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煉油廠設(shè)備腐蝕與防護(hù)
煉油廠設(shè)備腐蝕與防護(hù)
【摘 要】當(dāng)前，作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的石化行業(yè)，近幾年來由于原油處理量和進(jìn)口原油的增多，原油品種多樣化和原油含硫含酸值的不斷增大，在原油加工過程中，這些物質(zhì)會變成或分解為活性腐蝕性介質(zhì)，腐蝕設(shè)備。
腐蝕問題已變得相當(dāng)嚴(yán)重，給石化行業(yè)的安穩(wěn)長滿優(yōu)生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重威脅。
其不僅使很多煉油廠由于腐蝕造成很大的損失，而且還引起對環(huán)境的污染和資源材料的消耗。
因此，做好腐蝕與防護(hù)工作具有很重要的意義。
本文分析煉化設(shè)備的腐蝕原因及腐蝕機(jī)理，介紹了設(shè)備的防腐技術(shù)，在此基礎(chǔ)上總結(jié)并提出了一些防腐措施。
【關(guān)鍵詞】設(shè)備腐蝕防護(hù)
隨著我國許多油田開采進(jìn)入中后期以及進(jìn)口原油的增加，原油硫含量、酸值、鹽含量、重金屬含量都在不斷增加。
腐蝕逐步成為制約煉油廠安全平穩(wěn)生產(chǎn)的主要問題。
由于我國很多煉化設(shè)備當(dāng)時不是按照目前原油的性質(zhì)設(shè)計(jì)的，這樣就使得我國石油煉化設(shè)備的腐蝕問題日趨嚴(yán)重，采取經(jīng)濟(jì)而有效的防腐措施已迫在眉睫。
近年來，已加大了對設(shè)備防腐與工藝防腐資金的投入。
新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，然而，由于設(shè)備所處的腐蝕環(huán)境可能相差較大，所以任何一種防腐措施都不能稱為解決腐蝕的萬能對策。
只有將專業(yè)防腐蝕與防腐蝕綜合管理緊密結(jié)合形成一個完整的體系，并采取綜合治理的防護(hù)技術(shù)，才可能切實(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的長周期運(yùn)行以及設(shè)備的防腐蝕工作才能逐步進(jìn)入規(guī)范化管理。
一、加強(qiáng)管理和腐蝕監(jiān)控
(一)建立健全的全廠腐蝕管理網(wǎng)絡(luò)
要形成由廠領(lǐng)導(dǎo)牽頭，主管科室、生產(chǎn)車間、科研檢測部門等組成的一體化腐蝕管理體系。
各部門都應(yīng)建立相應(yīng)的設(shè)備工藝防腐蝕臺帳，對腐蝕事故、重點(diǎn)腐蝕監(jiān)控部位、防腐蝕措施等進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的記錄和管理。
廠有關(guān)部門應(yīng)制訂嚴(yán)格的腐蝕控制指標(biāo)，加大防腐蝕措施，尤其是加大對工藝防腐蝕措施的考核力度，以提高各單位對腐蝕防護(hù)管理的重視程度。
(二)設(shè)備防腐蝕要從設(shè)計(jì)和管理入手
對于煉油廠的腐蝕與防護(hù)，設(shè)計(jì)和施工過程的管理相當(dāng)重要。
在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分分析設(shè)備可能存在的腐蝕環(huán)境，判斷可能發(fā)生的腐蝕類型，針對性進(jìn)行設(shè)備材質(zhì)的選擇，并考慮對應(yīng)工藝防腐措施，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。
(三)腐蝕監(jiān)檢測是煉油廠防腐蝕的重點(diǎn)工作
常用的腐蝕監(jiān)檢測方法有腐蝕掛片、腐蝕探針、定點(diǎn)測厚、腐蝕介質(zhì)分析等。
腐蝕監(jiān)測的關(guān)鍵在于定點(diǎn)定人，即監(jiān)測部位要確定，監(jiān)測人員要固定。
腐蝕監(jiān)測首先確定腐蝕發(fā)生的典型位置，力爭找到腐蝕最嚴(yán)重的部位進(jìn)行監(jiān)測，以避免人力物力的浪費(fèi)。
以常減壓裝置常壓塔塔頂系統(tǒng)腐蝕為例，重點(diǎn)監(jiān)測部位應(yīng)在露點(diǎn)發(fā)生從而形成H2S+HCL+H2O腐蝕的位置，因此，可通過常頂組分分析和計(jì)算，找到露點(diǎn)發(fā)生的溫度范圍，也可以采用常頂腐蝕模擬器來分析露點(diǎn)溫度。
然后以露點(diǎn)溫度為基礎(chǔ)，確定腐蝕發(fā)生的設(shè)備及管道部位。
不僅是監(jiān)測位置的選擇，常頂工藝防腐蝕措施(注緩蝕劑、注中和劑、注水)位置的選擇也應(yīng)以此為標(biāo)準(zhǔn)，以保證藥劑發(fā)揮最大的腐蝕防護(hù)效用。
(四)加強(qiáng)裝置運(yùn)行過程中的腐蝕控制
為了防止設(shè)備腐蝕，很多生產(chǎn)裝置都建立了相應(yīng)的開停工方案和運(yùn)行方案，如加氫裝置運(yùn)行中防止腐蝕的水沖洗方案、奧氏體不銹鋼設(shè)備的停工堿洗方案等。
在裝置運(yùn)行過程中要嚴(yán)格按照操作方案進(jìn)行。
開工過程中，內(nèi)部涂刷防腐涂料的設(shè)備應(yīng)注意蒸汽吹掃環(huán)節(jié)，防止涂料由于不耐濕熱環(huán)境而剝離脫落，造成防腐蝕措施失效。
停工過程中，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備管道的吹掃和排空，防止工藝介質(zhì)或水的積存，造成設(shè)備在停工期間發(fā)生腐蝕。
另外，當(dāng)工藝操作參數(shù)(如溫度、壓力、流速等)發(fā)生變化時，應(yīng)及時調(diào)整腐蝕控制方案。
生產(chǎn)車間對腐蝕嚴(yán)重的設(shè)備管線應(yīng)當(dāng)建立腐蝕事故應(yīng)急處理方案。
(五)加強(qiáng)檢修過程中的腐蝕控制
檢修過程中除對設(shè)備和管道進(jìn)行測厚普查外，還應(yīng)當(dāng)成立專門的腐蝕調(diào)查小組，對裝置進(jìn)行全面的腐蝕調(diào)查，調(diào)查范圍包括塔、容器、加熱爐、冷換設(shè)備、管道等。
對腐蝕嚴(yán)重的部位要進(jìn)行照相，并采集腐蝕產(chǎn)物或垢樣進(jìn)行全分析，以判斷腐蝕機(jī)理。
如果發(fā)生腐蝕開裂現(xiàn)象，還應(yīng)該選取腐蝕部位金屬材質(zhì)進(jìn)行金相分析。
腐蝕調(diào)查完成后，應(yīng)當(dāng)及時總結(jié)，向有關(guān)部門匯報(bào)，以指導(dǎo)檢修計(jì)劃的制訂。
二、加強(qiáng)企業(yè)員工的腐蝕與防護(hù)教育
設(shè)備的腐蝕防護(hù)是一項(xiàng)貫穿企業(yè)上下的工作，要作好防腐蝕工作，必須對各個層次參與防腐蝕的人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，包括廠領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員和操作維修工人。
企業(yè)可以通過講座、培訓(xùn)等方式，或印制下發(fā)設(shè)備腐蝕防護(hù)普及知識小冊子，使員工了解掌握腐蝕與防護(hù)的基礎(chǔ)知識，提高他們對腐蝕的認(rèn)識，以利于腐蝕防護(hù)工作的開展。
(一)要發(fā)揮腐蝕監(jiān)測的作用，腐蝕監(jiān)檢測數(shù)據(jù)的管理和分析利用十分重要。
目前，各煉油廠都積累了大量的腐蝕監(jiān)檢測數(shù)據(jù)，應(yīng)充分利用企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)資源，建立一個設(shè)備及腐蝕數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)腐蝕數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化和共享化。
另外，目前很多數(shù)據(jù)沒有充分發(fā)揮腐蝕監(jiān)測的指導(dǎo)作用。
應(yīng)建立一套完善的腐蝕關(guān)聯(lián)公式，如將腐蝕監(jiān)檢測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與設(shè)備腐蝕速度、使用壽命等進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣就可以將腐蝕監(jiān)檢測數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為一個設(shè)備腐蝕速度或使用壽命的評估值，使腐蝕監(jiān)測結(jié)果更為直觀，方便車間及管理部門進(jìn)行防腐蝕決策。
(二)要加強(qiáng)先進(jìn)腐蝕監(jiān)控技術(shù)(如腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)、pH值在線監(jiān)測系統(tǒng)等)的應(yīng)用，并以此為基礎(chǔ)建立―套完整的自動加藥控制系統(tǒng)來控制防腐蝕藥劑的注入，防止無效費(fèi)用的發(fā)生。
(三)要充分發(fā)揮定點(diǎn)測厚對設(shè)備、管道的腐蝕監(jiān)測和腐蝕控制作用。
國外在這方面起步較早，所投入的人力物力較多。
如阿莫科公司，在一生產(chǎn)廠的30個生產(chǎn)裝置中設(shè)置了上萬個測厚點(diǎn)，每個車間都有專人負(fù)責(zé)定點(diǎn)測厚。
這樣，不僅摸清了裝置的腐蝕規(guī)律，也將整個裝置的腐材、工藝設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面出發(fā)，盡可能消除腐蝕隱患。
應(yīng)加強(qiáng)對防腐蝕方案設(shè)計(jì)的審核，征求相關(guān)腐蝕防護(hù)專家的意見，以保證方案切實(shí)可行。
在施工過程中，要加強(qiáng)防腐施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，尤其是施工過程中隱蔽環(huán)節(jié)(如涂裝過程中的表面處理環(huán)節(jié))的監(jiān)督和檢驗(yàn)。
三、加強(qiáng)防腐蝕新技術(shù)的考察和應(yīng)用管理工作
目前，國內(nèi)開發(fā)了許多新型腐蝕防護(hù)技術(shù)，如新型材料和表面處理技術(shù)、中和緩蝕劑等。
煉油廠在實(shí)際應(yīng)用時不僅要注重其防腐蝕效果，還要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評估，并考察新技術(shù)是否會對產(chǎn)品、工藝操作等產(chǎn)生負(fù)面影響。
要有專門的部門進(jìn)行防腐蝕新技術(shù)的管理。
(一)新的防腐材料的不斷出現(xiàn)擴(kuò)大了防腐工作的合理選材空間，如根據(jù)不同的腐蝕介質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力等具體情況選擇更耐蝕的的防腐材料。
例如美國石油協(xié)會API571《影響煉油工業(yè)固定設(shè)備損傷機(jī)理》中詳細(xì)給出了各類煉油廠裝置主要腐蝕機(jī)理以及相關(guān)選材及防腐要求;《中石化選材導(dǎo)則》也針對國內(nèi)現(xiàn)狀指出了煉油廠主要裝置不同生產(chǎn)單元、部位的設(shè)備推薦材質(zhì)。
(二)材料表面改性工藝技術(shù)，如表面滲鋁技術(shù)、表面滲鋅、不銹鋼煉化設(shè)備表面轉(zhuǎn)化膜技術(shù)、高溫涂層技術(shù)、非晶態(tài)鎳-磷鍍技術(shù)、耐蝕材料的表面堆焊技術(shù)等。
這些材料表面改性工藝技術(shù)在設(shè)備的防腐蝕方面發(fā)揮了很大的作用，但由于有些管線、塔器長度或體積較大，有些表面改性技術(shù)還不能很好的應(yīng)用，所以在這些技術(shù)的應(yīng)用方面尚需做更多的研究開發(fā)工作。
(三)工藝防腐技術(shù)的不斷改進(jìn)使得原油中的有害物質(zhì)對設(shè)備的腐蝕大大降低。
在原油煉化過程中目前主要還是集中在“一脫四注”工藝的改進(jìn)上。
近年來由于原油的劣質(zhì)化傾向日趨嚴(yán)重，許多油田都處在中晚期開采，高粘度、高酸值、高硫、高金屬含量和高含鹽量原油的產(chǎn)量都明顯增加，尤其是三次采油加入大量的乳化劑、驅(qū)油劑，使原油的電脫鹽/電脫水越來越困難，許多煉油廠的電脫鹽都達(dá)不到中國石化生產(chǎn)部門規(guī)定的鹽含量小于5mg/L和含水量(v/v)小于0.2%的基本要求。
有的煉油廠的鹽含量常在10mg/L以上，使常減壓裝置的腐蝕率迅速增大，許多塔頂設(shè)備不得不采用鈦合金制造。
所以完善“一脫四注”煉油設(shè)備工藝防腐蝕技術(shù)體系的管理措施，在今后一段時間內(nèi)仍將是石油化工設(shè)備防腐蝕的工作重點(diǎn)。
(四)在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，腐蝕監(jiān)測技術(shù)是利用各種儀器工具和分析方法。
確定材料在工藝介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕速率，及時反饋設(shè)備腐蝕信息，從而采取有效的措施減緩腐蝕。
目前中石油及中石化煉油廠已廣泛使用了在線腐蝕電感探針、PH探針，以及在線定點(diǎn)測厚探針，通過專用線纜或無線形式進(jìn)行實(shí)時腐蝕速率、PH值、管道壁厚的數(shù)據(jù)采集，再利用專用數(shù)據(jù)服務(wù)器及管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總分析，使裝置管理人員能夠及時在網(wǎng)上查閱，對裝置工藝設(shè)備防腐管理起到了積極作用。
我國煉油行業(yè)起步較晚，落后國外幾十年，因此，目前我們所遇到的問題，在國外很早就發(fā)生過，并進(jìn)行了系統(tǒng)全面的研究。
如加氫反應(yīng)系統(tǒng)空冷的腐蝕問題，國內(nèi)從20世紀(jì)90年代以后才開始發(fā)生，而國外早在20世紀(jì)70年代就開展了十分詳細(xì)的研究，并總結(jié)實(shí)施了各種防腐蝕措施。
我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)國外同行業(yè)的腐蝕資料調(diào)研，跟蹤國外最新防腐蝕動態(tài)，總結(jié)先進(jìn)的腐蝕防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)更好地采取防腐蝕措施提供思路。
另外，要加強(qiáng)與同行之間的技術(shù)交流，打破技術(shù)壁壘，互通有無，借鑒其它廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
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