炼油厂设备腐蚀与防护
炼油厂设备腐蚀与防护
【摘 要】当前，作为国民经济支柱产业的石化行业，近几年来由于原油处理量和进口原油的增多，原油品种多样化和原油含硫含酸值的不断增大，在原油加工过程中，这些物质会变成或分解为活性腐蚀性介质，腐蚀设备。
腐蚀问题已变得相当严重，给石化行业的安稳长满优生产带来了严重威胁。
其不仅使很多炼油厂由于腐蚀造成很大的损失，而且还引起对环境的污染和资源材料的消耗。
因此，做好腐蚀与防护工作具有很重要的意义。
本文分析炼化设备的腐蚀原因及腐蚀机理，介绍了设备的防腐技术，在此基础上总结并提出了一些防腐措施。
【关键词】设备腐蚀防护
随着我国许多油田开采进入中后期以及进口原油的增加，原油硫含量、酸值、盐含量、重金属含量都在不断增加。
腐蚀逐步成为制约炼油厂安全平稳生产的主要问题。
由于我国很多炼化设备当时不是按照目前原油的性质设计的，这样就使得我国石油炼化设备的腐蚀问题日趋严重，采取经济而有效的防腐措施已迫在眉睫。
近年来，已加大了对设备防腐与工艺防腐资金的投入。
新技术、新材料、新工艺不断涌现，然而，由于设备所处的腐蚀环境可能相差较大，所以任何一种防腐措施都不能称为解决腐蚀的万能对策。
只有将专业防腐蚀与防腐蚀综合管理紧密结合形成一个完整的体系，并采取综合治理的防护技术，才可能切实实现设备的长周期运行以及设备的防腐蚀工作才能逐步进入规范化管理。
一、加强管理和腐蚀监控
(一)建立健全的全厂腐蚀管理网络
要形成由厂领导牵头，主管科室、生产车间、科研检测部门等组成的一体化腐蚀管理体系。
各部门都应建立相应的设备工艺防腐蚀台帐，对腐蚀事故、重点腐蚀监控部位、防腐蚀措施等进行详细认真的记录和管理。
厂有关部门应制订严格的腐蚀控制指标，加大防腐蚀措施，尤其是加大对工艺防腐蚀措施的考核力度，以提高各单位对腐蚀防护管理的重视程度。
(二)设备防腐蚀要从设计和管理入手
对于炼油厂的腐蚀与防护，设计和施工过程的管理相当重要。
在设计过程中，设计人员应当充分分析设备可能存在的腐蚀环境，判断可能发生的腐蚀类型，针对性进行设备材质的选择，并考虑对应工艺防腐措施，保证设备的安全运行。
(三)腐蚀监检测是炼油厂防腐蚀的重点工作
常用的腐蚀监检测方法有腐蚀挂片、腐蚀探针、定点测厚、腐蚀介质分析等。
腐蚀监测的关键在于定点定人，即监测部位要确定，监测人员要固定。
腐蚀监测首先确定腐蚀发生的典型位置，力争找到腐蚀最严重的部位进行监测，以避免人力物力的浪费。
以常减压装置常压塔塔顶系统腐蚀为例，重点监测部位应在露点发生从而形成H2S+HCL+H2O腐蚀的位置，因此，可通过常顶组分分析和计算，找到露点发生的温度范围，也可以采用常顶腐蚀模拟器来分析露点温度。
然后以露点温度为基础，确定腐蚀发生的设备及管道部位。
不仅是监测位置的选择，常顶工艺防腐蚀措施(注缓蚀剂、注中和剂、注水)位置的选择也应以此为标准，以保证药剂发挥最大的腐蚀防护效用。
(四)加强装置运行过程中的腐蚀控制
为了防止设备腐蚀，很多生产装置都建立了相应的开停工方案和运行方案，如加氢装置运行中防止腐蚀的水冲洗方案、奥氏体不锈钢设备的停工碱洗方案等。
在装置运行过程中要严格按照操作方案进行。
开工过程中，内部涂刷防腐涂料的设备应注意蒸汽吹扫环节，防止涂料由于不耐湿热环境而剥离脱落，造成防腐蚀措施失效。
停工过程中，应加强设备管道的吹扫和排空，防止工艺介质或水的积存，造成设备在停工期间发生腐蚀。
另外，当工艺操作参数(如温度、压力、流速等)发生变化时，应及时调整腐蚀控制方案。
生产车间对腐蚀严重的'设备管线应当建立腐蚀事故应急处理方案。
(五)加强检修过程中的腐蚀控制
检修过程中除对设备和管道进行测厚普查外，还应当成立专门的腐蚀调查小组，对装置进行全面的腐蚀调查，调查范围包括塔、容器、加热炉、冷换设备、管道等。
对腐蚀严重的部位要进行照相，并采集腐蚀产物或垢样进行全分析，以判断腐蚀机理。
如果发生腐蚀开裂现象，还应该选取腐蚀部位金属材质进行金相分析。
腐蚀调查完成后，应当及时总结，向有关部门汇报，以指导检修计划的制订。
二、加强企业员工的腐蚀与防护教育
设备的腐蚀防护是一项贯穿企业上下的工作，要作好防腐蚀工作，必须对各个层次参与防腐蚀的人员进行培训教育，包括厂领导、工程技术人员和操作维修工人。
企业可以通过讲座、培训等方式，或印制下发设备腐蚀防护普及知识小册子，使员工了解掌握腐蚀与防护的基础知识，提高他们对腐蚀的认识，以利于腐蚀防护工作的开展。
(一)要发挥腐蚀监测的作用，腐蚀监检测数据的管理和分析利用十分重要。
目前，各炼油厂都积累了大量的腐蚀监检测数据，应充分利用企业的互联网资源，建立一个设备及腐蚀数据库管理系统，以实现腐蚀数据管理的规范化和共享化。
另外，目前很多数据没有充分发挥腐蚀监测的指导作用。
应建立一套完善的腐蚀关联公式，如将腐蚀监检测基础数据与设备腐蚀速度、使用寿命等进行关联，这样就可以将腐蚀监检测数据直接转化为一个设备腐蚀速度或使用寿命的评估值，使腐蚀监测结果更为直观，方便车间及管理部门进行防腐蚀决策。
(二)要加强先进腐蚀监控技术(如腐蚀在线监测系统、pH值在线监测系统等)的应用，并以此为基础建立―套完整的自动加药控制系统来控制防腐蚀药剂的注入，防止无效费用的发生。
(三)要充分发挥定点测厚对设备、管道的腐蚀监测和腐蚀控制作用。
国外在这方面起步较早，所投入的人力物力较多。
如阿莫科公司，在一生产厂的30个生产装置中设置了上万个测厚点，每个车间都有专人负责定点测厚。
这样，不仅摸清了装置的腐蚀规律，也将整个装置的腐材、工艺设计、结构设计等方面出发，尽可能消除腐蚀隐患。
应加强对防腐蚀方案设计的审核，征求相关腐蚀防护专家的意见，以保证方案切实可行。
在施工过程中，要加强防腐施工质量的检验，尤其是施工过程中隐蔽环节(如涂装过程中的表面处理环节)的监督和检验。
三、加强防腐蚀新技术的考察和应用管理工作
目前，国内开发了许多新型腐蚀防护技术，如新型材料和表面处理技术、中和缓蚀剂等。
炼油厂在实际应用时不仅要注重其防腐蚀效果，还要进行经济效益评估，并考察新技术是否会对产品、工艺操作等产生负面影响。
要有专门的部门进行防腐蚀新技术的管理。
(一)新的防腐材料的不断出现扩大了防腐工作的合理选材空间，如根据不同的腐蚀介质、环境温度、压力等具体情况选择更耐蚀的的防腐材料。
例如美国石油协会API571《影响炼油工业固定设备损伤机理》中详细给出了各类炼油厂装置主要腐蚀机理以及相关选材及防腐要求;《中石化选材导则》也针对国内现状指出了炼油厂主要装置不同生产单元、部位的设备推荐材质。
(二)材料表面改性工艺技术，如表面渗铝技术、表面渗锌、不锈钢炼化设备表面转化膜技术、高温涂层技术、非晶态镍-磷镀技术、耐蚀材料的表面堆焊技术等。
这些材料表面改性工艺技术在设备的防腐蚀方面发挥了很大的作用，但由于有些管线、塔器长度或体积较大，有些表面改性技术还不能很好的应用，所以在这些技术的应用方面尚需做更多的研究开发工作。
(三)工艺防腐技术的不断改进使得原油中的有害物质对设备的腐蚀大大降低。
在原油炼化过程中目前主要还是集中在“一脱四注”工艺的改进上。
近年来由于原油的劣质化倾向日趋严重，许多油田都处在中晚期开采，高粘度、高酸值、高硫、高金属含量和高含盐量原油的产量都明显增加，尤其是三次采油加入大量的乳化剂、驱油剂，使原油的电脱盐/电脱水越来越困难，许多炼油厂的电脱盐都达不到中国石化生产部门规定的盐含量小于5mg/L和含水量(v/v)小于0.2%的基本要求。
有的炼油厂的盐含量常在10mg/L以上，使常减压装置的腐蚀率迅速增大，许多塔顶设备不得不采用钛合金制造。
所以完善“一脱四注”炼油设备工艺防腐蚀技术体系的管理措施，在今后一段时间内仍将是石油化工设备防腐蚀的工作重点。
(四)在线腐蚀监测技术的发展，腐蚀监测技术是利用各种仪器工具和分析方法。
确定材料在工艺介质环境中的腐蚀速率，及时反馈设备腐蚀信息，从而采取有效的措施减缓腐蚀。
目前中石油及中石化炼油厂已广泛使用了在线腐蚀电感探针、PH探针，以及在线定点测厚探针，通过专用线缆或无线形式进行实时腐蚀速率、PH值、管道壁厚的数据采集，再利用专用数据服务器及管理软件进行数据汇总分析，使装置管理人员能够及时在网上查阅，对装置工艺设备防腐管理起到了积极作用。
我国炼油行业起步较晚，落后国外几十年，因此，目前我们所遇到的问题，在国外很早就发生过，并进行了系统全面的研究。
如加氢反应系统空冷的腐蚀问题，国内从20世纪90年代以后才开始发生，而国外早在20世纪70年代就开展了十分详细的研究，并总结实施了各种防腐蚀措施。
我们应当加强国外同行业的腐蚀资料调研，跟踪国外最新防腐蚀动态，总结先进的腐蚀防护经验，为企业更好地采取防腐蚀措施提供思路。
另外，要加强与同行之间的技术交流，打破技术壁垒，互通有无，借鉴其它厂家的先进经验。
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