煉化企業防腐蝕涂層應用現狀調研及應對措施*

任 剛，呂 偉，李曉煒，張 雷，段永鋒

(1.中國石油化工股份有限公司煉油事業部，北京 100728；2.中石化煉化工程集團洛陽技術研發中心，河南 洛陽 471003；3.中海油常州涂料化工研究院有限公司，江蘇 常州 213016)

煉化企業生產裝置的防腐保溫涉及安全、節能和投資等諸多方面，其效果對裝置操作安全、內部介質在流程中各段的工藝溫度保證、能源節約等方面都具有重要意義[1-2]。目前，煉油設備和管道因保溫效果不良引起的能量損失及防腐蝕涂層失效導致的安全事故時有發生，對裝置的長周期安全穩定運行造成了極大挑戰[3-5]。為了解煉化企業設備防腐蝕涂層和管道保溫應用與管理方面的成功經驗和存在的問題，由中國石油化工股份有限公司組織的防腐保溫調研測評組，按照現場測試評價、管理制度和技術規范、費用投入等三個方面，對煉化企業典型生產裝置和油品儲罐進行了一次系統的防腐保溫現場測評和調研。總結和分析了煉化企業防腐蝕涂層的應用現狀，并對主要問題提出了相應的改進措施和建議。

1 煉化企業防腐蝕涂層的應用現狀

通過對8家煉化企業防腐蝕涂層現狀進行調研統計，各企業在管理規范方面差別不大，均明確了防腐保溫的歸口管理部門并設置有專人管理，制定了適合本企業的管理制度，但管理的嚴格程度各有不同。防腐蝕涂層的費用主要包括涂料費用、施工費用(人工費為主)及技術措施費用(如腳手架等)。其中涂料費用占防腐蝕涂層總費用的25%～33%，防腐蝕涂層的第一次投入費用雖然不高，但是后期運行維護費用相對較高。

現場測評發現各企業防腐蝕涂層的應用效果差別較大，整體測評得分相對偏低。防腐蝕涂層的3項測評項目及得分見圖1，其中老化評級得分最低(平均分為老化評級總分的24.7%)，涂層干膜厚度得分次之(平均分為干膜厚度總分的32.6%)，附著力得分相對較高(平均分為附著力總分的60.6%)。

圖1 8家煉化企業防腐涂層各項得分

各企業煉油裝置設備、管道、鋼結構和儲罐防腐蝕涂層的老化評級具體情況見圖2。從圖2可以看出，設備和管道的防腐蝕涂層老化評級3級以上的數量接近，約占測評總數量的80%，老化評級為5級的數量相近，約占測評總數量的45%。鋼結構防腐蝕涂層老化程度更為嚴重，老化評級在3級以上的約占測評總數量的95%左右，老化評級為5級的約占測評總數量的55%。

圖2 煉化企業設備設施老化評級對比

通過對煉化企業設備、管道、鋼結構及儲罐防腐蝕涂層老化評級為5級的原因進行分析，認為其主要原因為：①底層處理不達標；②邊緣轉角處漏涂；③局部積水；④焊縫區域未做合理處理導致開裂和剝落；⑤涂層年久失修，粉化嚴重；⑥外力損傷導致涂層剝落。

2 防腐蝕涂層各環節主要問題

2.1 管理環節

雖然多數企業制定了防腐保溫的相關管理制度，明確了主管部門及專人負責管理,但仍存在如下不足：①防腐保溫的管理制度及規范內容較為簡單，可操作性差；②防腐涂料涂裝雖然為專人管理，但因防腐涂裝專業性較強，負責人往往缺乏相關專業知識,且負責人還有其他業務，防腐涂料涂裝業務在其工作中占比較小；③煉油裝置設備和管道的防腐涂料檔案普遍存在資料不全、記錄不完整等問題；④管理規范、制度沒有明確或缺失關于防腐涂料施工、檢查、修復等過程的質量及監理等方面的要求。

2.2 技術環節

(1)煉化企業儲罐防腐施工管理制度健全、有關資料齊全，能夠按程序滿足正常的除銹、噴砂、施工及驗收要求；但是企業普遍缺乏針對設備和鋼結構防腐涂料的涂裝技術規范或作業指導書，相關崗位人員缺乏專業知識，在防腐蝕涂層選用、施工、運行檢查和修復等各個作業環節把關不嚴。

(2)部分設備和管道的涂層施工質量差，尤其是在焊縫、法蘭連接處和閥門等區域涂層易發生開裂和脫落(見圖3)。

(3)部分鋼結構腐蝕嚴重，主要表現在結構死角處漏涂現象較多、焊縫部位腐蝕甚至穿孔、扶梯焊縫及邊角銹蝕、部分鋼結構防火層脫落后腐蝕尤為嚴重(見圖4)。

圖4 鋼結構涂層失效情況

(4)部分裝置采用鍍鋅格柵代替踏板和平臺花紋板，其防腐蝕效果良好；但目前有關鋼結構平臺采用鍍鋅格柵的規范不統一，缺乏標準依據，部分區域存在安全隱患。

(5)無保溫層且溫度較高(60～120 ℃)的管道防腐蝕涂層的開裂、脫落問題較多(見圖5)，主要發生在分餾塔頂油氣管線、塔頂換熱器/空冷器進出口管線；目前常規的防腐蝕涂層體系在較高溫度下的不適用，而常規耐高溫涂層配套體系的防腐效果較差。

圖5 管道防腐蝕涂層的失效情況

(6)濕式空冷器及周圍設施的腐蝕情況見圖6。由圖6看出，煉化企業采用濕式空冷器，外腐蝕普遍較為嚴重，除設備本體發生腐蝕外，飛濺的噴淋水導致平臺及周圍設備、管道和鋼結構也發生了嚴重腐蝕。

圖6 濕式空冷器及周圍設施的腐蝕

2.3 運行與修復環節

(1)煉油設備和管道的防腐蝕涂層失效后，其修復后耐蝕效果較差，多數在重涂時表面未合理處理，甚至新涂層直接覆蓋在原有老化涂層上，涂層厚度不均勻，修復后涂層壽命較短。管廊、設備設施等由于處于運行中或施工期限短，很難按照要求將底材處理到位。

(2)鋼結構平臺、欄桿和走道等區域的涂層修復問題較為突出，主要表現為修復涂層表面存在銹點、鼓泡、流掛、針孔等問題，同時鋼結構死角處的漏涂問題較多。

(3)在鋼結構平臺使用期間，花紋板普遍存在因積液、污垢清理不及時而導致防腐蝕涂層的失效問題，且涂層大面積損壞后未能進行及時修復。

(4)設備和管道定點測厚一般采用超聲波測厚方式，其測試部位普遍無防腐涂層。

(5)因保溫層破損導致設備和管道的腐蝕問題較為普遍，尤其是服役時間較長的管道。另外部分附屬管線、接管等因涂層損壞而導致腐蝕問題較為嚴重，沒有及時修復。

(6)部分附屬管線(消防水、蒸汽、電氣管道等)、接管的涂層缺乏日常檢查和維保。

2.4 涂裝監理與驗收環節

(1)多數企業的儲罐防腐涂料施工管理和監理較為規范，但是設備、管道和鋼結構防腐涂料施工的監理和驗收環節普遍缺失，尤其是停工期間修復和運行期間的維護。

(2)防腐涂料施工及修復過程缺乏專業機構和人員監督，雖然部分企業引進了第三方監理，重點關注施工過程安全和規范操作，但對防腐蝕涂層施工質量控制和檢查缺乏相關專業知識。

(3)防腐涂料雖然由企業單獨采購，但其質量檢驗多數由供應商提供，普遍缺乏防腐涂料的第三方機構質量檢驗。

3 措施與建議

(1)制定《煉化企業設備防腐蝕涂層管理要求》，明確防腐蝕涂料選用、施工、運行檢查、維護/修復等各個環節相關部門及責任人的職責，明確防腐涂料相關單位企業的要求和責任。

(2)編制《煉化企業防腐蝕涂層質量控制技術規范》，編制煉化企業防腐蝕涂料選用、施工、維修等環節的作業指導書，主要包括涂料選用配套方案、表面處理(針對不同材料、不同涂料的表面處理工具和除銹等級要求)、涂裝施工、涂裝質量控制等各個作業環節。

(3)加強防腐施工過程管控，開展企業相關管理和技術人員的專業技能培訓，保障防腐蝕涂層施工質量；委托第三方開展運行期間的防腐蝕涂層性能檢查，定期檢查發現涂層失效嚴重的問題后及時修復。

(4)針對大型防腐蝕工程和項目，加強施工隊伍資質審核和施工能力的考核，引進專業涂裝檢驗員對維修質量進行監管，試點施工承包商采取框架合同維保模式，保障維保周期內防腐蝕涂層的施工質量。

(5)煉化設備溫度較高且不帶保溫工況和濕式空冷器環境下的防腐蝕涂層，聯合涂料生產商、設計和科研單位開發形成適用的涂層配套體系，選擇代表性管線或設施進行涂層配套試涂及防腐效果驗證。

(6)針對法蘭、閥門、螺栓、螺母等異形件的腐蝕難題，開展新產品新技術的研究及應用。

4 結 語

(1)煉化企業防腐蝕涂層的調研表明，涂料費用占防腐蝕涂層總費用的25%～33%，但后期運行維護費用較高且修復后防腐效果較差；針對防腐蝕涂層的各項測評項目及得分，老化評級得分最低，設備和管道防腐蝕涂層老化評級5級約占45%，鋼結構老化評級5級約占55%。

(2)防腐蝕涂層應用期間的主要問題涉及管理、技術、運行、修復及監理等各環節，關鍵在于防腐蝕涂料選用、施工、運行、修復等各個作業環節把關不嚴。

(3)建議完善及執行管理制度,采取涂裝施工監控、定期檢查測評、專業技能培訓和質保模式等針對性措施，提高防腐蝕涂層的服役壽命。