石油化工企業常減壓裝置設備腐蝕機理和腐蝕現狀分析

張 琪，王兆軍

（1.臨沂金信企業管理咨詢有限公司，山東 臨沂 273400；2.費縣應急管理局，山東 臨沂 273400）

1 常減壓裝置防腐蝕機理分析

1.1 設備管線高溫環烷酸腐蝕

設備管線高溫環烷酸腐蝕主要腐蝕物為環烷酸，其主要存在于柴油、重油和蠟油，以及酸值較高的原油中，并且其酸值越高環烷酸的含量就越高[1-2]。環烷酸是由硫醇、脂肪酸等有機酸性物的混合物，其可以直接與設備金屬表面發生反應，與鐵或硫化鐵反應直接生成烷酸鐵，其產物屬于油溶物可以溶解在產品油中，是裝置設備不斷受到腐蝕而暴露，腐蝕設備表面會形成清洗的邊緣輪廓腐蝕坑。

1.2 設備管線高溫硫腐蝕

高溫硫腐蝕是常減壓裝置管線設備常見的腐蝕機理，腐蝕溫度區間發生在240～500 ℃，在480 ℃左右硫腐蝕尤為嚴重。高溫硫腐蝕受到常減壓裝置加工原料中的硫化氫、單質硫等含硫活性物質的影響，高溫硫腐蝕對設備管道腐蝕主要變現為產生FeS 物質，使設備管線變薄，產生的H2會使FeS 保護膜變得多孔、疏松[3]。高溫硫腐蝕主要受到設備材質、介質流速、工作溫度、工作壓力、硫化氫濃度等因素的影響，其所造成的的腐蝕通常為均勻腐蝕，而在設備介質流速較低的部位腐蝕形貌一般為較為尖銳的空洞。

2 常減壓裝置檢維修腐蝕狀況分析

2.1 冷換設備檢維修腐蝕狀況分析

1）為防止換熱器管束出現大面積泄漏而導致管束采購預定周期長的問題，提前對脫前換熱器及部分水冷器進行提前試壓，經打壓發現Ⅱ套減頂II 級冷凝器、含鹽污水換熱器（東）出現泄漏問題，后及時聯系協理公司協助堵漏，兩臺管束堵漏各一根，其他換熱器打壓全部合格。

2）更換兩套裝置風險高的管束16 臺，其中Ⅰ套更換了減頂循-原油換熱器AB、常一中—原油換熱器AB、渣油Ⅳ級換熱器AB、常頂Ⅰ級冷凝器、減頂Ⅰ級冷凝器共8 臺換熱器管束進行更換；Ⅱ套更換了原料油—減二線換熱器、原料-常頂循換熱器A、原料油-減渣Ⅲ換熱器、原料油-減二線及回流換熱器、常頂Ⅱ級冷凝器（東）、減一換熱器、常一中換熱器A、B共8 臺管束進行更換，更換了減頂Ⅲ級冷凝器的殼體。

3）拆解換熱器封頭及管箱封頭拆卸后，對內部腐蝕情況進行檢查，腐蝕情況主要集中在水冷器管箱，尤其是Ⅰ套裝置部分水冷器管箱分程隔板減薄50%以上，采用局部更換的方式對Ⅰ套腐蝕減薄嚴重的3 臺水冷器管箱分程隔板進行修復。

4）常I 常Ⅱ空冷器共計8 臺，兩套空冷管束都存在列管內壁附著較多硫化亞鐵，造成列管局部堵塞，經過徹底清洗全部打壓合格后回裝。拆檢空冷時發現Ⅰ套空冷入口管線法蘭頸部腐蝕較為嚴重，原壁厚7 mm，最薄點不足3 mm，本次全部進行了更換處理。

2.2 塔器容器檢維修腐蝕狀況分析

塔器容器隱蔽工程檢查屬于檢修的重點工作，越早完整的檢查問題所在，越早明確整個檢修內容，檢修前期車間就向塔器容器檢修項目傾斜，優先做好進入受限空間的準備工作，第一時間進入檢查，按照重要程度依次對設備進行檢查。

1）常減壓裝置Ⅰ套減壓塔內封頭腐蝕出現蜂窩狀小孔、減壓塔上部碳鋼段出現大面積的腐蝕情況但減薄不嚴重、減三減四段擋液板出現局部腐蝕穿透、減壓過汽化油段分布器變形、脫落嚴重、減四段和過汽化油段填料出現大面積的坍塌和腐蝕、減底五層塔盤因受沖擊，出現大面積的變形和脫落[4-5]。對這幾段的內件進行了維修和更換。常減壓裝置Ⅱ套減壓塔情況相比Ⅰ套情況較好，除減四段填料腐蝕嚴重進行了更換外，僅部分緊固件脫落進行了更換。

2）常減壓裝置Ⅰ套常壓塔檢查情況良好，僅局部浮閥及卡子脫落、塔內雜質需清理，Ⅱ套常壓塔上部檢查發現腐蝕情況較為嚴重，結晶鹽和塔壁的片狀銹蝕較為嚴重，常頂循、常一段的受液管和降液槽出現不同程度的腐蝕減薄情況，尤其常頂循出現腐蝕穿透情況。兩套汽提塔、閃蒸塔檢查情況良好，僅常一汽提內部銹蝕較多。

3）常減壓裝置Ⅰ套電脫系統檢查發現，64 個絕緣吊掛、4 根高壓電引入棒爬電嚴重。Ⅱ套電脫系統32根絕緣吊掛、4 根高壓電引入棒爬電嚴重需要更換。

4）減頂污油罐、電脫污油分液罐腐蝕較為嚴重，測厚發現減薄情況不明顯，僅進行了清理維護。

2.3 加熱爐檢維修腐蝕狀況分析

1）常減壓裝置Ⅰ套為了增加空氣預熱器熱煙與冷風的換熱效果，空預器將原來底部500 根無縫光管更換為翅片擾流子[6]。常減壓裝置Ⅱ套對空預器漏風問題進行了排查，檢查出鑄鐵段東西側立柱出現約8處焊接缺陷，進行了修補。

2）兩套常減壓裝置裝置葉輪、渦殼等易腐蝕部位進行噴涂防腐涂料。常減壓裝置Ⅰ套引風機因風量不足進行了更換。

3）兩套常減壓裝置裝置輻射室頂保溫都有不同程度損壞情況，Ⅰ套整體更換為噴涂保溫料；常減壓裝置Ⅱ套進行了局部巖棉修補。

4）外協爐管專業檢測隊伍對加熱爐爐管進行全方位的檢測，其中檢查兩套加熱爐出口爐管都有不同程度腐蝕，其中Ⅱ套常壓爐出口爐管腐蝕情況嚴重，更換了出口2 根爐管。

2.4 管道測厚腐蝕狀況分析

1）管道檢修外聘專業測厚專業技術人員對管線進行測厚，其中Ⅰ套檢測管道42 條，檢測問題管件共13 個，具體為：空冷出口45°彎頭、常頂循入口三通、減三泵出口彎頭、減二中泵入口彎頭、渣油I 級換熱器A 付線三通，減頂油氣線彎頭[7]。

2）Ⅱ套常減壓裝置檢測管道39 條，檢測問題管件共9 個，具體為：減底泵8#/9#彎頭、常二中29#彎頭、常底西泵出口2#彎頭、Ⅰ閃泵入口5#彎頭、常二抽出9#彎頭、常二餾出3#彎頭、減二冷回流32#彎頭、常二氣相返塔4#彎頭、減三冷回流彎頭。檢測整體減薄管線2 條，減三抽出至減三Ⅰ級換熱器管線、減四線抽出至熱回流返塔管線。

3 裝置檢維修過程中安全和環保管理措施

3.1 檢維修停工安全管理措施

為順利的完成裝置大修，針對往年檢修中易發的違章行為，制定《檢修安全環保目標責任書》、《往年檢修考核匯總》對以往易發的違章現象和考核細則進行規定并向各施工單位進行告知[8]。各施工隊伍明確安全告知內容后，依次簽訂檢修目標責任書，按照檢修安排，進行現場培訓。檢修伊始，車間管理人員根據每天檢修重點通過《安全晨會》的形式對安全環保注意事項、公司領導要求、前一日施工違章情況對所有參與檢修人員進行總結宣貫，每日檢修會通過照片投影的方式對各檢修單位及車間項目組成員進行通報批評[9]。通過不同形式的安全警示教育，讓檢修人員明確裝置風險及如何自我保護、明確公司和車間的安全管理制度、明確施工違章的危害及處罰規定，提高其安全意識，增強其辨識風險和規避風險的能力。

特殊作業票證辦理是檢修作業實施的第一步，針對檢修特殊票證多且難以管理的情況，成立了大修票證小組，深入檢修現場，提升票證與現場符合性及合理性，保障票證及時開具。將《票證模板》、《臨時用電清單》、《安全培訓編號》張貼于開票區，提高票證開具正確性和效率；制定開票時間節點清單，提高開票效率[10-11]。針對風險較高的特殊作業進行重點管控，如：受限空間人孔，懸掛告知牌，包括受限名稱、開孔時間、危害因素、負責人等內容都有所告知；動火集中區域，懸掛非施工人員禁止進入動火區牌等；后期隨著施工人員較多，在平臺樓梯間等位置懸掛安全出口導向標識，確保在發生緊急情況時能夠有效找到撤離出口；氧氣、乙炔瓶防曬罩張貼氣瓶距離相關要求，時刻給人提醒。

檢修人員高峰期加大現場監察頻次和范圍，對現場違章貫徹執行“零容忍”；對于現場違章先糾正后處罰，并通過晨會與晚會進行現場通報，對于頻發發生違章行為的施工單位進行重新培訓上班，通過管控重點作業、管控重點時段、管控重點人員、管控重點區域的方式，為安全、環保順利完成大修提供了依托。

3.2 檢維修停工環保處理措施

裝置停工期間生產技術人員制定了詳細可行的停工方案，并以《停工進度圖表》、《停工每班工作清單》明確階段工作任務節點，車間管理人員中夜班跟班加強監督。但裝置停工時蒸汽管網壓力較低，平均低于0.7 MPa，造成部分換熱器及管線吹掃不徹底，為后續的檢修及現場安全帶來較大的難度及風險。常減壓裝置吸取以往經驗教訓，通過避讓公司大面積吹掃期、分段吹掃等有效措施，吹掃情況比以往更徹底。常減壓裝置停工期間進行了VOCS 治理和減壓塔、塔頂污油罐的《硫化亞鐵鈍化處理》，通過與往年情況比對，停工過程的異味基本消除，而經過鈍化處理的設備也通過了高溫天氣的考驗，效果比較顯著。

4 常減壓裝置防腐蝕控制建議

常減壓裝置原設計為加工蓬萊19-3 低硫環烷中間基原油，隨著加工原油利潤的下滑，而加工高硫、高酸、高鹽的劣質油對公司經濟效益提高明顯，近些年常減壓裝置加工的原油多為高硫、高酸、高鹽原油，而加工這些原油對設備、管道腐蝕加劇的情況比較嚴重，尤其在減壓塔、減壓塔側線220 ℃以上高溫重油部位腐蝕比較明顯，嚴重影響裝置安全生產。通過設備腐蝕機理，結合重油裝置歷年的設備故障事件及近些年檢修情況，分析出部分裝置設備防腐蝕的建議。

1）加強設備防腐應從源頭降低設備腐蝕率，常減壓裝置主要的“一脫三注”等措施，目前重油兩套只有Ⅱ套能做到“一脫三注”。遠遠達不到工藝防腐的要求，根據生產情況重新完善和調整工藝防腐流程，達到防腐目的。

2）在偏離設計要求的管線未得材質升級前，可在高溫環烷酸腐蝕區域的碳鋼管線抽出口部位，注入高溫緩蝕劑，可以有效的減緩減一中等管線的腐蝕。

3）據工藝介質溫度升級設備材質，對腐蝕速率過快的設備管線，綜合安全、成本、壽命等因素適時升級腐蝕過快的設備及管線，達到生產需求。

4）認真做好裝置設備、管線的定期、定點測厚工作，尤其對裝置的高溫、含硫管線定期進行普查和測厚，加強高溫重油管線的測厚工作，認真做好介質成分、操作溫度、腐蝕速度的記錄，并定期進行腐蝕檢查和監測。

5）裝置內高溫重點關鍵部位，例如常減壓轉油線、塔底抽出等部位安裝監測點、并將檢測點導入DCS系統內，專人定期對裝置內介質進行分析，摸索腐蝕變化的規律，并以此為基礎指導生產操作。