邱玉見

（中國石油廣東石化分公司，廣東揭陽 515200）

0 引言

探索煉化企業(yè)設(shè)備防腐的管理措施，需基于企業(yè)設(shè)備整體的防腐現(xiàn)狀，研究其防腐管理中存在的問題與缺陷，以此為導(dǎo)向來制定針對性的管理措施，并對管理效果加以監(jiān)測，根據(jù)管理效果來調(diào)整與完善管理措施，以發(fā)揮其最大價值與效用，最大程度地避免出現(xiàn)同種類型的腐蝕問題，提升煉化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 煉化企業(yè)設(shè)備防腐現(xiàn)狀

國內(nèi)煉化企業(yè)在煉化進(jìn)程中出現(xiàn)的差異化生產(chǎn)特征，主要原因是各個區(qū)域的油品有著較大性能差異，故而面對的設(shè)備腐蝕狀況有著較大不同。原油中不同含量的酸、油會對煉化設(shè)備產(chǎn)生不同的影響，且在煉化過程中也會有其他腐蝕性物質(zhì)混入其中，造成設(shè)備的腐蝕。通過對國內(nèi)各個區(qū)域煉化企業(yè)設(shè)備腐蝕的調(diào)查分析，原料對化工設(shè)備產(chǎn)生的影響最大，其次是選擇的生產(chǎn)工藝。例如，如果在生產(chǎn)過程中乙烯裂解裝置持續(xù)處于低溫環(huán)境，不但其穩(wěn)定性難以保證，還會發(fā)生工藝設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象。

2 煉化企業(yè)設(shè)備腐蝕機(jī)理

2.1 氫損傷系統(tǒng)

（1）氫腐蝕。氫腐蝕指的是在200 ℃及以上的高溫條件下，氫（H2）分壓超過0.15 MPa 就會造成設(shè)備腐蝕。鋼材中溶解的氫氣會與碳化物發(fā)生分解反應(yīng)生成甲烷氣泡，這會造成鋼材內(nèi)部、表面脫碳，降低鋼材的韌性、塑性與強(qiáng)度。

（2）氫鼓泡。氫鼓泡指的是氫原子通過擴(kuò)散運動進(jìn)入鋼材內(nèi)，并在鋼材內(nèi)部空穴位置結(jié)合為氫分子，在氫分子停止擴(kuò)散時會在其停止的位置產(chǎn)生內(nèi)壓，造成鋼材表面位置鼓泡、破裂。例如，S（硫）在輕油區(qū)存在形式為H2S，因H2O 與H2S 等造成H2的存在以及焊接時氫氣的導(dǎo)入，在金屬內(nèi)部以氫原子的形式存在并在金屬缺陷位置集聚產(chǎn)生H2。如果該位置壓力持續(xù)增高，最后會導(dǎo)致其表面開裂[1]。

2.2 氯化物的腐蝕

油井中直接提取的原油中富含無機(jī)鹽，無機(jī)鹽中氯化物占據(jù)一大部分，主要包括氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉等，這部分鹽在原油常減壓蒸餾裝置中處理時會水解為HC（l氯化氫），這部分HCl 與水在露點溫度時會嚴(yán)重破壞與腐蝕煉化設(shè)備。鈉鹽在蒸餾時一般不會出現(xiàn)水解，但在原油中存在環(huán)烷酸或能與其反應(yīng)的金屬元素時，如果處于300 ℃的高溫則有可能通過水解產(chǎn)生HCl。此外，原油有時會有HCl 結(jié)晶析出，主要原因是在開采原油時在其中添加的清蠟劑中含有約20%的氯代烷烴，將其置于水中并在不低于100 ℃環(huán)境下會水解形成HCl。

3 煉化企業(yè)設(shè)備防腐的管理措施

3.1 合理選擇材料

（1）優(yōu)化、升級煉化設(shè)備。建議煉化企業(yè)應(yīng)當(dāng)嘗試性地在低溫區(qū)域選擇碳鋼來進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，在完成工藝升級的狀況下增強(qiáng)煉化水平、提升煉化質(zhì)量。在煉化加工過程中宜選擇高質(zhì)量的合金與碳鋼，這樣可以降低腐蝕問題的概率，并避免在溫度變化時影響原油的生產(chǎn)過程，如300 系列的鋼可起到防腐的作用并可提升煉化質(zhì)量。

（2）還可選擇將碳鋼材料、合金材料等應(yīng)用到一些腐蝕性弱的工序中，以工藝防腐的方式來降低設(shè)備被腐蝕的可能性。也可以選擇以哈氏合金等材料來升級煉化裝置，避免強(qiáng)堿、強(qiáng)酸溶液腐蝕煉油裝置[2]。

（3）選擇滲鋁鋼設(shè)備。滲鋁指的是高溫環(huán)境下活性鋁原子持續(xù)擴(kuò)散到合金或碳鋼表面而形成一層鋁鐵合金層的工藝方式，表面裝置鋁鐵合金層的鋼稱作滲鋁鋼，這類鋼材最大的特點是可以在一定程度上提升母材的機(jī)械性能。需注意的是，滲鋁鋼材在1000 ℃的環(huán)境下是奧氏體區(qū)，因冷卻速度的差異性，母材會形成性能差異的組織，中高合金鋼材在整體過程會出現(xiàn)相變，造成機(jī)械性能變化，如果性能變差則需重新評價滲鋁鋼母材整體的韌性、強(qiáng)度。

3.2 注重?zé)捇O(shè)備升級

（1）在煉化企業(yè)生產(chǎn)過程中，為保障煉化質(zhì)量與效率，提升煉化穩(wěn)定性，有必要升級煉化設(shè)備，這要求煉化企業(yè)多觀察市場變化，并根據(jù)自身的煉化工藝特點與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，選擇性地引進(jìn)一些高質(zhì)量的煉化設(shè)備，如催化裂化塔、蒸餾塔、常減壓系統(tǒng)等。

（2）為了實現(xiàn)煉化設(shè)備的有效防腐，除了設(shè)備更新之外，還應(yīng)制定細(xì)密的裝備升級方案，綜合考慮煉化企業(yè)的發(fā)展方向、各項設(shè)備出現(xiàn)腐蝕概率大小、腐蝕問題的嚴(yán)重性、企業(yè)在防腐方面的成本投入。應(yīng)遵循“輕重緩急”的更新原則，首先淘汰一批對整體煉化工藝影響較大的設(shè)備，避免其對其他正常設(shè)備造成影響，然后分批次引進(jìn)價格適宜、效果明顯的防腐設(shè)備，以保證設(shè)備防腐工作的穩(wěn)定進(jìn)行[3]。

3.3 電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)的依據(jù)是金屬腐蝕整體過程的電化學(xué)原理，通過一定的方式使被保護(hù)金屬電極電位朝著固定的方向變化以降低金屬腐蝕速度，來達(dá)到設(shè)備防腐的目的。該種方式經(jīng)濟(jì)、有效、簡單、易操作。

電化學(xué)保護(hù)包括陽極保護(hù)、陰極保護(hù)兩種模式，其中：陰極保護(hù)指的是促使被保護(hù)金屬電位負(fù)移，以此來形成陰極變化，使其扮演電化學(xué)體系陰極來實現(xiàn)對其的有效保護(hù)；陽極保護(hù)則是保護(hù)金屬電位正移，這樣就形成了陽極變化、實現(xiàn)對其的保護(hù)。為提升保護(hù)質(zhì)量，還可以采用緩蝕劑實施對設(shè)備的聯(lián)合保護(hù)，目前該方式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煉化企業(yè)的給水加熱器、冷卻器、淡水冷卻槽、地下油罐、地下油氣管線等設(shè)備[4]。

3.4 “一脫四注”實現(xiàn)設(shè)備防腐

腐蝕介質(zhì)一般來源于加工原油進(jìn)程中不需要的物質(zhì)，故而可選擇在較早階段脫除設(shè)備中存在的腐蝕介質(zhì)，加入緩蝕劑，不斷降低腐蝕介質(zhì)的量與活性，以此來緩和設(shè)備所處的腐蝕環(huán)境，達(dá)到設(shè)備防腐的目的。在煉化進(jìn)程中，處理腐蝕介質(zhì)的進(jìn)程一般是結(jié)合工藝生產(chǎn)同步進(jìn)行的，即石油煉化加工進(jìn)程中經(jīng)常用到的防腐方式——“一脫四注”。

“一脫”指的是原油脫鹽。原油中少量的鹽，水解產(chǎn)生氯化氫氣體，形成“HCl—H2S—H2O”腐蝕介質(zhì)，造成常壓塔頂塔盤、冷凝系統(tǒng)的腐蝕。原油脫鹽后，減少原油加工過程中氯化氫的生成量，可以減輕腐蝕現(xiàn)象。

“四注”指的是注堿、注氨、注堿性水、注緩蝕劑四步工藝。原油注堿的目的主要是使脫鹽后殘留在原油中的MgCl2、CaCl2變成NaCl，而NaCl 不易水解、也不會產(chǎn)生HCl 氣體，進(jìn)而減少HCl 的生成、有效控制鹽腐蝕。另外，它還能中和部分石油酸和H2S，減少因它們而產(chǎn)生的腐蝕問題；原油脫鹽注堿后的常壓塔頂冷凝系統(tǒng)有殘留的5%～10%的HCl，會造成冷凝區(qū)嚴(yán)重的腐蝕。在塔頂注氨，目的是在水蒸汽冷凝成液態(tài)水之前中和HCl氣體、生成氯化銨，減少HCl 水溶液生成；但形成的氯化銨會堵塞設(shè)備，注水的目的就是溶解氯化銨、防止其沉積，避免堵塔；緩蝕劑是能形成膜的有機(jī)胺類化合物，它們具有表面活性，能夠吸附在金屬表面，形成一層抗水性保護(hù)膜，遮蔽金屬同腐蝕性水相接觸，使金屬免受腐蝕[5]。

3.5 腐蝕監(jiān)測

（1）信息化技術(shù)的快速發(fā)展，間接推動了檢測技術(shù)的進(jìn)步，在煉化企業(yè)中加強(qiáng)實時腐蝕監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，通過各種先進(jìn)的監(jiān)測儀器與分析方式來掌握各項煉化設(shè)備的腐蝕狀況。例如：監(jiān)測各項設(shè)備在各種環(huán)境因素下的腐蝕速度，可將設(shè)備重新布置在新的環(huán)境下降低其腐蝕速度；構(gòu)建設(shè)備腐蝕信息數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集、整理、分析各個煉化企業(yè)各個階段、各項設(shè)備的腐蝕狀況輸送到設(shè)備腐蝕數(shù)據(jù)庫中，及時反饋各項設(shè)備的具體腐蝕狀況，協(xié)助相關(guān)管理人員根據(jù)腐蝕信息來制定與實施對應(yīng)的防腐蝕策略，從而實現(xiàn)提前防腐，降低企業(yè)損失。

（2）完善煉化企業(yè)腐蝕監(jiān)測機(jī)制，推行崗位責(zé)任制以及精細(xì)化管理制度，制定防腐目標(biāo)，根據(jù)企業(yè)防腐管理崗位配置，將防腐目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，細(xì)化到各個崗位，明確各個崗位的防腐任務(wù)、責(zé)任與義務(wù)，以提升防腐管理人員的工作熱情與積極性，并促使其通過各種途徑與方式來提升其本身的防腐水平。還應(yīng)對防腐管理人員進(jìn)行定期考核評價，評價內(nèi)容集中在其防腐崗位目標(biāo)的完成度、積極性以及為企業(yè)提出的防腐建設(shè)性意見，評價結(jié)果直接關(guān)系著其的薪酬、待遇與獎勵等。此外，還需以防腐監(jiān)測結(jié)果為基礎(chǔ)召開組織防腐蝕工作分析會，根據(jù)定點測厚數(shù)據(jù)及腐蝕速率的變化及時調(diào)整防腐蝕對策，不斷總結(jié)經(jīng)驗并完善防腐蝕管理工作，并對在防腐工作中表現(xiàn)優(yōu)異的管理人員進(jìn)行集中獎勵。

3.6 金屬涂層與轉(zhuǎn)化膜

因為很多劣質(zhì)原油中摻雜著硫等雜質(zhì)，提高了整個煉化過程的難度，因此應(yīng)重視煉化裝置腐蝕問題，提升各項設(shè)備與工藝的整體防腐能力，降低各種設(shè)備腐蝕問題的頻率。通常企業(yè)會采取以下兩個措施。

（1）深化金屬涂層的應(yīng)用方式，可以在煉化裝備表面噴涂耐腐蝕金屬或腐蝕能力強(qiáng)、耐氧化、耐高溫的合金土層，這樣可以有效保護(hù)煉化設(shè)備表面不被腐蝕或降低腐蝕速度，給維護(hù)保養(yǎng)人員爭取足夠的時間來發(fā)現(xiàn)并解決腐蝕問題。還可選擇熱浸鍍、熱噴涂等方式來處理運輸罐內(nèi)部涂層，避免其在運輸過程中腐蝕相關(guān)設(shè)備設(shè)施。

（2）選擇金屬轉(zhuǎn)化膜，通過該種轉(zhuǎn)化膜來讓金屬設(shè)備表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或者電化學(xué)反應(yīng)，借助反應(yīng)來生成與水不相容但附著性較高的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，以實現(xiàn)對金屬設(shè)備的有效保護(hù)。當(dāng)前階段應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)化膜形式為鈍化處理，其借助鋼板鍍鋅等方式來實現(xiàn)對金屬罐體表面的電化學(xué)處理，在其表面形成一層金屬轉(zhuǎn)化膜，切實提升其抗腐蝕能力[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，就煉化企業(yè)設(shè)備防腐的管理措施展開了論述與分析，探討腐蝕原因與機(jī)理，并建議煉化企業(yè)從多方面入手，提升企業(yè)本身的防腐水平，切實保障各項設(shè)備的長久可持續(xù)運行。此外，煉化企業(yè)還應(yīng)著重于提升自身的防腐技能與防腐知識掌握程度，以更加有效的措施來展開對各項設(shè)備的防腐工作，進(jìn)而保障自身的穩(wěn)定發(fā)展。