提升容器本質安全的容器內防腐管理

陳 勇 喻友均 胡世豪 李 佳 孫越宇 趙 斌

（1. 中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000；2. 西安摩爾石油工程實驗室股份有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

容器在石油化工領域起著極其重要的作用，在役容器需承受內部介質和外部環境的共同作用，十分容易發生失效[1,2]。容器的失效會導致生產停滯、介質泄漏，對設備、人員和環境的安全造成巨大的危害。因此對在役容器采取腐蝕控制管理是十分有必要的。

1 容器概況

沙漠某油田現有壓力容器946臺，常壓儲罐28臺，均為碳鋼材質。其工作介質特性主要表現為高溫（最高90℃）、強腐蝕性（H2S最高濃度28.7×104ppm，平均濃度1.3×104ppm、平均Cl-濃度9×104mg/L、平均礦化度11×104mg/L）、低pH值，現場主要采取“內涂層+犧牲陽極”的聯合防腐措施，這也是當前油田最常用、最經濟的內防腐方式[3]。因此，容器內防腐質量好壞直接影響油田設備的本質安全和裝置的平穩運行，但是由于油田地處沙漠腹地，受限于自然條件復雜、社會依托不足等各種不利條件，檢修施工過程中通常面臨以下五“難”。容器分布廣，檢修組織難；規律不清楚，計劃編制難；隊伍變更快，人員培訓難；材料不統一，執行標準難；檢修費用高，成本控制難。

2 容器內防腐管理

自2016年以來，油田以“質量優先，預防為主”為基本原則，逐步推進壓力容器內防腐施工精細化管理。經過5年的探索總結，通過采取建立健全防腐檔案、改進容器檢修施工組織模式、建立統一的內防腐施工標準、規范編制檢修施工指導方案、優選防腐材料、穩定施工隊伍、固定作業人員、強化現場監管等一系列措施，現已初步形成了容器內防腐“六位一體”的管理策略，經過近一輪檢修周期發現防腐質量逐年提升，容器本質安全得到有效保障。

2.1 初步形成了了一個五年周期的管理策略

為摸清容器內防腐失效規律，油田組織搜集自2012年至今的容器檢修記錄，逐步建立健全了406臺內防腐容器檢修檔案，詳細記錄每臺容器歷年檢修開罐清淤情況、內涂層完好狀況、犧牲陽極消耗情況、母材腐蝕情況及維修記錄等信息，真正做到對每臺容器內部情況“心中有數”，準確制定停產開罐檢修計劃，實現精準檢修。年度檢修結束后召開專業技術討論會，系統分析近5年開罐檢修數據，科學預判今后5年內的開罐需求，形成了單臺容器“第一年整體重做防腐，打好基礎、第二年檢修不開罐，優化工作量、第三第四年局部抽檢，查找問題、第五年全面開罐檢查、分析總結”的五年周期管理策略，通過不斷強化總結分析，逐步實現容器內防腐全生命周期的管理目標。

2.2 發布了一套容器內防腐施工標準化指導手冊

為了有效解決施工隊伍和作業人員執行標準不統一、技能參差不齊的問題，油田參照了16項國家和行業技術標準，結合油田實際編制了《容器內防腐指導手冊》和《容器內防腐施工方案標準模板》，做到三個明確，實現三個標準化：一是明確了施工準備過程中人員技能、工器具配備、方案編制基本要求；二是明確了容器檢修前的涂料配比、試板制作、試板涂裝和檢測的技術要求；三是明確了容器開罐、清淤、噴砂除銹、防腐施工、養護、犧牲陽極安裝、封罐驗收等全過程的施工技術要求。實現檢修方案標準化、檢修過程標準化、現場驗收標準化。

2.3 固化了一批優質的內防腐材料品牌

為有效解決容器內防腐涂料品牌雜、廠家多、執行標準難的問題，自2016年開始，油田全面使用中石油內部優勢企業的內防腐涂料，結合現場實際工況條件，有針對性的選擇防腐涂料型號，含硫工況選擇耐酸涂料，高溫環境選擇耐高溫涂料，嚴格按照廠家說明書和施工方案進行防腐施工；選擇具備油田準入資質廠家的犧牲陽極，到貨后嚴格驗收，同時委托第三方檢測單位進行抽檢，確保犧牲陽極化學成分、電容等各項指標在標準范圍內。5年來，上述防腐材料已累計用在160臺設備上，目前尚未發現質量問題，為有效提升內防腐使用壽命奠定了堅實的基礎。

2.4 培養了一批穩定的內防腐施工隊伍和作業人員

油田站外容器分散，需要配置足夠的機具和人員，站內容器集中，為兼顧檢修周期和檢修質量，需要高效的檢修施工組織，同時，站內外檢修均需要大量技術過硬的防腐施工人員。油田充分考慮站內外不同特點，結合檢修隊伍自身優勢和經驗，近6年選擇和3家經驗豐富、責任心強的檢修施工隊伍和1家腐蝕防護專家隊伍建立長期穩定合作關系。同時還針對檢修施工人員建立了一套規范的培訓考核辦法，扎實開展人員能力評估工作，將理論和實操培訓考核相結合，對考核合格的人員頒發防腐施工作業上崗證，杜絕無證上崗，開工前嚴格開展試板試驗，確保施工工藝參數滿足要求，自2016年至今先后培養了12名具備4年以上防腐施工經驗的作業人員，檢修隊伍和作業人員的業務能力有效得到保障。

2.5 總結了一系列有效的內防腐施工典型經驗

針對以往檢修過程中發現的局部缺陷，現場通過近5年的實踐改進，形成了一系列內防腐施工典型做法。一是制定容器內防腐施工12步標準作業法，確保檢修人員嚴格按規范程序操作，杜絕自選動作；二是建立“施工單位自檢+第三方專業隊伍監檢+用戶驗收檢查”的“三檢”制度，確保檢修質量步步受控；三是制定人孔密封面保護“五步法”，有效解決人孔防腐因表面粗糙度不夠導致粘接力不足的問題和噴砂除銹容易損壞密封面的問題；四是建立犧牲陽極從入場到安裝“五步作業法”，確保犧牲陽極質量合格、安裝規范、保護有效。

2.6 建立了一套適應油田的“三精”檢修組織模式

油田容器分布點多、線長、面廣，為有效解決站外檢修人員往返距離長，檢修效率低，施工周期長，安全質量管控難度大的問題，油田積極探索在本質安全和提質增效之間的平衡點，經反復研究，提出了站外容器“三精”集中檢修組織模式。精心準備：兩個采油氣作業區根據生產情況，提前摸排現場備用容器25臺，按照容器材質、規格型號、使用年限、內防腐狀況等要素分類建賬，對容器的安全狀況進行總體評估，確保備用設備隨時待命。精密組織：將所有備用容器分別回收至東部和西部集中維修點，篩選同停產檢修計劃中相同型號容器，在裝置停產檢修前3個月組織維修，確保容器內防腐得到足夠養護，停產檢修期間將維修完成的備用容器替換現場待修容器，實現精準檢修。精簡投入：通過推進集中檢修，科學優化承包商的人員、機具數量，最大限度發揮有限的力量；縮減人員往返現場和駐地的無效工作時間，檢修效率顯著提高，單臺設備檢修周期縮短3天，平均檢修成本降低1.6萬元；現場高危作業次數、作業風險和安全管控難度明顯降低，屬地安全監護投入有效精簡。

3 結語

近年來，隨著管理不斷深入，油田的壓力容器內防腐使用情況逐年改善。2013～2019年，平均每年開罐檢修壓力容器150臺。2013～2017年，平均每年重做內防腐50臺，2018和2019年分別重做防腐29臺和26臺，在2017年之前的基礎上大幅下降。經過進一步優化，2020年開罐數量115臺，較往年減少35臺；重做內防腐18臺，在2019年基礎上再減少8臺，全年節約容器檢修費用100萬元。2021年共開罐檢修容器69臺，其中64臺容器涂層完好，僅1臺需要重做內防腐，4臺需要進行局部修復，容器內涂層重做和局部修復數量大幅下降，相比2020年減少了12臺。油田容器內防腐管理工作初有成效，容器本質安全性明顯提升。