石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护研究

石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护研究

罗浩

浙江精功科技股份有限公司 312033

摘要：在石油化工生产过程中，会涉及多种石油化工设备，尽管这些设备无论是材料选择，还是制造工艺的要求都较其他行业设备高很多，但由于长期处在湿硫化氢环境中，所以很容易在生产期间遭受腐蚀，这在某种程度上就会大大降低设备的使用寿命，给相关企业造成一定的经济损失。因此，要想改善现状，当务之急就是要寻找一条科学合理的途径对该环境下的石油化工设备进行全面有效的防护。本文也会针对湿硫化氢环境中造成石油化工设备腐蚀的具体原因进行着重分析，并提出针对性的防护措施，以便有关人士参考。

关键词：石油化工设备；湿硫化氢环境；腐蚀因素及原因；防护措施

鉴于石油化工湿硫化氢环境的特殊性，所以很容易会给相关石油化工生产设备造成一定的腐蚀影响，再加上相关企业对于设备的运维管理不及时、不到位等，所以就会大大降低设备的安全性，进而产生许多安全隐患。因此，要想改善现状，就要对硫化氢环境中的石油化工设备加大运维管理力度，并采取有效措施对其安全防护工作进行全面的强化。

1.湿硫化氢环境中造成石油化工设备腐蚀的具体原因分析

1.1温度

大部分石油化工设备的材质都是以钢材为主，由于钢材中含有大量的磷元素、硫元素和氢元素，所以其硬度也是十分明显，但是在湿硫化氢环境中，却很容易受到硫化氢所腐蚀。究其原因，主要是该环境下的溶液温度发生相应的变化所致，而钢铁在硫化氢水溶液中的腐蚀速度与温度通常成反比关系，例如，在10%的硫化氢水溶液中，当溶液温度从现有温度大幅提升时，钢铁的腐蚀速度也会随之加快，但若溶液温度达到上限后，钢铁的腐蚀性就会逐步降低。据相关实验证明，当湿硫化氢溶液温度维持在110-200℃时，钢铁的腐蚀速度与程度最小，反之，若硫化氢溶液温度处在20℃左右时，钢铁腐蚀速度与程度最大。

1.2 pH值

    湿硫化氢环境中，pH值对于设备的腐蚀速度有着一定的影响，因为在这一环境下，钢材中的氢溶解量会随之增高，一旦pH值接近强碱性或强酸性时，空气中的二氧化碳就会导致硫化氢的应力腐蚀能力不断提升，这种情况下，势必会加快对设备的腐蚀力度和程度，反之，若pH值较高或接近强碱性时，二氧化碳就会起到反作用，进而使得硫化氢的应力腐蚀能力也会逐步降低[1]。

1.3硫含量

    在石油化工生产过程中，会产生大量的硫化氢介质，由于该介质中含有多种腐蚀成分，所以就会很容易对硫化铁保护膜造成溶解影响，进而使硫化氢腐蚀速度不断加快，最终导致石油化工设备逐渐被腐蚀。

1.4暴露时间

在湿硫化氢环境中， 石油化工设备的腐蚀程度和深度与其暴露时间有着很大的关系，一般情况下，设备暴露时间与设备腐蚀性的强弱呈反比关系，即暴露时间越长，设备的腐蚀速度和深度就越小。据相关实验证明，当设备在湿硫化氢环境中暴露2000 h后，其腐蚀性会逐渐呈现平衡。究其原因，主要是因为随着设备暴露时间的逐渐延长，在其表面就会堆积大量的硫化铁腐蚀产物，并且一段时间后还会形成具有保护作用的产物膜覆盖到设备上，因此，这就使得设备被腐蚀的程度和深度逐渐减小。

2.强化石油化工设备抗腐蚀能力的安全防护措施分析

2.1设备材料质量的强化

为了最大化提高石油化工设备的抗腐蚀能力，使其能够有效应对湿硫化氢所带来的腐蚀影响，首要任务就是要对设备的材料质量进行全面强化，具体可以从以下几个方面入手：首先，应尽可能选用具有较强防腐蚀性能的钢材作为设备的主要制作材料，以便可以为其后期安全稳定运行打下坚实基础。但由于不同类型的钢材在不同的湿硫化氢环境中所产生的腐蚀影响存在一定差异，所以应根据实际运行环境，来合理选择制作材料，这样才能进一步提高设备的使用的安全性；其次，在制作石油化工设备时，为保证最终的制作效果，应不断提高相关制作人员的专业技术水平，使其能够通过精湛的技术更好的增强设备的抗腐蚀性能，这样才能有效应对湿硫化氢环境，降低被腐蚀几率；最后，在对设备进行焊接施工时，为了确保焊缝质量，避免其对设备的整体应用性能造成影响，关键任务就是要对焊缝的硬度进行严格把控，使其保持在200 HB范围内，同时在焊接过程中，还要对焊缝部位的金属成分及含量等进行全面控制，使其符合相应的规范标准要求，同时还要对焊接部位进行热处理，这样才能有效避免焊缝产生局部应力，进而最大化提升设备的抗腐蚀性能。

2.2设备监督管理力度的强化

  为了在湿硫化氢环境中，维持石油化工设备的正常运转，降低对其的腐蚀影响，相关石油化工企业就要定期对设备的质量与性能进行检查检验，在具体实施过程中，不仅要根据设备的实际运行情况制定相应的设备检测计划，而且还要根据不同设备型号和使用周期，选择适宜的运维管理方式，以便进一步提高设备运行使用过程中的安全性。除此之外，还要设置专门的设备监管系统，并积极引入自动化技术和人工智能技术，这样才能对设备的运行状况进行实时的监督与管理，进而及时发现设备运行中存在的不合理情况与安全隐患等，并在第一时间采取有效措施进行处理和解决，以免问题扩大，给企业造成较大的安全事故和经济损失。另外，还要对湿硫化氢的环境变化进行动态监督，看其内部硫化氢和氰化氢及介质等的含量与分布情况，是否会对设备的正常运转造成不良影响，一旦发现，要立即采取措施进行应对以保障设备的使用安全，降低其被腐蚀情况的发生概率

[2]。

2.3设备防腐措施的强化

   在这一环节中，主要是通过在设备表面增加化学镀镍磷合金层，来有效控制氢离子和硫离子等腐蚀介质进入到金属层中对设备表面产生腐蚀影响。为达到最终的防腐蚀效果，应积极采用化学镀层工艺来对设备防腐措施进行强化，在实际执行时，相关技术人员应先对设备进行打磨，以便使其表面始终处于均匀平滑的状态中，另外，通过打磨处理，还能实现对设备表面污渍的有效去除，并进一步提高镀层覆盖效果。此外，还要对打磨后的设备进行酸洗，即采用适量的稀硫酸对设备进行均匀浸泡或冲洗，这样能有效提升设备整体清洁性，进而为化学镀层工艺的顺利实施创造良好条件。最后，在开展化学镀层时，应根据镀液和金属设备表面所产生的氧化还原反应进行操作，并通过脱氢、氧化、结合、析出金属等一系列工序将镀液中的镍元素置换到设备表面，使其形成严密的保护层，减少湿硫化氢环境所带来的腐蚀影响。

2.4设备修复技术水平的强化

当发现石油化工设备存有腐蚀故障时，相关检修人员应及时对其进行维修和养护，在这一过程中，必须确保检修人员具备一定的修复技术和专业水平，保证设备故障修复效果，延长其整体使用寿命，避免设备在后续运行使用过程中继续受到腐蚀影响。例如，一旦发现石化设备存有氢鼓泡故障，相关检修人员就要及时对故障原因进行分析，并将发生鼓泡部位的劣质脆化材料全部挖除掉，同时还要根据实际情况，合理选择修复技术，如打磨修复法、手工堆焊法、换板修复法以及挖补法等，这样才能获得理想的修复效果。

结束语：

综上所述，处在湿硫化氢环境中的石油化工设备，经常会受到各种因素所影响而出现一定的腐蚀故障，鉴于此，为了避免造成严重的后果，相关化工企业就要对设备的质量与性能进行不定期检验，同时还要不断强化设备制作材料的质量以及防腐措施、修复技术水平等，并对设备的运行过程加大监管力度，这样能及时挖掘出其中存在的腐蚀隐患，提高设备的安全性和使用寿命。    

参考文献

[1]王炎. 石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护分析[J]. 化工管理, 2017,(01):15-16.

[2]王智, 赵新龙. 石油化工设备在湿硫化氢环境中的腐蚀与防护分析[J]. 中国科技投资, 2019,(07):38-39.