苏隆专家浅析化工设备的防腐管理
作者: 信息来源: 发布于:2015/11/30 点击量:
在化工生产中,绝大多数化工设备的失效是由腐蚀引起的。如何进行科学的防腐管理是化工生产过程中一个极为重要的环节。防腐管理的好坏直接关系到化工设备能否长期安全运行,关系到生产能否正常进行和企业的经济效益。
防腐管理是整个企业管理中的重要内容之一,在化工生产管理中起着一种全局性的作用,绝不能忽视。化工设备的防腐管理工作贯穿于设备的设计、制作、储运和安装、使用、维修等方面,必须全过程地进行控制。
2设计中的防腐管理搞好化工防腐管理,在设备设计时就应有足够的考虑,应运用防腐的知识和经验来设计。防腐设计的主要内容包括选材、工艺设计、强度设计、正确的结构设计和防腐方法选择等。
选材。要根据介质环境考虑材料的耐蚀性,尤其是耐点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀和耐疲劳腐蚀的性能;还应注意整个系统中材料相互之间的适应性,尽量避免不同的金属材料相互接触。对于保温材料要选配恰当,含大量氯化物的保温材料不适用于不锈钢设备。
工艺设计。介质要保持适当的、均匀的流速,要保持适当的温度和浓度等。
强度设计。要考虑腐蚀性环境对于材料强度的影响,要正确考虑腐蚀裕量,特别要注意产生局部腐蚀、疲劳腐蚀和蠕变情况下的强度设计。
设备与部件的结构设计。应尽量避免形成缝隙和形成积液的死区,排污孔应放在能全部排清残液的部位即最底端。尽量采用对接焊缝,避免搭接。换热设备的管板与换热管最好采用焊接加贴胀或强度胀加密封焊,必要时在流体人口处还应增加挡板以避免流体对设备的直接冲刷。
防腐方法选择。防腐材料用金属还是用非金属,非金属是用涂料还是用衬里,又用哪一种涂料或衬里,这些都要视具体环境进行正确选用。
3制作过程中的防腐管理很多化工设备的腐蚀是由于制作过程中的缺陷而引起的。因此,化工设备在制作过程中必须按照相关的规程或规定来进行。
投料。要按照设计要求,认真检所用的材料,不能误用。例如Q235-B与16MnR虽同为碳钢,但它们的强度及使用范围不一样,用错后可能在设备运行中引起事故;不锈钢有各种各样的牌号,不同牌号的不锈钢的耐蚀性能差异很大,用316L钢(00Crl7Nil4M2)制造的设备,若错用了一张3(ML钢(00Crl9Nill)便可造成这一部位的严重腐蚀,从而不能体现设计者的初衷。为此,对材料必须有严格的管理,要求标记清晰,移植规范,当材料的牌号混淆不清时有必要进行复验。
冷加工。冷加工会在工件中留下很大的残余应力。有资料表明,奥氏体不锈钢设备的应力腐蚀事故主要是冷加工残余应力造成的,因此当整个设备制作完成后,应力求进行整体或局部热处理以消除残余应力,如旋压封头在旋压后应进行消除应力处理。同时,在制作过程中要避免用重物乱捶乱打。((容规》也明确规定,容器在制作过程中不允许强力组装。
焊接。焊接工艺及其质量对设备寿命影响很大,这主要是它与腐蚀的关系极为密切。设备要尽量减少焊缝,尽可能避免交叉焊缝。《容规》第69条明确规定不宜采用十字焊缝,焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍,且不小于100mm.焊接对不锈钢的耐蚀性能影响更大,奥氏体不锈钢焊接时必须选择适当的焊接工艺,焊接操作要快,焊后要快冷,避免敏化温度下长时间停留而产生晶间贫铬现象。因而,加强对焊接工艺的管理与指导有重要的意义。另外,焊接中的起弧、飞溅、气孔等与设备的腐蚀有很大的关系,在焊接过程中应十分注意。
热处理。热处理工艺与质量直接影响设备的使用寿命与安全运行,必须要了解不同材质的热处理特性,给以区别对待,应根据不同材质、不同的使用条件、不同的热处理目的制定不同的工艺规范。采用热处理消除残余应力是防止应力腐蚀破裂的重要措施,如盛装液化石油气、液氨等介质的容器。热处理要严格按照规范进行,应优先采用在炉内加热的办法,以确保热处理的质量。
防腐衬里。防腐衬里效果的好坏关键在于衬里施工质量,衬里防腐层不论是金属覆盖层还是非金属覆盖层,都要求在施工前进行一系列表面处理。表面处理采用手工打磨或喷砂的办法,要求达到平整,无明显凸凹、尖角、砂眼、缝隙等缺陷,转折处的圆角半径应不小于5mm,表面的油污也必须清除干净。在非金属衬里的设备中,衬里后不得施焊,也不得撞击敲打,以免破坏衬里层而引起设备腐蚀,所以设备的铭牌座等所有结构件应在衬里施工前焊好。
4储运和安装过程中的防腐管理设备从出厂到投产之前要经过库存、运输的过程,然后进行安装,在这些环节中必须有相应的防腐管理,如果管理不善,将造成腐蚀。
设备的库存期间主要应防止大气腐蚀,对不锈钢设备应防止氯离子污染,对钛材要防止铁离子污染,所以要根据具体情况采取短期或长期的防护措施。设备在储运和安装过程中要防止碰撞、划伤(特别是搪玻璃设备),要防止因储运引起变形而增加应力腐蚀破裂的危险。安装时的紧固力要适中,避免用力过大留下残余应力。为了运输或安装方便,在设备上焊接的临时吊耳和拉筋等应采用与壳体相同或相似的材料,并用相适应的焊接材料和焊接工艺进行焊接,割除后留下的疤痕必须打磨平滑。这些都易在施工中被忽略而造成腐蚀。
安装完毕后要及时清洗、清理,做好金属表面f腐工作。设备的水压试验也必须按规程的规定进行,对不锈钢设备,要采用氯离子浓度〈邓1的水。
5使用过程中的防腐管理在使用过程中,由于设备长期与腐蚀介质接触,生产又是在高温高压下进行,所以在此过程中的腐蚀更为严重,尤其要加强管理。
在生产过程中,正常运行时的参数不能随意更改。工艺条件是经过反复试验和生产实践而总结出来的,不能为了增加产量就任意改变参数,使设备超负荷运行,一定要保证均衡生产。严格控制化工生产工艺条件是防腐管理的一个重要方面,如果违反生产工艺操作规程,必然会造成包括腐蚀在内的种种后果。
有经验表明,腐蚀事故多数发生在新投产的项目上,所以防止试车时设备的腐蚀十分重要。这是因为设备在试车时的操作条件不稳,物料的组成、浓度、流速和温度变化较大,同时设备刚开始运行,可能清洗不彻底,残留泥砂和杂质,会促使设备的腐蚀比正常运行时快,因此必须从各方面加强管理以保护设备。例如试车前应对设备严格清洗,试车时尽量保持工艺条件稳定,适当提高缓蚀剂的添加量等。
使用过程中还有很重要的一点是,设备管理人员必须建立设备腐蚀档案,按相关规定定期进行内外部检测,加强巡检,随时了解腐蚀情况,特别是要做好重点部位腐蚀情况观测,严格控制腐蚀环境。如有的水中氯离子含量虽然很低,但不锈钢表面由于氯离子的吸附、浓缩,含量可以达到很高的程度,像不锈钢换热器这样的设备很有必要进行定期清洗和及时排污,防止局部地方氯离子浓缩而引起腐蚀。
6设备维修过程中的防腐管理当生产设备停止运行以后,必须将废液、废渣排除干净,不得滞留于设备内,防止残留的介质引起腐蚀。有的还要选择合适的方案进行处理,如锅炉系统停车后为防止其发生腐蚀,常用氮气密封或注满加有缓蚀剂的水等。
维修时要根据不同情况制定对设备保护的措施,并应认真做好停车期间的设备检。主要检在设备运转中无法检或无明确把握的腐蚀形态、腐蚀分布及损伤等,特别是锅炉、热交换器、管路等的结垢和堵塞情况;要检材料强度劣化情况,看有无回火脆性、氢脆、应力腐蚀破裂等,对重点部位要测定壁厚。同时对出现的这些情况应找出原因,杜绝设备失效后只单纯更换新设备的不良习惯,对腐蚀事故一定不能放过,以免再次发生。
另外,在维修过程中要避免对设备造成新的损伤。跟制作过程一样要注意防止产生新的腐蚀隐患,如不能混用材料(包括焊接材料)、不能随意更换保温材料等。
从以上各方面的防腐蚀管理工作可以看到,有的直接影响设备使用寿命,有的影响系统,有的甚至影响整个企业的生产。由此可见,化工设备防腐管理具有十分重要的意义,设备管理人员应深入开展防腐工作,分析、研究、解决化工生产中存在的各种腐蚀问题,提高防腐效果和经济效益。