常減壓裝置壓力管道腐蝕分析及防護(hù)措施

于泗泉，王志孝(山東昌邑石化有限公司，山東 昌邑 261300)

0 引言

近年來，我國社會不斷發(fā)展，常減壓裝置壓力管道腐蝕問題也受到了社會各界的廣泛關(guān)注。從當(dāng)前的實(shí)際情況來看，在針對常減壓裝置壓力管道腐蝕方面，我國仍然存在諸多問題尚未得到有效的解決。提升防腐層性能的相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，與一些發(fā)達(dá)國家之間存在一定差距。故此進(jìn)一步加強(qiáng)常減壓裝置壓力管道腐蝕和防護(hù)措施是當(dāng)前必須解決的重難點(diǎn)。基于此，相關(guān)方需要予以充分重視，進(jìn)一步提高防腐工藝，強(qiáng)化防腐全面管理，加強(qiáng)防腐控制，并對管材種類的選擇進(jìn)行全方位的優(yōu)化，確保防腐材料的質(zhì)量能夠切實(shí)符合國家的相關(guān)規(guī)定和需要，提高防腐效益。

1 管道腐蝕及常減壓裝置的相關(guān)概述

1.1 管道腐蝕的相關(guān)概述

從管道腐蝕問題的現(xiàn)狀來看，仍然有諸多問題尚未得到有效解決，極大阻礙了我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，同時也對安全生產(chǎn)以及質(zhì)量效率造成了極大的困擾。腐蝕在生活和實(shí)際的生產(chǎn)過程中十分常見，腐蝕會造成材料的極大損失，嚴(yán)重情況下會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成安全隱患。在我國易腐蝕材料的種類中，腐蝕最為嚴(yán)重的是金屬，其次就是管道。因此，相關(guān)領(lǐng)域必須進(jìn)一步加強(qiáng)常減壓裝置壓力管道腐蝕分析，具體情況具體分析，切實(shí)優(yōu)化和完善防護(hù)措施。管道腐蝕主要是因?yàn)槭艿搅瞬牧媳砻婧铜h(huán)境的共同影響，從而發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，如環(huán)境中的二氧化碳或者細(xì)菌等，都會與物質(zhì)產(chǎn)生直接的反應(yīng)，從而引起腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。從常減壓力管道防腐的實(shí)際案例分析，可以得出，造成常減壓力管道腐蝕的原因主要分為低溫露點(diǎn)鹽酸腐蝕、高溫硫化物腐蝕和高溫環(huán)烷酸腐蝕三大類[1]。

1.2 常減壓裝置的相關(guān)概述

如圖1所示，常減壓裝置在石油煉制中的應(yīng)用十分廣泛，是不可或缺的一大工序，石油煉制常減壓裝置的設(shè)備主要有初餾塔、常壓加熱爐、常壓蒸餾塔塔頂換熱器、加壓泵、減壓加熱爐和減壓蒸餾塔等，主要工藝管道有塔器進(jìn)料管線和回流管線、常減壓側(cè)線、轉(zhuǎn)油線、渣油線和冷卻器進(jìn)出口管線等。在此過程中，常減壓裝置會不可避免地與酸性腐蝕介質(zhì)直接接觸，引起腐蝕。此外，常減壓裝置的目的主要是針對原油進(jìn)行脫鹽、脫水處理，從而為石油煉制提供原料，然后利用煉制后的石油生產(chǎn)煤油、汽油、柴油等產(chǎn)品。由于常減壓裝置具有一定的復(fù)雜性和難度性，且在裝置連接的過程中機(jī)器容易傳送一些易燃易爆介質(zhì)，因此也具有一定的危險性。綜上，由于常減壓裝置的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，故而承壓特種設(shè)備檢驗(yàn)的過程具有一定的復(fù)雜性，檢驗(yàn)難度相對較大[2]。

圖1 常減壓力裝置

2 常減壓裝置壓力管道腐蝕分析

2.1 常減壓塔頂?shù)蜏馗g

低溫氯化物腐蝕通常發(fā)生在常減壓塔頂，主要集中在塔頂水冷器及其連接管線。其主要原因是原油中的氯化物被加熱水解生成鹽酸，在塔頂油氣管線中形成pH值一般低于4.5的含酸冷凝液，對管道和換熱器造成腐蝕。同時，原油中的硫化物在蒸餾過程中被加熱分解成H2S，但是氣態(tài)的HCI和H2S并不具備腐蝕性，而是當(dāng)環(huán)境溫度低于HCl的露點(diǎn)時，氣態(tài)HCl溶于水形成稀鹽酸，進(jìn)而形成含有H2S的酸性腐蝕環(huán)境，造成了對管道的低溫露點(diǎn)腐蝕。

2.2 減壓塔高溫硫腐蝕

高溫硫腐蝕的溫度范圍在240～480 ℃之間，高溫下原油中的惰性有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為活性硫元素，硫和鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化鐵。溫度在200 ℃以下時，F(xiàn)eS可以附著在管道內(nèi)壁形成保護(hù)膜，起到阻斷腐蝕反應(yīng)的作用；當(dāng)環(huán)境溫度大于240 ℃時，F(xiàn)eS高溫溶解產(chǎn)生活性硫，發(fā)生硫腐蝕反應(yīng)，溫度在350～480 ℃時，腐蝕反應(yīng)較為激烈。影響腐蝕的主要因素有活性硫含量、介質(zhì)溫度和介質(zhì)流速等，而腐蝕主要發(fā)生在轉(zhuǎn)油線、各高溫工藝管線等處。

2.3 高溫環(huán)烷酸腐蝕

環(huán)烷酸腐蝕的溫度范圍在260～400 ℃ 之間，溫度超過400 ℃時，由于環(huán)烷酸高溫分解使腐蝕現(xiàn)象消失。發(fā)生腐蝕時，在介質(zhì)流速較高的管段呈溝槽狀沖刷腐蝕，在流速較低的管段呈均勻腐蝕。環(huán)烷酸可以和鐵直接反應(yīng)生成環(huán)烷酸鐵，也可以和FeS反應(yīng)來破壞管道內(nèi)壁FeS保護(hù)膜。影響腐蝕的主要因素有酸值、溫度、硫含量和相態(tài)等，在兩相流、湍流區(qū)等部位腐蝕較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)油線渣油線、塔的循環(huán)回流和常底油抽出線等是重點(diǎn)區(qū)域[3]。

3 常減壓裝置壓力管道防護(hù)措施

3.1 調(diào)整“一脫三注”工藝

“一脫三注”是常減壓裝置壓力管道防護(hù)措施的重要組成部分，主要利用蒸餾的工藝措施，包括原油脫鹽脫水、注緩蝕劑、注中和劑、注水。首先，在原油電脫鹽過程中，溫度是一個至關(guān)重要的控制因素。因此，為了進(jìn)一步加強(qiáng)管道防護(hù)的實(shí)際成效，必須從切實(shí)提高脫鹽效率的角度出發(fā)，加強(qiáng)對溫度的控制，最大程度優(yōu)化電脫鹽操作工藝。一般情況下，溫度升高會大大降低原油黏度，且在溫度過高的情況下極易導(dǎo)致水分汽化，伴隨著脫鹽壓力加大，油水也容易乳化，因此推薦脫鹽溫度為120～140 ℃ 。其次，必須進(jìn)一步注重破乳劑的選擇和應(yīng)用，特別是針對一些具有一定復(fù)雜性和變化性的混合型原油。其中，超聲波破乳技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)乳化液的劇烈震動，有效降低表面張力。與此同時，必須加大正交實(shí)驗(yàn)的力度，嚴(yán)格控制注入量，保障脫鹽效率。另外，必須具體情況具體分析，科學(xué)合理地提高注水量，加強(qiáng)對注水水質(zhì)和pH值的綜合分析與考慮，這對保障生產(chǎn)質(zhì)量極為關(guān)鍵。

3.2 設(shè)備選材

材料作為常減壓裝置壓力管道防護(hù)的核心與基礎(chǔ)，與抗腐蝕性能有著直接的聯(lián)系。近些年來，隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，對于防腐保護(hù)有了更高的要求。相關(guān)領(lǐng)域必須充分認(rèn)識到材料的重要性，切實(shí)重視材料的選擇、購買和使用，保證材料的科學(xué)性和合理性，切實(shí)保障材料的質(zhì)量符合國家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，針對材料的實(shí)際應(yīng)用，也必須結(jié)合自身發(fā)展的需要進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，進(jìn)一步加強(qiáng)對材料粘合度、透氣性、滲水性和絕緣性等特點(diǎn)的分析，延長使用壽命，最大化地發(fā)揮材料的作用和價值，在保證質(zhì)量的同時降低成本[4]。

3.3 安裝腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)

在我國經(jīng)濟(jì)與科技的雙重支持下，在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)逐漸成為當(dāng)前的一個熱點(diǎn)話題，受到了社會各界的廣泛關(guān)注與支持。該系統(tǒng)的核心設(shè)備是檢測探針、采送器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、監(jiān)控機(jī)及其附件，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時的動態(tài)化監(jiān)督和管理，以便于更好地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，為相關(guān)工作人員提供了極大的便利，實(shí)現(xiàn)了工藝防腐效果的跟蹤評價，有效提高了防腐蝕措施的及時性和實(shí)效性。與此同時，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊可以為相關(guān)工作人員提供切實(shí)的數(shù)據(jù)支持，用以監(jiān)測常減壓裝置的腐蝕狀況，并為其問題的科學(xué)解決提供強(qiáng)有力的保障[5]。

3.4 先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用

技術(shù)是提高實(shí)際成效和核心競爭力的有效保證，對于進(jìn)一步提高和解決管道腐蝕問題有著積極意義和深遠(yuǎn)影響。因此，相關(guān)領(lǐng)域必須充分認(rèn)識到技術(shù)的重要性，進(jìn)一步擴(kuò)大人才儲備，積極開發(fā)和引進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新思想、新理念，積極學(xué)習(xí)西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加大創(chuàng)新力度和實(shí)踐力度。與此同時，要進(jìn)一步與有先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的國家進(jìn)行溝通、交流與合作，積極開展防腐技術(shù)的研究，擴(kuò)大防腐技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高實(shí)際效果，促進(jìn)油氣儲運(yùn)管道防腐技術(shù)水平不斷提升。

3.5 加強(qiáng)管理

基于常減壓裝置壓力管道防護(hù)措施，必須從管理的角度予以落實(shí)，切實(shí)加強(qiáng)防腐防護(hù)與管理。首先，在管道防腐處理過程中，必須以預(yù)防為主，防護(hù)并施，對防腐材料、防腐技術(shù)等內(nèi)容予以充分重視，并定期實(shí)施檢測，做好相關(guān)的記錄工作，以確保管道內(nèi)部壓力、容器壓力處于合理狀態(tài)，避免安全問題發(fā)生。其次，制度作為管理的根基和保證，對管理效果有著極為重要的意義。因此，相關(guān)領(lǐng)域必須建立健全管理體系，明確監(jiān)管責(zé)任和相關(guān)細(xì)則，并不斷完善，持續(xù)改進(jìn)。與此同時，要完善、健全制度體系，必須充分保證管理體系的全面性和科學(xué)性，保證管理體系確實(shí)落實(shí)到實(shí)際工作過程中，實(shí)現(xiàn)人員合理分配、保證責(zé)任明確，并嚴(yán)格落實(shí)安全責(zé)任制，進(jìn)一步提高整個工作流程的規(guī)范性。除此之外，還應(yīng)該優(yōu)化資源配置，立足整體，層層抓質(zhì)量，切實(shí)提高管理的實(shí)際成效[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，我國管道防腐方面仍然面臨諸多問題，嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展。基于此，本文以管道腐蝕及常減壓裝置的相關(guān)概述作為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)針對常減壓裝置壓力管道腐蝕原因及常減壓裝置壓力管道防護(hù)措施兩方面進(jìn)行了分析和探究，旨在更好地解決當(dāng)前的實(shí)際問題，全方位、多層次、多角度地優(yōu)化防護(hù)措施，切實(shí)提高防腐的質(zhì)量和效率，更好地滿足現(xiàn)代化社會的發(fā)展需要，全面擴(kuò)大防腐的應(yīng)用范圍，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為我國防腐領(lǐng)域的發(fā)展注入源源不斷的生機(jī)與活力。