孔朝輝

（新疆獨(dú)山子石化公司研究院，新疆 獨(dú)山子 833699）

1 煉化裝置腐蝕影響

煉化生產(chǎn)物料有毒有害、易燃易爆、帶壓力，具有高度的危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。在煉化裝置中，因物料攜帶腐蝕介質(zhì)引起的腐蝕問題很常見，其中一些腐蝕問題十分嚴(yán)重，導(dǎo)致裝置腐蝕泄漏事件時(shí)有發(fā)生。相關(guān)調(diào)查資料表明，在影響煉化裝置安全生產(chǎn)的各種因素中，因腐蝕泄漏導(dǎo)致的生產(chǎn)事故高達(dá)40%以上。裝置設(shè)備在發(fā)生腐蝕泄漏前，外觀上看沒有什么異常，當(dāng)腐蝕達(dá)到一定程度致使設(shè)備失效時(shí)，物料突然泄出，這就使得腐蝕泄漏事故具有很強(qiáng)的隱蔽性和突發(fā)性，輕則造成裝置搶修或裝置非計(jì)劃停工，重則可能引起火災(zāi)爆炸等嚴(yán)重事故。因此，積極開展腐蝕監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確掌握裝置腐蝕狀況，對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)或預(yù)測(cè)腐蝕問題，防范突發(fā)腐蝕事故，保障煉化裝置安全生產(chǎn)具有重大的意義。

2 煉化行業(yè)腐蝕監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

基于腐蝕問題對(duì)煉化裝置正常生產(chǎn)的影響，煉化企業(yè)在考慮安全生產(chǎn)要求和投入費(fèi)用的情況下，根據(jù)裝置腐蝕狀況和泄漏事故安全風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)，都分別開展了腐蝕監(jiān)測(cè)工作，在裝置的腐蝕部位或腐蝕區(qū)域安排人力物力實(shí)施監(jiān)測(cè)，為裝置防腐蝕、保安全生產(chǎn)起到了一定的作用，但從當(dāng)前行業(yè)的普遍情況來看，還存在以下幾方面問題影響或制約煉化裝置腐蝕監(jiān)測(cè)作用的有效發(fā)揮。

2.1 腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)選擇不準(zhǔn)

由于對(duì)裝置腐蝕介質(zhì)、腐蝕機(jī)理認(rèn)識(shí)不清，對(duì)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)和適用環(huán)境了解不夠，僅依據(jù)日常獲得的防腐經(jīng)驗(yàn)來安排腐蝕監(jiān)測(cè)工作，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或監(jiān)測(cè)結(jié)果與裝置設(shè)備的主要腐蝕損傷形式關(guān)聯(lián)性不好或根本不相關(guān)，獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)往往并不是最需要的，監(jiān)測(cè)結(jié)果不能反映實(shí)際發(fā)生的主要腐蝕問題和腐蝕程度。

2.2 腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置不合理

由于對(duì)裝置腐蝕狀況認(rèn)識(shí)不足，選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置比較隨意，沒有結(jié)合裝置的工況，僅依據(jù)腐蝕監(jiān)測(cè)儀器供應(yīng)商的推薦進(jìn)行設(shè)置，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置不準(zhǔn)，偏離了腐蝕環(huán)境，而實(shí)際上在裝置發(fā)生腐蝕的過程中，各區(qū)域、各部位的腐蝕程度往往很不均勻，因此，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果沒有代表性，不能充分反映影響裝置設(shè)備完好的腐蝕問題的實(shí)際情況，對(duì)裝置安全生產(chǎn)指導(dǎo)的有效性和可靠性差。

2.3 腐蝕監(jiān)測(cè)工作效果不好

在影響裝置或設(shè)備安全生產(chǎn)的重點(diǎn)腐蝕部位，布置應(yīng)用的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)不足，獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)單薄，獲得的腐蝕信息欠缺，難以反映監(jiān)測(cè)部位腐蝕程度和發(fā)展變化趨勢(shì)，對(duì)開展裝置腐蝕狀況評(píng)價(jià)工作支持不夠，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和腐蝕信息的可利用價(jià)值不高。

2.4 對(duì)腐蝕監(jiān)測(cè)新技術(shù)研究不足

近年新開發(fā)的在線測(cè)厚、超聲導(dǎo)波、脈沖渦流、氫通量等腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)雖然在部分煉化企業(yè)已有所應(yīng)用，但在使用效果上差強(qiáng)人意，對(duì)新監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究明顯不足，新技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)沒有展示出來；此外，對(duì)于不銹鋼、合金等耐均勻腐蝕能力很強(qiáng)的材質(zhì)來講，腐蝕減薄往往并不是導(dǎo)致此類材料失效的原因，應(yīng)力開裂、點(diǎn)蝕等才是此類材料的主要損傷形式，目前沒有合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)應(yīng)力開裂、點(diǎn)蝕情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3 煉化裝置腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)

目前，國內(nèi)各煉化企業(yè)常用的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)有腐蝕介質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物檢測(cè)、在線腐蝕探針監(jiān)測(cè)、腐蝕旁路釜監(jiān)測(cè)、停工腐蝕檢查、定點(diǎn)測(cè)厚等幾種，每種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)均有各自適用的腐蝕環(huán)境、腐蝕狀況和擅長表征的腐蝕類型，獲得的腐蝕數(shù)據(jù)或腐蝕相關(guān)信息也各不相同。因此，準(zhǔn)確了解每種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的適用條件，把握技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)于獲得有效的腐蝕數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮腐蝕監(jiān)測(cè)的作用，實(shí)現(xiàn)腐蝕監(jiān)控目標(biāo)，保障裝置安全生產(chǎn)尤為重要。

3.1 腐蝕介質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物檢測(cè)技術(shù)

對(duì)裝置的腐蝕環(huán)境進(jìn)行取樣檢測(cè)分析，獲得腐蝕介質(zhì)的種類、含量、反應(yīng)產(chǎn)物等相關(guān)腐蝕數(shù)據(jù)，了解掌握裝置腐蝕環(huán)境的基本情況，查清腐蝕發(fā)生的化學(xué)過程，指導(dǎo)裝置防腐方案制訂或工藝防腐措施調(diào)整優(yōu)化，為裝置腐蝕機(jī)理研究、腐蝕損傷形式分析提供技術(shù)支持。該技術(shù)應(yīng)用廣泛，簡便易行，可以采樣后做實(shí)驗(yàn)室離線檢測(cè)，針對(duì)特定腐蝕環(huán)境合理設(shè)置檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)頻次，及時(shí)掌握裝置腐蝕介質(zhì)情況和變化趨勢(shì)；有條件的也可以在裝置上安裝分析儀器做在線檢測(cè)，同步獲得腐蝕介質(zhì)數(shù)據(jù)。

該技術(shù)獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不能直接表征裝置設(shè)備的腐蝕率、腐蝕程度、腐蝕狀況，但可以為裝置腐蝕狀況的評(píng)價(jià)和腐蝕發(fā)展趨勢(shì)分析提供參考。

3.2 在線腐蝕探針監(jiān)測(cè)技術(shù)

在裝置腐蝕環(huán)境中的設(shè)備或管線上，開孔安裝腐蝕速率監(jiān)測(cè)儀，將指定材質(zhì)制作的監(jiān)測(cè)探針插入含有腐蝕介質(zhì)的物料中（圖1），監(jiān)測(cè)探針的腐蝕信號(hào)傳輸至服務(wù)器，處理后獲得該材質(zhì)在腐蝕環(huán)境下的腐蝕速率（圖2）。

該技術(shù)直接獲得均勻減薄腐蝕速率的數(shù)值，實(shí)時(shí)反映腐蝕變化趨勢(shì)，及時(shí)指導(dǎo)裝置防腐方案制訂或工藝防腐措施調(diào)整優(yōu)化，為裝置腐蝕狀況評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。該技術(shù)提供的腐蝕數(shù)據(jù)單一，沒有坑蝕、點(diǎn)蝕、腐蝕產(chǎn)物、主要腐蝕損傷形式等腐蝕信息，不適用于合金鋼、不銹鋼以開裂為主要腐蝕損傷的材質(zhì)；監(jiān)測(cè)設(shè)施初期投資費(fèi)用高，安裝在物料中的監(jiān)測(cè)探針在監(jiān)測(cè)過程中一直在腐蝕消耗，監(jiān)測(cè)探針材料消耗完或一定程度后，腐蝕監(jiān)測(cè)會(huì)中斷或給出的腐蝕數(shù)據(jù)失真，需要及時(shí)更換探針來保障監(jiān)測(cè)工作的正常進(jìn)行。

圖1 在線腐蝕監(jiān)測(cè)儀安裝圖

3.3 腐蝕旁路釜監(jiān)測(cè)技術(shù)

圖2 在線腐蝕監(jiān)測(cè)工作原理圖

采用一種特殊設(shè)計(jì)、可內(nèi)置不同材質(zhì)的腐蝕掛片，通過旁路連接實(shí)現(xiàn)與腐蝕環(huán)境同步運(yùn)行的釜體裝置（圖3、圖4），定期對(duì)內(nèi)裝掛片進(jìn)行腐蝕分析，可以獲得不同材質(zhì)的坑蝕、點(diǎn)蝕、腐蝕產(chǎn)物、腐蝕損傷形式等多種腐蝕信息，可計(jì)算獲得不同材質(zhì)的均勻腐蝕速率，為裝置腐蝕狀況評(píng)價(jià)和材質(zhì)優(yōu)選提供科學(xué)依據(jù)。該監(jiān)測(cè)技術(shù)啟停方便，不影響裝置正常生產(chǎn)，可以隨時(shí)安排腐蝕監(jiān)測(cè)獲取裝置腐蝕狀況信息。但目前是采用失重法來處理腐蝕掛片，為了降低掛片處理過程中的干擾，減少檢測(cè)誤差，獲得可靠數(shù)據(jù)，需要安排較長監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，因此，獲取的腐蝕數(shù)據(jù)時(shí)效性不好，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備突發(fā)腐蝕問題和腐蝕變化發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)工藝防腐調(diào)節(jié)指導(dǎo)也比較滯后。

圖3 腐蝕旁路釜安裝流程圖

圖4 腐蝕旁路釜安裝圖

3.4 定點(diǎn)測(cè)厚技術(shù)

采用聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)運(yùn)行中的裝置設(shè)備從外部指定部位進(jìn)行定期或不定期檢測(cè)，獲取管道剩余壁厚，通過計(jì)算得到檢測(cè)周期內(nèi)的材質(zhì)平均腐蝕速率，為裝置安全生產(chǎn)等級(jí)評(píng)定和檢維修提供依據(jù)。該檢測(cè)技術(shù)簡便易行，不影響裝置生產(chǎn)，檢測(cè)數(shù)據(jù)直接反映設(shè)備腐蝕減薄程度，利于發(fā)現(xiàn)腐蝕隱患，預(yù)防突發(fā)泄漏事故。但只提供壁厚測(cè)量結(jié)果，數(shù)據(jù)單一，沒有坑蝕、點(diǎn)蝕、主要腐蝕損傷形式等腐蝕信息，不適用于合金鋼、不銹鋼以開裂為主要腐蝕損傷的材質(zhì)。

3.5 停工腐蝕檢查技術(shù)

裝置停止運(yùn)行后，采用表面檢查、測(cè)厚、金相、硬度、無損探傷等檢驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)打開的設(shè)備腐蝕狀況進(jìn)行全面檢查，獲得設(shè)備腐蝕形貌、腐蝕程度、腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢狀況、表面缺陷、材質(zhì)劣化、腐蝕裂紋等完整的腐蝕信息，為裝置的腐蝕狀況評(píng)價(jià)和設(shè)備使用狀況鑒定提供扎實(shí)充分的技術(shù)支持。停工腐蝕檢查技術(shù)的實(shí)施費(fèi)用低，獲得腐蝕信息量大，直接客觀，所見即所得，但開展時(shí)間上很受限制，只能在設(shè)備停工打開后才能進(jìn)行，獲得腐蝕數(shù)據(jù)、腐蝕結(jié)果比較滯后，無法了解到設(shè)備運(yùn)行期間腐蝕狀況和腐蝕泄漏隱患。

4 腐蝕監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

物料中存在腐蝕介質(zhì)是導(dǎo)致煉化生產(chǎn)裝置發(fā)生腐蝕問題的根源，腐蝕程度則與腐蝕環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)含量、工況、設(shè)備材質(zhì)密切相關(guān)，物料中的腐蝕介質(zhì)分布和濃度隨著物料的壓力、溫度、流態(tài)、流速改變而發(fā)生變化，產(chǎn)生腐蝕的機(jī)理和損傷形式也會(huì)隨之發(fā)生明顯的變化。因此，為充分發(fā)揮腐蝕監(jiān)測(cè)作用，保障腐蝕監(jiān)測(cè)工作效果，需要詳細(xì)了解掌握煉化裝置生產(chǎn)原理、運(yùn)行工況、工藝參數(shù)、設(shè)備材質(zhì)耐蝕性、腐蝕介質(zhì)損傷特點(diǎn)等工藝類、設(shè)備類、防腐類的相關(guān)資料，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治稣撟C，合理設(shè)置腐蝕監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，選擇恰當(dāng)?shù)母g監(jiān)測(cè)技術(shù)，制訂周密的腐蝕監(jiān)測(cè)方案，從而科學(xué)有效的開展裝置腐蝕監(jiān)測(cè)工作。

（1）深入了解裝置生產(chǎn)工藝、設(shè)備狀況，掌握裝置工藝物料性質(zhì)、工藝流程、控制參數(shù)、設(shè)備材質(zhì)等基礎(chǔ)資料，對(duì)物料中的腐蝕介質(zhì)進(jìn)行分析檢測(cè)，獲得在該系統(tǒng)中的主要腐蝕介質(zhì)種類、含量實(shí)際數(shù)據(jù)。

（2）收集同類生產(chǎn)裝置或類似腐蝕環(huán)境下的腐蝕研究資料和失效案例，掌握同類腐蝕環(huán)境下介質(zhì)的腐蝕機(jī)理和材質(zhì)主要腐蝕損傷失效形式。

（3）通過比對(duì)分析，摸清本裝置工況條件下設(shè)備、管道可能發(fā)生腐蝕的區(qū)域和腐蝕程度，結(jié)合裝置設(shè)備材質(zhì)的腐蝕特點(diǎn)，研究論證，找出影響裝置安全運(yùn)行的腐蝕嚴(yán)重區(qū)域，再綜合考慮安裝施工條件、監(jiān)測(cè)操作安全方便等因素，選擇合適的監(jiān)測(cè)部位，正確設(shè)置腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（4）研究論證腐蝕檢測(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)頻次，結(jié)合每種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的功能特點(diǎn)，本著夠用、經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定一種適合的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)或幾種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的組合。

（5）根據(jù)裝置物料性質(zhì)、工藝參數(shù)、設(shè)備條件、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間、安全生產(chǎn)要求等，合理設(shè)置腐蝕檢測(cè)項(xiàng)目控制指標(biāo)，制訂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母g監(jiān)測(cè)方案，積極開展腐蝕監(jiān)測(cè)和防護(hù)工作，科學(xué)應(yīng)對(duì)、有效控制裝置腐蝕問題，保障裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)。

5 結(jié)語

煉化裝置生產(chǎn)物料有毒有害、易燃易爆，一旦發(fā)生腐蝕泄漏事故，后果很嚴(yán)重，這對(duì)煉化企業(yè)的腐蝕監(jiān)測(cè)與防護(hù)工作提出了嚴(yán)苛的要求。全面掌握煉化裝置的工藝參數(shù)、設(shè)備狀況，摸清裝置腐蝕環(huán)境，明確裝置設(shè)備腐蝕機(jī)理和損傷特點(diǎn)，把準(zhǔn)腐蝕監(jiān)測(cè)目標(biāo)，選擇正確腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)，制訂科學(xué)有效的腐蝕監(jiān)測(cè)方案，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的開展腐蝕監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕泄漏隱患，對(duì)于保障煉化裝置的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。隨著常規(guī)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)在煉化裝置上的應(yīng)用日趨廣泛，腐蝕監(jiān)測(cè)工作水平在持續(xù)提高，但對(duì)于導(dǎo)致耐均勻腐蝕能力很強(qiáng)的不銹鋼、合金材質(zhì)失效的應(yīng)力開裂、點(diǎn)蝕等腐蝕損傷形式，目前尚無直接有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)，這就使得在煉化裝置占據(jù)相當(dāng)比例的不銹鋼、合金材質(zhì)設(shè)備的腐蝕狀況沒有得到有效的監(jiān)測(cè)，需要防腐工作者做深入的實(shí)驗(yàn)研發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]范明新．自動(dòng)在線定點(diǎn)測(cè)厚系統(tǒng)在常減壓裝置中的應(yīng)用[J]．化工自動(dòng)化及儀表，2013，40（5）:670-673．

[2]董紹平，王維斌，煉油廠管道超聲導(dǎo)波在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J]．石油化工設(shè)備，2011(1):75-78．

[3]石坤，林樹青等．設(shè)備腐蝕狀況的脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)[J]．無損檢測(cè)，2007，29（8）:434-436．

[4]余進(jìn)，周斌．氫通量檢測(cè)在高酸原油管線腐蝕監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]．管道技術(shù)與設(shè)備，2015,（5）:36-38．

[5]孔祥軍，馬玲等．煉油行業(yè)設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀[J]．煉油與化工，2010，21(2)：32-34．

[6]鄭麗群，萬澤貴等．煉化裝置腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用及進(jìn)展[J]．石油化工腐蝕與防護(hù)，2012，29（2）：4-7．

[7]叢培振，孔朝輝等．建立腐蝕綜合監(jiān)測(cè)體系 提高腐蝕監(jiān)測(cè)工作效率[J]．化工設(shè)備與防腐蝕，2003，34（4）：75-77．

[8]張煒強(qiáng)，秦立高等．腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)[J]．腐蝕監(jiān)測(cè)/檢測(cè)技術(shù)，2009，21(5):477-479．