化工设备腐蚀机理及防腐技术

典型装置的失效原因和防腐措施一直是设备人最为关心的两个问题。今天重点讲解常见的腐蚀类型和腐蚀机理，同时还有石油化工设备的“一脱四注”防腐措施进行解读。

设备的63种常见腐蚀机理

从这63中腐蚀类型或者叫腐蚀机理上来看，化工设备的腐蚀情况非常复杂。化工材料，设备环境，介质条件等等方面都是设备造成腐蚀情况的诱因或者条件。因此不同条件环境下的防腐措施也是不尽相同。要想了解各种防腐措施，就必须先清楚腐蚀的类型有哪些？

石化设备腐蚀类型

腐蚀按材料种类分为金属腐蚀和非金属腐蚀。

腐蚀按表面形貌分为全面腐蚀和局部腐蚀；

局部腐蚀又有小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、磨损腐蚀等等；

金属腐蚀按机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀等。

物理腐蚀：材料单纯物理作用的破坏，一般是由溶解、渗透引起的，如熔融金属容器的溶解，高温熔盐、熔碱对容器的溶解渗透。

化学腐蚀：金属与非电解质直接发生化学作用引起的破坏。腐蚀过程是纯氧化-还原反应，腐蚀介质与金属表面的原子直接碰撞而形成腐蚀产物，反应中无电流产生，符合化学动力学规律。

电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。反应过程中有阳极失去电子和阴极获得电子以及电子的流动（电流），历程符合电化学动力学规律。

石油化工设备的局部腐蚀形式主要有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。对化工机械来说，机械内部容易受到化工材料的腐蚀，外部在实际的使用过程中，会受到外部环境的腐蚀，而且，化工生产的氧气、酸碱等因素，直接与机械设备的外部相接触，化工设备受到酸碱、氧气的作用，直接造成机械设备的腐蚀。

设备腐蚀的防范

目前的防腐技术主要有：开发耐蚀材料、表面防蚀技术、缓蚀技术，电化学保护等。

从设计上讲：

设备要选用材质适合的金属，增强防腐蚀结构设计的一般原则：

（1）预留腐蚀裕两，避免均匀腐蚀导致的设备失效；

（2）外形结构宜简单，外表面平滑、均匀，避免承载件应力集中；

（3）防止腐蚀介质滞留和沉积物腐蚀；

（4）结构设计应减少链接间隙，防止缝隙腐蚀。

（5）为避免电偶腐蚀，同一结构尽可能选用同一种材料或点位接近的材料。

（6）防止冲刷腐蚀的结构设计。

从维护上来讲：

石油化工设备的“一脱四注”工作要做好。

所谓 一“脱”指的是原油脱盐。

原油中少量的盐，水解产生氯化氢气体，形成HCl—H2S—H2O腐蚀介质，造成常压塔顶塔盘、冷凝系统的腐蚀。原油脱盐后，减少原油加工过程中氯化氢的生成量，可以减轻腐蚀。

四“注”

所谓四“注”，指的是在石油化工设备生产中向设备内注碱、注氨、注碱性水、注缓蚀剂四步工艺。

注碱

原油注碱的目的主要是使脱盐后残留在原油中的MgCl2、CaCl2变成NaCl。NaCl不易水解，不会产生HCl气体。从而进一步减少氯化氢的生成量，以便有效的控制盐腐蚀。另外也中和部分石油酸和硫化氢，减少它们的腐蚀。

注氨

原油脱盐注碱后，常压塔顶冷凝系统仍有残留的5~10%的氯化氢，造成冷凝区严重的腐蚀。在塔顶注氨，目的是在水蒸气冷凝成液态水之前，氨中和气相中的氯化氢气体，生成氯化铵（NH4Cl），以免生成氯化氢的水溶液。

注碱性水

注氨的产物氯化铵会堵塞设备（塔），注水的目的使溶解氯化铵、防止氯化铵沉积，以免堵塔。

注缓蚀剂

缓蚀剂是能形成膜的有机胺类化合物。这类物质具有表面活性，能物理或化学吸附在金属表面，形成一层抗水性保护膜，遮蔽金属同腐蚀性水相接触，使金属免受腐蚀。

“一脱四注”主要是我国在现今采用较多的防腐技术，现今在石油化工设备领域应用也极为广泛。运用上述方法可以有效减缓石油化工设备生产中各种原料的硫化物等化学物质对设备的腐蚀，提高设备的使用性能。在石油化工设备的生产过程中常常会产生各种含盐物质或氯化物，在石油化工设备生产物质冷凝时就会使得石油化工设备出现较大的腐蚀性风险，因此，做好对于石油化工设备生产过程中的“一脱四注”是十分重要的，需要在石油化工生产过程中加以重视。