中蝕國際腐蝕控制工程技術(shù)研究院院長 王貴明

0 引言

傳統(tǒng)的一物降一物的防腐蝕技術(shù)和方法不能從根本上解決因腐蝕造成的安全、環(huán)境的破壞問題，腐蝕控制工程全生命周期理論應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)工程、工業(yè)工程、工程科技等現(xiàn)代管理學(xué)對腐蝕控制工程全生命周期各環(huán)節(jié)、各要素加以控制、優(yōu)化和協(xié)調(diào)，國際腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的成立，標(biāo)志著國際社會對該理論的一致認(rèn)同；《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》等四項國際標(biāo)準(zhǔn)提案的立項與順利推進(jìn)將該理論及其標(biāo)準(zhǔn)化成功落地；《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》在煙道氣脫硫裝置腐蝕控制的應(yīng)用，則是將腐蝕控制工程全生命周期理論成功地應(yīng)用于實踐的典型案例。

1 腐蝕控制工程全生命周期理論

1.1 腐蝕與腐蝕控制工程

腐蝕存在普遍性、隱蔽性，給人類社會帶來危害的漸進(jìn)性、突發(fā)性和嚴(yán)重性，這些都直接、間接地引發(fā)了安全問題、環(huán)保問題，且許多重大腐蝕事故所造成的人員傷亡、設(shè)施損壞、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等都與腐蝕密切相關(guān)，特別是易造成人身傷亡和財產(chǎn)損失的重大安全事故包括埋地管網(wǎng)、長輸管道、化工生產(chǎn)設(shè)施、核電廠裝置設(shè)施、海洋工程裝置設(shè)施、高鐵裝置設(shè)施、大型工業(yè)設(shè)施、鋼筋混凝土構(gòu)筑物、航空、航天基地場地等，這已在上個世紀(jì)七十年代就已經(jīng)形成了國際社會的初步共識,腐蝕對社會有限資源的破壞所造成的損失每年占當(dāng)年國民生產(chǎn)總值GDP的3%～5%，通過有效的腐蝕控制能減少腐蝕損失的30%左右，占GDP的1～5%。

1.2 理論要點

以腐蝕控制工程全生命周期為對象，在確保人身健康和生命財產(chǎn)安全、國家安全和生態(tài)環(huán)境安全的經(jīng)濟(jì)社會運行底線的基礎(chǔ)上，以謀求經(jīng)濟(jì)、生命長周期和綠色環(huán)保的最佳效益為目標(biāo)，對影響其實現(xiàn)的腐蝕控制工程全生命周期全過程鏈條上的所有相關(guān)必保的有關(guān)條件、環(huán)節(jié)、節(jié)點和要素以及其上的相應(yīng)腐蝕風(fēng)險等（目標(biāo)、腐蝕源、材料、技術(shù)、設(shè)計、研發(fā)、制造、施工、貯存和運輸、安裝和調(diào)試、驗收、運行、維護(hù)保養(yǎng)、修復(fù)、報廢與處理、文件和記錄、資源管理、綜合評定）實施整體性、系統(tǒng)性和相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性的控制，并使其所有必保條件和要素與要素、環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)、節(jié)點與節(jié)點、局部與全局等在相互交織中達(dá)到相互支撐、相互協(xié)調(diào)、相互優(yōu)化等的綜合性的科學(xué)性、技術(shù)性的控制管理；而僅靠腐蝕控制工程全生命周期全過程鏈條上的某一必保條件或要素或環(huán)節(jié)或節(jié)點等進(jìn)行控制，或不是整體性或系統(tǒng)性或達(dá)不到相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性、相互支撐等，腐蝕都是絕對得不到控制的。

腐蝕控制工程全生命周期的理論確保主體工程的最佳效益：腐蝕潛附存在于整體的主體工程之上或其上的某一部分或某一點上的所有腐蝕或腐蝕點都必須得到百分之百的、即便是一個針眼的腐蝕點也必須要得到經(jīng)過相應(yīng)的腐蝕控制工程全生命周期全過程鏈條上所有必保條件、要素、環(huán)節(jié)、節(jié)點進(jìn)行整體性、系統(tǒng)性和相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性，并使其所有必保條件和要素與要素、環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)、節(jié)點與節(jié)點、局部與全局等在相互交織中達(dá)到相互支撐，相互協(xié)調(diào)，相互優(yōu)化等的控制，方能確保主體工程的最佳效益的目標(biāo)。

腐蝕控制工程全生命周期的理論顛覆了全世界上百年來專注于以防為主的單一的、被動的對腐蝕問題進(jìn)行一物降一物的專業(yè)技術(shù)探討、鉆研、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的理念，做出了重大突破和創(chuàng)新。

1.3 解決的問題

（1）突破了人們長期對腐蝕邊緣學(xué)科的認(rèn)識，是一項重大的國際工程科技創(chuàng)新；

（2）是貫徹落實國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的一項重大的實實在在的可操作實施的具體措施；

（3）是在消化吸收經(jīng)濟(jì)學(xué)和現(xiàn)代管理科學(xué)理論基礎(chǔ)上的重大突破、發(fā)展和創(chuàng)新；

（4）是解決從源頭上開展預(yù)控和預(yù)警各行各業(yè)隱蔽性、漸進(jìn)性破壞的各種不安全腐蝕隱患的國際上目前最有效、最可靠的科學(xué)辦法；同時供應(yīng)側(cè)從源頭上開始就要考慮制定出腐蝕控制工程事后的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方案、社會責(zé)任，不為全球留下任何危害；

（5）是當(dāng)前我國大量的、在役的基礎(chǔ)設(shè)施、工程和裝置中潛在的腐蝕安全風(fēng)險、環(huán)保風(fēng)險的最佳解決方案；

（6）是創(chuàng)立世界未來工業(yè)項目實施及管理的新模式，此項工程的實施，對奠定我國在未來世界工業(yè)的地位及領(lǐng)導(dǎo)作用有非常重要的意義；

（7）在開展適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化、信息化高度融合的大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)而全面實施互聯(lián)網(wǎng)+,為實現(xiàn)腐蝕控制工程全生命周期全智能化服務(wù)將做出重大貢獻(xiàn)。

（8）通過這一領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的制定和實施，可以使任何一個腐蝕控制工程項目從開始就能依據(jù)遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對該腐蝕控制工程全生命周期全過程鏈條上所需要相關(guān)必要確保的有關(guān)條件、環(huán)節(jié)、節(jié)點、要素以及其上相應(yīng)的腐蝕風(fēng)險等就能夠制定出相應(yīng)的具有針對性的整體性、系統(tǒng)性、相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性的綜合性的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范；在投入生產(chǎn)運行過程中就能夠依據(jù)遵循相應(yīng)的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范、隨時隨處加以監(jiān)視、控制；一旦出現(xiàn)腐蝕風(fēng)險同樣能夠依據(jù)遵循相應(yīng)的科學(xué)保證及預(yù)防措施和相應(yīng)規(guī)范提前預(yù)警，實施相應(yīng)的預(yù)案和對策，實現(xiàn)防止和杜絕各種突發(fā)性，特別是重大安全事故環(huán)保事故的發(fā)生。

1.4 國際社會評價

國際社會對腐蝕控制工程全生命周期理論為解決安全、節(jié)能、環(huán)保，確保主體工程高效、經(jīng)濟(jì)、長壽命運行，給予了高度的評價。

發(fā)展腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)最佳實踐，更好地提升管理基礎(chǔ)設(shè)施的能力，減少影響環(huán)境和增加成本的災(zāi)難性事故發(fā)生（加拿大Kingston, Darryl Mr.）；腐蝕控制全全生命周期管理非常重要，可以提高制造部件、裝置的可持續(xù)性，減少管道、容器中有害物質(zhì)泄漏帶來的污染，避免重大危害 (法國COSTES，Alain M.）；腐蝕控制生命工程生命周期將是最通用的指導(dǎo)和最好的實踐，有效的腐蝕控制程序?qū)⑻岣攮h(huán)境的可持續(xù)性、安全和減少災(zāi)難性的發(fā)生（美國Team，ANSI ISO）；腐蝕引起的破壞是多種多樣的，腐蝕控制工程生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化將是一個了不起的主動解決問題的途徑（印度Sachdeva，Bhawana Dr）；根據(jù)與廣泛的相關(guān)利益方商討，該提案具有廣泛的市場關(guān)聯(lián)性（奧地利Gruen，Karl Mr）；這一新的活動領(lǐng)域可以用作現(xiàn)有的TC及其互連的補充（捷克Kuklova, Lydie Mrs.）；生命周期評價（LCA）標(biāo)準(zhǔn)目前不包含在任何TC中，但越來越重要。這是一個對現(xiàn)有ISO TC很好的補充，它不與ISO/TC 156形成競爭（荷蘭Bijl,Pim Mr.）；我們同意成立新TC，原因是目前ISO沒有一個TC是和腐蝕控制工程生命周期標(biāo)準(zhǔn)重疊，腐蝕控制是一個跨學(xué)科和綜合性的工程技術(shù)，ISO/TC 156, ISO/TC 35 or ISO/TC 107并不能覆蓋它，我們認(rèn)為產(chǎn)品生命周期的標(biāo)準(zhǔn)化具有市場需求（波蘭Terlecki, Piotr Mr）。

2 腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化

2.1 國際標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的成立

中美兩國聯(lián)合提案申請，經(jīng)全世界172個國家三個月（2015年11月21-2016年2月21日）的投票認(rèn)可,又經(jīng)過TMB15個國家一個月（2016年3月1日-3月29日）的投票通過，最后經(jīng)TMB全體會議以ISO/TMB75/2016號決議批準(zhǔn)成立的。中國擔(dān)任秘書國，中國推薦美國為主席國，國家授權(quán)由中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會具體承擔(dān)秘書處工作，同時承擔(dān)國內(nèi)技術(shù)總對口單位，并且代表國家以積極成員國身份參加本領(lǐng)域的國際有關(guān)活動（P國）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)

腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)化體系包括三個層次，即頂層標(biāo)準(zhǔn)、中間層標(biāo)準(zhǔn)和底層標(biāo)準(zhǔn)，體系規(guī)劃見“CCELC標(biāo)準(zhǔn)化的體系規(guī)劃”圖，每個層次標(biāo)準(zhǔn)介紹如下。

2.2.1 頂層標(biāo)準(zhǔn)

（1）主標(biāo)準(zhǔn)：腐蝕控制工程全生命周期通用要求；

（2） 配套標(biāo)準(zhǔn)：腐蝕控制工程全生命周期基礎(chǔ) 術(shù)語、腐蝕控制工程全生命周期標(biāo)準(zhǔn)體系指南、腐蝕控制工程全生命周期風(fēng)險評價、腐蝕控制工程全生命周期經(jīng)濟(jì)評價、腐蝕控制工程全生命周期智能化技術(shù)規(guī)范、腐蝕控制電化學(xué)保護(hù)工程全生命周期通用要求。

2.2.2 中間層標(biāo)準(zhǔn)

針對某些腐蝕嚴(yán)重、關(guān)系安全且涉及面廣的典型腐蝕控制工程領(lǐng)域，如發(fā)電廠（核電、火電、水力、風(fēng)力、光伏）、化工廠、鋼筋混凝土、管道等制定標(biāo)準(zhǔn)。按照頂層標(biāo)準(zhǔn)制定的模式制定相應(yīng)的行業(yè)、專業(yè)腐蝕控制工程全生命周期的相應(yīng)具體的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 底層標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)頂層或相應(yīng)中間層的標(biāo)準(zhǔn)，對某一個具體工程、項目、甚至主體工程上某一個點上的腐蝕控制制定出相應(yīng)的可具體操作實施的底層標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 國際標(biāo)準(zhǔn)的研制

目前，ISO已批準(zhǔn)立項、在編的標(biāo)準(zhǔn)包括以下四項：《腐蝕控制工程全生命周期 通用要求》、《腐蝕控制工程全生命周期 風(fēng)險評價》、《管道腐蝕控制工程全生命周期通用要求》和《火電廠腐蝕控制工程全生命周期通用要求》，其中ISO/AWI 23123《腐蝕控制工程全生命周期 通用要求》于2018年1月批準(zhǔn)立項，ISO/AWI 23222《腐蝕控制工程全生命周期 風(fēng)險評價》和ISO/AWI 23221《管道腐蝕控制工程全生命周期通用要求》于2018年3月批準(zhǔn)立項，三項標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在已順利推進(jìn)至委員會草案（CD）階段，標(biāo)準(zhǔn)的文稿在日本會議上通過與各成員國的溝通、交流，對三項標(biāo)準(zhǔn)的修改初步達(dá)成了一致意見，待對文稿修改并經(jīng)相關(guān)成員國確認(rèn)后，提交ISO/TC56/SCl標(biāo)準(zhǔn)委員會啟動全球成員國的投票，投票通過后，即進(jìn)入DIS、FDIS階段，最后發(fā)布與實施。ISO/AWI 24239《火電廠腐蝕控制工程全生命周期通用要求》于2019年7月批準(zhǔn)立項，現(xiàn)處于標(biāo)準(zhǔn)的編制起草階段。

3 理論在煙道氣脫硫裝置中的應(yīng)用

3.1 案例介紹

某化工集團(tuán)自備電廠共有4臺鍋爐75t/h煙道氣脫硫裝置，脫硫塔腐蝕控制工程采用玻璃鱗片內(nèi)襯腐蝕控制隔離技術(shù)，自2015年11月17日驗收運行后，不斷出現(xiàn)腐蝕控制層脫落、塔壁腐蝕穿孔、噴淋支撐樑腐蝕斷裂、噴淋管堵塞結(jié)晶最后斷裂、底板腐蝕控制層被掉下的噴淋玻璃管砸壞而腐蝕泄漏等，致使脫硫塔一直無法正常運行，中間進(jìn)行維修，維修部分累修累壞。經(jīng)委托，中國工業(yè)防腐蝕技術(shù)協(xié)會組織專家組依據(jù)《腐蝕控制工程全生命周期通用要求》（GB/T33314-2016）對脫硫塔腐蝕控制層失效進(jìn)行了技術(shù)鑒定，鑒定內(nèi)容包括：

工程竣工驗收后多次出現(xiàn)脫硫塔內(nèi)壁玻璃鱗片脫落現(xiàn)象，鋼制塔壁受到強(qiáng)酸腐蝕，短時間內(nèi)塔壁腐爛造成酸性液體（硫酸銨）大量泄漏；脫硫塔耐蝕性能差，嚴(yán)重泄漏；

脫落的玻璃鱗片堵塞噴淋系統(tǒng)，噴頭被堵塞后造成系統(tǒng)停車；硫銨增濃段管道與脫硫管道堵塞；

脫硫塔內(nèi)支撐大梁被腐蝕斷裂，造成嚴(yán)重安全隱患；設(shè)備支撐梁（架）耐腐蝕性差，嚴(yán)重斷裂；

多次對腐蝕控制層維修，但不能從根本上解決問題。

3.2 腐蝕控制工程全生命周期理論解剖案例

本案例——煙氣脫硫裝置脫硫塔腐蝕控制工程項目涉及的腐蝕控制工程全生命周期的要素和環(huán)節(jié)包括：目標(biāo)、腐蝕源、材料、技術(shù)、設(shè)計、施工、驗收、運行、維修、文件與記錄、資源管理、綜合評定等。通過對煙道氣脫硫裝置全生命周期上的上述要素和環(huán)節(jié)解剖，揭示了腐蝕控制工程全生命周期理論才是解決腐蝕問題的途徑。

（1）目標(biāo)：使煙道氣脫硫裝置脫硫塔腐蝕得到有效控制，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、長生命周期運行和綠色環(huán)保的最佳效益；

（2）腐蝕源：包括煙氣成分、溫度、脫硫塔的運行工況等；

本案例中，在確認(rèn)腐蝕源時，未考慮到粉塵濃度超標(biāo)引起的噴淋玻璃鋼管堵塞、結(jié)晶、斷裂，掉落砸壞增濃段底板的防腐層，從而導(dǎo)致底板腐蝕泄漏。

（3）材料的選擇：根據(jù)腐蝕源、使用的業(yè)績、設(shè)計要求選擇適宜的腐蝕控制材料；

本案中，應(yīng)選擇耐160℃高溫型乙烯基脂玻璃鱗片膠泥，但實際選擇了中溫（耐溫130℃）型的乙烯基脂玻璃鱗片膠泥,材料的選擇不當(dāng)是腐蝕控制層失效的原因之一。

（4）技術(shù)的選擇：選用隔離技術(shù)，內(nèi)襯玻璃鱗片；

（5）設(shè)計：本案例中，根據(jù)入口端、脫硫塔不同吸收段的腐蝕源及運行工況，分別設(shè)計使用耐溫180℃、150℃、110℃三種玻璃鱗片內(nèi)襯方案；設(shè)計厚度≥2mm；

（6）施工：表面處理采用噴砂除銹至Sa2.5級；玻璃鱗片膠泥采用人工刮涂；

案例中，技術(shù)方案要求采用噴砂除銹至Sa2.5級，但缺乏記錄的支撐，無法判斷表面的處理狀況，表面處理不達(dá)標(biāo)，也是腐蝕控制層失效的主要原因；

（7）驗收：包括原材料驗收、中間驗收（隱蔽工程驗收，如表面處理驗收）、駿工驗收。

案例中，驗收材料除了原材料資料外，缺少中間驗收，尤其是設(shè)備防腐移交驗收、表面處理驗收、竣工驗收等記錄，導(dǎo)致防腐失效沒有可追溯的依據(jù)；也可能施工過程中就沒有記錄，無法確保腐蝕控制工程質(zhì)量；

（8）運行：運行過程中對腐蝕控制工程影響較大的包括煙氣成分、煙氣溫度，尤其是脫硫塔不正常運行情況下，粉塵超標(biāo)、煙氣溫度超標(biāo)對腐蝕控制層的危害；

本案例中，粉塵超標(biāo)引起噴嘴堵塞、噴淋管上結(jié)晶斷裂，掉落砸壞底板防腐層，導(dǎo)致底板腐蝕控制層失效。

（9）維修：腐蝕控制層失效后的維修，應(yīng)由具有資格的維修人員依據(jù)相應(yīng)的維修規(guī)程進(jìn)行維修，同時也應(yīng)給予修復(fù)部位留下足夠的養(yǎng)護(hù)時間；

案例中腐蝕控制層的維修，累修累壞，就是沒有按照該要素的要求實施維修。

（10）文件與記錄：文件包括腐蝕控制工程采用的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)協(xié)議、施工方案等文件；記錄包括：原材料驗收記錄、施工環(huán)境記錄、表面處理驗收記錄、工程竣工驗收記錄等；

案例中，業(yè)主和總包方提供的文件與記錄中，缺少現(xiàn)場施工的相應(yīng)施工、驗收記錄，缺少腐蝕控制層失效分析的依據(jù)。

（11）資源管理：包括施工設(shè)備、檢測設(shè)備，如噴砂機(jī)、玻璃鱗片混合罐，測厚儀、電火花檢測儀；施工單位、施工人員應(yīng)具備相應(yīng)的資質(zhì)和相應(yīng)的能力等。

本案例的失效，其中一個重要的原因是施工單位不具備專業(yè)的防腐蝕施工資質(zhì)，施工人員不具備專業(yè)的防腐蝕工資格，由不專業(yè)的單位和人員施工，腐蝕控制失效成為必然；

（12）綜合評定：對前述各要素本身、要素與要素之間進(jìn)行綜合評定，擇優(yōu)選擇，滿足目標(biāo)的要求。通過綜合評定，可以從整體性、系統(tǒng)性上避免上述各環(huán)節(jié)、各要素的失控，從而采取相應(yīng)的補救措施，而本案例，恰恰就是缺少這一環(huán)節(jié)。