高正華

(中海石油技術(shù)檢測有限公司，天津 300452)

0 引言

腐蝕是一種自發(fā)進(jìn)行的冶金的逆過程，是一種悄悄進(jìn)行的災(zāi)害性破壞。它是材料(金屬)和環(huán)境相互作用而發(fā)生的自然現(xiàn)象，二者缺一不可。腐蝕損傷風(fēng)險(xiǎn)通常包括直接和間接兩大類。直接損失包括：更換設(shè)備和構(gòu)件費(fèi)、修理費(fèi)和防護(hù)費(fèi)等。間接損失包括停產(chǎn)損失、材料及制品失效引起的產(chǎn)品的流失、環(huán)境污染及人身傷亡等。

立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐主要用于對原油、成品油及其他石化產(chǎn)品進(jìn)行存儲(chǔ)，所存儲(chǔ)的介質(zhì)不僅具有易燃性、易爆性的特征，其中也蘊(yùn)含著一些雜質(zhì)，而且這些雜質(zhì)很多有具有一定的腐蝕性，長時(shí)間存儲(chǔ)會(huì)對儲(chǔ)罐產(chǎn)生一定的內(nèi)部腐蝕。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)罐腐蝕風(fēng)險(xiǎn)60%左右由底板腐蝕引起。

1 儲(chǔ)罐底板腐蝕主要因素分析

儲(chǔ)罐底板腐蝕主要有電化學(xué)腐蝕和微生物腐蝕兩種，具體情況如下：

1.1 電化學(xué)腐蝕

主要為儲(chǔ)罐底板介質(zhì)側(cè)及土壤側(cè)腐蝕。底板介質(zhì)側(cè)腐蝕與介質(zhì)組分有關(guān)，土壤側(cè)與基礎(chǔ)有關(guān)。電化學(xué)腐蝕是儲(chǔ)罐最主要的腐蝕形態(tài)，危害也最大。

1.2 微生物腐蝕

主要發(fā)生在儲(chǔ)罐底板介質(zhì)側(cè)，腐蝕與介質(zhì)組分、溫度等有關(guān)。

2 儲(chǔ)罐底板腐蝕損傷風(fēng)險(xiǎn)辨識

(1)腐蝕損傷風(fēng)險(xiǎn)的辨識判定以底板腐蝕損傷因子大小為基礎(chǔ)，底板腐蝕損傷因子由底板的ar/t(表征底板腐蝕率，其中a代表儲(chǔ)罐使用年限，r代表底板腐蝕速率，t代表底板原始厚度)及底板近五年、最近三次檢驗(yàn)有效性確定。具體腐蝕損傷因子判定如表1所示。

(2)檢驗(yàn)有效性按照底板土壤側(cè)和產(chǎn)品側(cè)的檢驗(yàn)方式和檢驗(yàn)比例確定，可以將多次較低有效性級別的檢驗(yàn)等效為上一次較高有效性級別的檢驗(yàn)，具體確定原則如下：①僅一次檢驗(yàn)，根據(jù)“一次檢驗(yàn)”確定；②兩次及以上“普通有效”檢驗(yàn)等效于上一次“高度有效”檢驗(yàn)；③兩次及以上檢驗(yàn)中存在不同級別有效性時(shí)，由其中最高級別確定。

(3)底板腐蝕風(fēng)險(xiǎn)大小根據(jù)儲(chǔ)罐失效可能性因子范圍確定。儲(chǔ)罐失效可能性因子小于等于10，風(fēng)險(xiǎn)級別Ⅰ級；大于10小于等于100，風(fēng)險(xiǎn)級別Ⅱ級；大于100小于等于1000，風(fēng)險(xiǎn)級別Ⅲ級；大于1000，風(fēng)險(xiǎn)級別Ⅳ級[1]。

3 底板腐蝕速率確定

3.1 底板腐蝕速率計(jì)算準(zhǔn)則

土壤側(cè)干燥環(huán)境一般按照均勻腐蝕，潮濕環(huán)境按照局部腐蝕，產(chǎn)品側(cè)按照局部腐蝕判定。當(dāng)土壤側(cè)為均勻腐蝕時(shí)，腐蝕速率兩者相加；當(dāng)土壤側(cè)為局部腐蝕時(shí)，取最大值。

3.2 腐蝕速率計(jì)算

腐蝕速率計(jì)算按以下程序進(jìn)行，具體計(jì)算流程如表1所示。

(1)當(dāng)?shù)装搴穸任催M(jìn)行過測量或僅進(jìn)行過一次測量時(shí)，根據(jù)表9確定土壤側(cè)腐蝕速率，根據(jù)表7確定產(chǎn)品側(cè)腐蝕速率；

(2)當(dāng)?shù)装搴穸扔袃纱渭耙陨蠈?shí)測數(shù)據(jù)，腐蝕速率根據(jù)厚度測量結(jié)果按式(1)算：

式中：t以前為在先前檢驗(yàn)中同一地點(diǎn)測量出的厚度值(mm)；t實(shí)際為在本次檢驗(yàn)中測量出的厚度值(mm)；兩次測量的時(shí)間差為兩次測量之間的間隔時(shí)間(a)，若間隔非整年，則用實(shí)際間隔天數(shù)/365[2]。

3.2.1 土壤側(cè)腐蝕速率計(jì)算

當(dāng)?shù)装搴穸任催M(jìn)行過測量或僅進(jìn)行過一次測量時(shí)，土壤側(cè)腐蝕速率由基礎(chǔ)腐蝕速率經(jīng)土壤電阻率因子、基礎(chǔ)類型因子、排水情況因子、陰極保護(hù)因子、底板類型因子、土壤溫度因子調(diào)整后確定。土壤側(cè)基礎(chǔ)腐蝕速率根據(jù)儲(chǔ)罐罐底土壤的類型確定，一般取0.127 mm/a。

土壤電阻率范圍如表1所示。

表1 土壤電阻率范圍

土壤電阻率因子如表2所示。

表2 土壤電阻率因子

儲(chǔ)罐基礎(chǔ)類型因子表3所示。

表3 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)類型因子

儲(chǔ)罐排水情況因子如表4所示。

表4 儲(chǔ)罐排水情況因子

儲(chǔ)罐陰極保護(hù)因子如表5所示。

表5 儲(chǔ)罐陰極保護(hù)因子

儲(chǔ)罐底板類型因子如表6所示，溫度因子如表7所示。

表6 儲(chǔ)罐底板類型因子

表7 溫度因子

3.2.2 產(chǎn)品側(cè)腐蝕速率計(jì)算

若未進(jìn)行厚度測量，產(chǎn)品側(cè)腐蝕速率由基礎(chǔ)腐蝕速率經(jīng)內(nèi)涂層質(zhì)量因子、儲(chǔ)罐操作溫度因子、蒸汽盤管因子、罐底積水因子調(diào)整后確定。產(chǎn)品側(cè)基礎(chǔ)腐蝕速率根據(jù)儲(chǔ)罐產(chǎn)品側(cè)的含水情況確定，潮濕狀態(tài)取0.127 mm/a，干燥狀態(tài)取0.0508 mm/a，如果底部有沉積物和水存在，應(yīng)視為潮濕狀態(tài)。若儲(chǔ)罐有蒸汽盤管，蒸汽盤管因子為1.15；若沒有蒸汽盤管，該值為1。如果定期排放罐底積水，罐底積水因子為0.7；若沒有定期排放罐底積水，該值為1[3]。

4 結(jié)語

我公司2017年采用該風(fēng)險(xiǎn)辨識技術(shù)，對某煉化公司1287臺儲(chǔ)罐進(jìn)行了腐蝕風(fēng)險(xiǎn)排查。截至目前，評估為Ⅲ級及以下低風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)罐1152臺，正常運(yùn)行3年，未出現(xiàn)泄漏等高風(fēng)險(xiǎn)事件；評估為Ⅳ級高風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)罐135臺，通過對高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐開罐檢修，實(shí)際高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐124臺，高風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確率達(dá)到91.8%。由此可見，該風(fēng)險(xiǎn)辨識技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中是可行、可靠、準(zhǔn)確的，建議在行業(yè)內(nèi)推廣。