石油化工設(shè)備常見腐蝕原因及防腐措施應(yīng)用的思考

孫 浩

(中海石油中捷石化有限公司,河北 黃驊 061100)

0 引 言

目前眾多石油化工單位中都存在著諸多設(shè)備被腐蝕的現(xiàn)象，中捷石化也不例外。中捷石化的防腐工作主要有兩個(gè)難點(diǎn)：

其一，煉制的原油多變，對(duì)各個(gè)裝置耐蝕性考驗(yàn)較大。中捷石化煉制的原油種類不穩(wěn)定同時(shí)酸值高，存在時(shí)常更換進(jìn)裝置的原油，不同的原油各類腐蝕性介質(zhì)的種類和含量都不同，對(duì)各個(gè)裝置的影響情況不同。

其二，由于建廠早，設(shè)備及管道使用時(shí)間長(zhǎng)，加之地處沿海，裝置中100 ℃上下的保溫設(shè)備管線存在嚴(yán)重的保溫層下腐蝕。因此，中捷石化不斷努力提升管理，結(jié)合自身實(shí)際做好設(shè)備的腐蝕與防護(hù)。

1 石油化工設(shè)備防腐的重要意義

石化企業(yè)的設(shè)備及管道處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，所處環(huán)境復(fù)雜，受到各類酸、酸性鹽溶解離子、腐蝕性氣體以及超出常規(guī)環(huán)境的溫度壓力的腐蝕。上述腐蝕性介質(zhì)嚴(yán)重威脅到了企業(yè)的安全生產(chǎn)，如出現(xiàn)事故則會(huì)對(duì)企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。因此做好石化設(shè)備的腐蝕防護(hù)對(duì)一個(gè)企業(yè)來說至關(guān)重要。

2 石油化工設(shè)備腐蝕的常見原因

2.1 化學(xué)反應(yīng)

在生產(chǎn)石油產(chǎn)品時(shí)，專業(yè)人員需要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)來直接添加一些合適的化學(xué)物品。但是常規(guī)使用的化學(xué)物品多數(shù)會(huì)直接腐蝕金屬，在生產(chǎn)過程中使用的各種生產(chǎn)材料也具有較高的腐蝕性。在實(shí)際生產(chǎn)中如果將各種不同類型的藥劑和生產(chǎn)原料混合在一起自然會(huì)在第一時(shí)間腐蝕設(shè)備。

2.2 石油化工設(shè)備金屬材質(zhì)問題

多數(shù)石油化工設(shè)備都屬于常規(guī)的金屬制品，不同類型的金屬結(jié)構(gòu)都具備不同的性質(zhì)，其功能和抗腐蝕的能力也會(huì)產(chǎn)生較大的差別。不合理的選材會(huì)降低設(shè)備的使用壽命甚至發(fā)生腐蝕事故。

2.3 石油化工產(chǎn)品中的氣、液流動(dòng)速度

實(shí)踐中看，多數(shù)石油化工產(chǎn)品內(nèi)部的氣體和液體的流動(dòng)速度會(huì)直接影響設(shè)備的腐蝕速度，其流動(dòng)的速度越大，出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象也會(huì)變得更加嚴(yán)重。但是如果存在于較為靜止的腐蝕氣體環(huán)境中，其腐蝕的速度會(huì)變得更加緩慢。因此，眾多的石油化工企業(yè)需要通過控制生產(chǎn)過程中氣體和液體的速度才能夠防止其不被腐蝕。

3 常用的防腐蝕措施

3.1 有效地建立腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)

實(shí)踐中可以通過建設(shè)合適的腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)來更好地杜絕腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。腐蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化建立，主要結(jié)合腐蝕回路和風(fēng)險(xiǎn)分析后，確定的重點(diǎn)監(jiān)控部位，并充分考慮各腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的適用性和特點(diǎn)，以及重點(diǎn)監(jiān)控部位的工況，也確定最佳的監(jiān)控方案。腐蝕在線監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)原則要基于對(duì)腐蝕回路的分析基礎(chǔ)上，布點(diǎn)位置主要覆蓋裝置的中高風(fēng)險(xiǎn)部位；在有工藝防腐措施，如注劑位置的前后流程段上應(yīng)設(shè)置腐蝕探針，用以對(duì)比監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工藝防腐的效果。在高空及高溫，難以設(shè)置人工定點(diǎn)測(cè)厚的關(guān)鍵監(jiān)控部位，應(yīng)設(shè)置在線超聲波測(cè)厚點(diǎn)或者設(shè)置在線FSM，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)剩余壁厚和減薄的情況。為了更好地對(duì)設(shè)備及腐蝕的監(jiān)控，中捷石化完成了117條腐蝕回路，同時(shí)建立了腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)，包括在線定點(diǎn)超聲波測(cè)厚系統(tǒng)、FSM測(cè)厚系統(tǒng)、腐蝕探針檢測(cè)系統(tǒng)、埋地管道及大型儲(chǔ)罐陰極保護(hù)系統(tǒng)和循環(huán)水監(jiān)控系統(tǒng)等。腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)和其他不同的環(huán)節(jié)更好地結(jié)合在一起來讓防腐蝕系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕苗頭，采取預(yù)防措施。

3.2 建立腐蝕適應(yīng)性評(píng)價(jià)

3.2.1 適應(yīng)性評(píng)價(jià)的目的及意義

通過對(duì)目前加工原油性質(zhì)及未來可能加工原油性質(zhì)劣化的趨勢(shì)、現(xiàn)有工藝防腐措施以及對(duì)設(shè)備和管線材質(zhì)進(jìn)行全面的腐蝕評(píng)估，找出裝置中的薄弱環(huán)節(jié)，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果提出裝置設(shè)備和工藝管線升級(jí)改造以及其他防腐措施。從裝置原料控制、材質(zhì)升級(jí)、工藝防腐、腐蝕監(jiān)檢測(cè)四個(gè)方面制定措施，全面提升裝置的防腐水平，為優(yōu)化檢維修策略提供決策依據(jù)。

3.2.2 適應(yīng)性評(píng)價(jià)原則

石化化工生產(chǎn)的源頭為煉油裝置，煉油生產(chǎn)裝置在低溫段存在的腐蝕是鹽酸腐蝕及濕硫化氫腐蝕，裝置高溫腐蝕主要是高于220 ℃時(shí)的高溫硫及環(huán)烷酸腐蝕，根據(jù)原油劣質(zhì)化過程中，在高溫部分高酸原油的腐蝕問題遠(yuǎn)大于高硫原油的思路，以原油酸值升高作為主要依據(jù)進(jìn)行煉油裝置適用性評(píng)估。包括：低溫腐蝕評(píng)估和高溫部位腐蝕性評(píng)估。原油中所含的硫、氮、氯等雜質(zhì)是造成低溫腐蝕的主要因素，低溫腐蝕評(píng)估就需對(duì)這些元素進(jìn)行分析。高溫腐蝕適應(yīng)性評(píng)估主要考慮主要解決高溫部位選材與裝置原料劣質(zhì)化程度相匹配的問題。

3.3 重點(diǎn)監(jiān)控部位的隱患排查

腐蝕隱患排查的目的是盡可能找出腐蝕隱患部位，在管線或設(shè)備發(fā)生泄漏事故發(fā)生前阻止事故的發(fā)生，對(duì)安全生產(chǎn)有重大的實(shí)際價(jià)值。阻止事故的發(fā)生是防腐工作的最終目標(biāo)，而發(fā)現(xiàn)隱患部位并消除隱患是阻止事故的發(fā)生的最基本方式，而常規(guī)的無損檢測(cè)抽查對(duì)隱患的檢出率很低，通過腐蝕分析診斷系統(tǒng)中的腐蝕，指引無損檢測(cè)開展排查，能大大提高隱患的檢出率，這種方式目的性更強(qiáng)，效率更高，相比常規(guī)無損檢測(cè)抽查是更高層次的方式和方法。

3.4 建立合理的腐蝕實(shí)現(xiàn)機(jī)制

在日常防腐工作中，經(jīng)常會(huì)遇到一些腐蝕問題需要分析原因，為了準(zhǔn)確的判斷相關(guān)機(jī)制和原因，則需要進(jìn)行垢樣成分分析、介質(zhì)分析，以及失效分析等專項(xiàng)檢驗(yàn)分析問題。

3.5 用合適的防腐涂料及控制施工質(zhì)量

之所以諸多石油設(shè)備會(huì)在第一時(shí)間被腐蝕，其根本的原因就是在生產(chǎn)中接觸了諸多防腐物質(zhì)。因此，常規(guī)使用的防腐涂料實(shí)際屬于一個(gè)合適的保護(hù)膜，為的是更好地隔絕各種不同類型腐蝕性較強(qiáng)的物質(zhì)。實(shí)踐過程中防腐涂料的選取需要參考設(shè)備及管道的母材、運(yùn)行的介質(zhì)溫度及環(huán)境溫度、環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)等。另外，施工質(zhì)量控制必須嚴(yán)格控制，這包括打磨情況、涂裝時(shí)間間隔、施工溫度等因素。施工過程控制要建立有效的過程監(jiān)控制度，中捷石化在防腐施工控制過程中便執(zhí)行監(jiān)護(hù)人-部門-公司的三級(jí)控制，有效保證施工質(zhì)量。

3.6 采用更多新興技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，更多不同種類的生產(chǎn)技術(shù)都會(huì)被應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域，實(shí)踐中只有研發(fā)出不同類型的高效防腐技術(shù)才能夠在較短的時(shí)間內(nèi)避免被腐蝕的現(xiàn)象。高效的防腐技術(shù)不僅可以減少腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，更可以在無形中提升石油化工設(shè)備的防腐蝕性能。中捷石化重交瀝青裝置減壓塔規(guī)整填料采用CTS技術(shù)，通過填料的表面處理達(dá)到良好的防腐效果。其減壓塔側(cè)線鐵離子濃度≤3 mg/L，相應(yīng)工藝機(jī)泵過濾器清理基本為零。新技術(shù)的應(yīng)用有效地提升了中捷石化的設(shè)備運(yùn)行本質(zhì)安全，同時(shí)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

石化設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象對(duì)于石化產(chǎn)品和企業(yè)的發(fā)展都是很不利的，如果沒有采用合適的方法來進(jìn)行石化生產(chǎn)，勢(shì)必都會(huì)誘發(fā)不同的安全問題，最終都會(huì)威脅石化人員自身的生命財(cái)產(chǎn)安全，最終更會(huì)使得社會(huì)的生產(chǎn)變得極為不穩(wěn)定。因此，作為石油化工企業(yè)的中捷石化，建立有效的監(jiān)控體系，合理的腐蝕適應(yīng)性評(píng)價(jià)，結(jié)合廣泛檢查與重點(diǎn)排查，保證了生產(chǎn)安全運(yùn)行，避免了腐蝕性事故的發(fā)生。同時(shí)從源頭控制施工質(zhì)量并采用新技術(shù)，更加夯實(shí)了石化設(shè)備的抗腐蝕能力，進(jìn)一步降低了發(fā)生腐蝕性事件的概率。