劉偉 劉浚哲

陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710300

隨著我國石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，化工裝置生產(chǎn)過程中管道普遍存在腐蝕現(xiàn)象，尤其是在化工裝置中，其伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕、酸性氣體等，容易給管道造成比較明顯的外部腐蝕[1-3]。

1 化工裝置腐蝕事故分析

1.1 事故經(jīng)過

2019年8月29日上午9時許，寧夏吳忠市中衛(wèi)工業(yè)園區(qū)聯(lián)合新澧化工有限公司發(fā)生一起煤氣爐爆炸事故，造成4人死亡，3人受傷。事故原因為2號煤氣發(fā)生爐長期停用，裝置腐蝕嚴(yán)重，8月28日重新啟動過程中煤氣爐排污閥泄漏，造成夾套嚴(yán)重缺水、內(nèi)壁溫度過高，在為夾套補水時發(fā)生劇烈汽化、夾套鍋爐爆炸，導(dǎo)致周邊檢修人員嚴(yán)重傷亡。站內(nèi)崗位員工在加熱爐點爐過程中發(fā)生了一起閃爆事故，造成1人輕傷。一是違章作業(yè)，崗位員工未按照加熱爐“先通風(fēng)后點火”的點爐操作規(guī)程。尤其是在用爐停爐后二次點爐前，在未通風(fēng)的情況下，直接點爐作業(yè)造成加熱爐爐膛閃爆[4-8]。二是爐膛存有凝液。氣液分離器未及時排液，且氣液分離器至加熱爐供氣管線未設(shè)計排凝液流程，凝液經(jīng)供氣管線進(jìn)入爐膛。

圖1 化工裝置腐蝕事故現(xiàn)場圖

圖2 化工裝置爆炸事故現(xiàn)場圖

2 化工裝置的腐蝕特點

由于石油化工裝置在檢修中存在一些不規(guī)范的操作，可能會將一些腐蝕性介質(zhì)沾上管道，且日常生產(chǎn)環(huán)境可能伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕等，因而對管道外部也存在一定的腐蝕影響，比如產(chǎn)生：外部腐蝕減薄、環(huán)境開裂等。另外，內(nèi)部介質(zhì)的影響也不容忽視，也存在著腐蝕問題，并且由于不可見，反而會產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果，管道的內(nèi)部腐蝕主要產(chǎn)生以下危害[8-13]。

圖3 化工裝置擋流板腐蝕圖

3 化工裝置的的腐蝕類型

化工裝置的的腐蝕類型主要以金屬的電化學(xué)腐蝕為主，金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過程由下列三個環(huán)節(jié)組成：在陽極，金屬溶解，變成金屬離子進(jìn)入溶液中：Me→Men＋＋ne（陽極過程）。

圖4 化工裝置表面垢樣腐蝕的XRD譜圖

四 化工裝置腐蝕的技術(shù)方面防范措施

4.1 化工裝置陰極保護(hù)防腐蝕措施

陰極保護(hù)是國內(nèi)外公認(rèn)的經(jīng)濟有效的防腐措施。陰極保護(hù)系統(tǒng)分為外電流型和犧牲陽極型。對于大型工程項目，通常使用外部電流。為了保護(hù)復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)，必須使用犧牲陽極。在低導(dǎo)電性介質(zhì)中，通常使用外加電流。在有雜散電流的區(qū)域，當(dāng)管道和地面之間的電位波動較大時，不應(yīng)使用犧牲陽極。

圖5 化工裝置表面垢樣腐蝕的FT-IR譜圖

4.2 犧牲陽極防腐措施

鎂陽極適用于電阻率高的土壤，當(dāng)土壤（或水）電阻率小于100Ω·m，pH值不大于4時不應(yīng)使用，在交流干擾區(qū)應(yīng)用鎂陽極時應(yīng)注意其電位穩(wěn)定性，防止極性反轉(zhuǎn)。鋁陽極一般不用于土壤中，當(dāng)土壤中氯離子濃度高時，或在油田污水環(huán)境中使用。

4.3 增加緩蝕劑防腐措施

緩蝕劑保護(hù)是控制金屬腐蝕的重要措施。當(dāng)使用緩蝕劑保護(hù)時，整個系統(tǒng)中與介質(zhì)接觸的所有金屬體都可以得到保護(hù)，這是任何其他防腐措施都無法比擬的。由于腐蝕介質(zhì)的多樣性和復(fù)雜性，緩凝劑保護(hù)的應(yīng)用具有嚴(yán)格的選擇性。

5 化工裝置腐蝕的管理方面防范措施

5.1 扎實培訓(xùn)，人人過關(guān)

強化安全培訓(xùn)，提升員工安全素質(zhì)。加強對員工的制度、規(guī)程、危化品特性及事故案例教育培訓(xùn)，提升員工能力意識與安全能力。生產(chǎn)單位全面進(jìn)入冬季生產(chǎn)，生產(chǎn)場所的加熱爐全部點爐運行，生活場所正在逐步有序點爐，針對事故教訓(xùn)，在加熱爐點爐及檢維護(hù)作業(yè)過程中，我們要做到：扎實培訓(xùn)，人人過關(guān)，開展對加熱爐、自動燃燒器、連鎖保護(hù)裝置、簡易火嘴的檢查和點爐操作規(guī)程的重點培訓(xùn)；同時，開展現(xiàn)場操作考核，做到人人過關(guān)，不漏一人。系統(tǒng)檢查，確認(rèn)到位，按照《啟動前安全檢查管理規(guī)范》，制定檢查表，點爐前對加熱爐液位計、溫度表、壓力表、調(diào)壓閥、過濾器等附件，以及各油、氣、水管網(wǎng)連接部位、供配電系統(tǒng)等進(jìn)行全面的檢查，確?？煽?；對長期停用設(shè)備、初次啟用的，要按照《關(guān)于嚴(yán)格落實加熱爐首次點爐作業(yè)許可管理要求的通知》要求，執(zhí)行作業(yè)許可。

5.2 嚴(yán)格管理，控制過程風(fēng)險

一是嚴(yán)格落實巡回檢查制度，每2小時排放氣液分離器積液，及時監(jiān)控和維護(hù)疏水閥，確保冬季疏水閥運行良好；二是定期檢查和清理燃油、燃?xì)膺^濾器和火嘴。打開管線前必須停爐，關(guān)閉分離器至加熱爐供氣閥門，放空處距離加熱爐燃燒器處不少于15米；三是嚴(yán)格落實檢維修作業(yè)許可制度，針對具體工作，開展工作前風(fēng)險識別、防范措施制定和現(xiàn)場檢查確認(rèn)，控制作業(yè)過程動態(tài)風(fēng)險。

5.3 遵守規(guī)程，依規(guī)操作

加熱爐意外熄火后，必須按照“先通風(fēng)后點火”的要求，保證足夠的通風(fēng)時間，防止回火或閃爆。完善工藝，改造設(shè)備，一是伴生氣含量較大的場站，充分論證氣液分離器匹配能力，提高分離效果，提升燃?xì)赓|(zhì)量；二是繼續(xù)推進(jìn)自動排液疏水閥、聯(lián)鎖保護(hù)切斷裝置、電子點火工藝技術(shù)改造，提升設(shè)備本質(zhì)化安全水平。一是將伴生氣處理裝置所有排污點全部接入密閉排污系統(tǒng)，并安裝可靠的排污控制閥；二是按照《石油庫設(shè)計規(guī)范》（GB 50074）等相關(guān)規(guī)范要求，對裝置等電位跨接、靜電接地進(jìn)行排查，對虛接、缺少的問題及時整改。

5.4 加強運行管理，確保裝置安全受控

一是完善管理制度和操作規(guī)程，強化制度規(guī)程落實；二是加強風(fēng)險辨識與控制，員工參與對本崗位的安全風(fēng)險辨識，清楚安全風(fēng)險，落實風(fēng)險管控措施，堅決杜絕“三違”現(xiàn)象；三是嚴(yán)控液烴在管道內(nèi)的流速，進(jìn)行日常排污操作時必須消除人體靜電，防止靜電的產(chǎn)生和聚集。站內(nèi)管網(wǎng)采用玻璃鋼等非金屬管材；堅持密閉隔氧技術(shù)；堅持加藥殺菌緩蝕技術(shù)；嚴(yán)格清污分注，減少垢的形成；使用耐高溫氧化合金制造加熱盤管；縮短流程，減少污水在站內(nèi)停留時間；儲罐采用涂料和犧牲陽極聯(lián)合保護(hù)。

5.5 加強安全排查整治，消除安全事故隱患

相關(guān)企業(yè)要嚴(yán)格按照《危險化學(xué)品企業(yè)重大隱患判定標(biāo)準(zhǔn)》《危險化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險隱患排查治理導(dǎo)則》《淘汰落后危險化學(xué)品安全生產(chǎn)工藝技術(shù)設(shè)備目錄（第一批）》《危險化學(xué)品企業(yè)安全分類整治目錄（2020年）》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展日常隱患排查治理，對排查出的隱患按照“五到位”（整改措施、責(zé)任、資金、時限和預(yù)案到位）進(jìn)行整改銷項，堅決杜絕安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

5.6 加強應(yīng)急體系建設(shè)，提高應(yīng)急處置能力

一是進(jìn)一步完善應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急處置措施（處置卡），提升處置措施的實用性、可操作性和有效性；二是加強對員工的應(yīng)急培訓(xùn)，每月至少組織一次應(yīng)急處置演練，提升員工對突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力，能夠快速、有效處置突發(fā)事件。

6 結(jié)論

介紹了化工廠腐蝕的特點和類型，并從材料選擇、防腐處理、運行維護(hù)等方面分析了相應(yīng)的防腐措施。結(jié)合化工廠的一些特點，建議在化工廠建設(shè)和設(shè)計之初應(yīng)考慮管道的合理布局，并加強材料使用管理。分析了各石化裝置的不同特點，合理確定了裝置外腐蝕的影響因素，并對在用裝置采取了防腐措施。