施落實(shí)到位。

3 結(jié)語(yǔ)

煉油化工機(jī)械設(shè)備在煉油廠中有非常廣泛的應(yīng)用，此類設(shè)備因工作環(huán)境惡劣，長(zhǎng)時(shí)間使用后往往會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行及工作人員構(gòu)成安全威脅。因此，企業(yè)應(yīng)重視設(shè)備日常維護(hù)工作，按照設(shè)備使用功能及腐蝕材料類型制定有效措施，提高機(jī)械設(shè)備工作效率及安全性，維護(hù)正常的生產(chǎn)秩序。