接管腐蝕與貯罐風險防范

趙家福(廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院 佛山 528000）

接管腐蝕與貯罐風險防范

趙家福
(廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院 佛山 528000）

本文介紹了在定期檢驗中發(fā)現(xiàn)二氧化碳貯罐罐頂壓力表接管腐蝕膨脹，對該腐蝕的現(xiàn)狀和產(chǎn)生的原因及危害性做了分析，提出了今后的防范措施, 以避免小接管引發(fā)大事故。

接管腐蝕 二氧化碳貯罐 風險防范

1　檢驗情況

1)近期對轄區(qū)一臺液態(tài)二氧化碳貯罐進行了定期檢驗，貯罐參數(shù)見表1，結構為單層焊接，外采用發(fā)泡泡沫+鍍鋅鐵皮保冷，按照傳統(tǒng)方案，進行了資料審查、液態(tài)二氧化碳含水量咨詢、宏觀檢查、測厚、縱環(huán)焊縫交叉部位磁粉探傷和超聲波探傷、大接管（含人孔）角焊縫磁粉探傷、M36人孔螺栓磁粉探傷、安全附件校驗情況檢查等［1］。

表1　液態(tài)二氧化碳貯罐參數(shù)

由于貯罐外有較厚保冷層，因此檢查主要精力基本在主體罐內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)腐蝕、裂紋等，然而在查核壓力表校驗日期和鉛封時，發(fā)現(xiàn)罐頂壓力表接管局部腐蝕脹粗，腐蝕位于保冷層與法蘭間接管裸露中段部位，呈灰黑色、薯熟開裂狀，經(jīng)輕敲腐蝕產(chǎn)物，腐蝕產(chǎn)物散落，管壁減薄明顯（見圖1～圖4），超聲波測厚剩余壁厚約0．6mm，隨后對腐蝕段進行X射線拍片未發(fā)現(xiàn)裂紋（見圖5）；保冷層內(nèi)接管段未見腐蝕；附近其它接管同部位也有不同程度腐蝕；壓力表接管腐蝕情況見表2。

圖1　腐蝕部位

圖2　罐頂接管

圖3　腐蝕

圖4　腐蝕

表2　壓力表接管腐蝕情況

2）再經(jīng)查看該廠的另一臺同樣規(guī)格同時投用的液態(tài)二氧化碳貯罐(出廠編號F07-028KP)同部位接管，腐蝕情況相當。

3）鑒于接管腐蝕速率快，管壁減薄明顯，液態(tài)二氧化碳貯罐存在較大風險，我們向使用單位說明了利害關系，使用單位承諾近期對上述兩臺貯罐罐頂壓力表等接管進行維修處理；后經(jīng)確認已于同年五月由原制造廠對上述兩臺貯罐罐頂壓力表接管等進行了截斷再接長處理，每臺處理3根接管，見圖6。

圖5　接管拍片

圖6　換下的管子

2　風險分析

1）接管從投用時3mm至本次測定剩余壁厚 為0．6mm，那 么： 接 管 腐 蝕 速 率：v=(3-0．6)/7．15=0．34mm/a；許用壓力下接管計算壁厚：t=pD/ [2(SΦ+pY)]=1．8×25/[2(112×1+1．8×0．4)]=0．2mm(按GB/T 20801．3—2006）［2］；估計接管在使用壓力下破壞泄漏剩余時間：T=(0．6-0．2)/0．34=1．2年；

2）貯罐主體未發(fā)現(xiàn)缺陷，只是接管腐蝕減薄，腐蝕速率快，貯罐不會發(fā)生瞬時失穩(wěn)情形，然而兩個二氧化碳大貯罐位于相對封密、設備云集的廠房內(nèi)，腐蝕減薄接管位于罐頂（約4．5m高），相對隱蔽，若泄漏，不易及時被發(fā)現(xiàn)，同時腐蝕減薄點位于法蘭前，屬貯罐本體范圍，發(fā)現(xiàn)泄漏后仍不利封堵；二氧化碳屬無嗅無味無色，若大量泄漏，對冒然進入設備廠房人員很可能造成窒息，甚至死亡，釀成大事故；

3）類同的大貯罐類轄區(qū)內(nèi)還有其他企業(yè)使用，不下30臺，這些設備有沒有類似接管腐蝕減薄，筆者認為存在的可能性很大。

3　腐蝕產(chǎn)生原因分析

1）廠房通風采光差，濕度偏大，接管時濕時干，造就腐蝕條件。

貯罐修復投用后，經(jīng)現(xiàn)場測定，罐頂環(huán)境溫度29．9℃、濕度為74%，罐頂接管法蘭處溫度為24．8℃較環(huán)境溫度低約5℃，罐頂肉眼觀察不到水膜，但貯罐下方結露明顯，結露pH值測定約為7，呈中性，可排除碳酸腐蝕；而使用單位設備主管說每年2～3月份，尤其是回南天時，罐頂接管潮濕，水珠水膜明顯。

2）腐蝕物：從腐蝕形態(tài)看，符合電化學腐蝕特征，腐蝕物外形呈泡狀，內(nèi)物為黑色氧化鐵產(chǎn)物。

3）腐蝕為何主要發(fā)生于接管裸露的中段。

有文獻指出［3］：中性或弱酸性水膜覆蓋下，鋼鐵會發(fā)生吸氧腐蝕，圖7為文獻中論述的電化學腐蝕之一吸氧腐蝕機理。本案中的接管材質為10碳鋼，設備使用環(huán)境通風采光差，每年2～3月份，尤其是回南天時，造就如此水膜，引發(fā)吸氧腐蝕發(fā)生；腐蝕物的存在，加上接管處溫度較環(huán)境溫度低，吸潮在所難免，這也加劇腐蝕進行；

又有文獻指出［4］：埋地管道腐蝕研究中發(fā)現(xiàn)，干濕交界處腐蝕最嚴重，干燥處和含水量過大區(qū)域腐蝕程度相對弱。本案接管中段腐蝕最嚴重正是這種情形（見圖2），而裸露的上、下段及保冷層內(nèi)未見腐蝕，分析認為：罐頂壓力表接管垂直設置，上端為法蘭結構，法蘭上方有壓力表等儀表，在回南天時等濕度環(huán)境下，加上罐內(nèi)盛裝低溫液態(tài)二氧化碳，液態(tài)二氧化碳氣化上升，罐頂接管及儀表外表較環(huán)境溫度低而結露或吸潮，形式水膜，法蘭及上方的儀表結露較接管多，結露在重力作用下往下行，同時裸露的下段由于鄰近保冷層，其表面形成的結露快速被吸收，因此在接管中段形成干濕交界，加劇了此處腐蝕。

圖7　吸氧腐蝕

4）接管涂漆防護不力，一可能是涂漆防護性能差，二可能是涂層不夠厚，達不到防護目的。

5）接管腐蝕產(chǎn)生后，操作人員未及時發(fā)現(xiàn)，未及時采取有效防腐措施，致使腐蝕減薄持續(xù)并且越往后腐蝕越速快。

4　風險處理及防范措施

1）發(fā)現(xiàn)貯罐接管腐蝕減薄嚴重，腐蝕速率快后，一是出具檢驗意見書，說明缺陷情況和風險；二是及時上報監(jiān)察管理機構； 三是及時填寫檢驗案例，提議改訂該類貯罐定期檢驗方案； 四是下一步做好設備年度檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施。

2）缺陷問題處理 對于檢驗發(fā)現(xiàn)腐蝕減薄嚴重的接管，由原制造單位制訂修理方案，對缺陷接管進行修理，鑒于接管下端及筒體無明顯腐蝕減薄，以及焊后需熱處理，接管可截短接長；對腐蝕減薄不嚴重，還可繼續(xù)使用的接管，做好除銹、涂漆防護工作。

3）防范措施如下：

（1）對這類貯罐檢驗時，應制訂和持續(xù)改良定期檢驗方案，檢驗方案既要關注傳統(tǒng)重點部位，又要結合檢驗總結和交流經(jīng)驗補檢漏點盲點；既要關注內(nèi)部，又要檢驗外部；既要關注主體，又檢查到隱藏大風險的小接管等部件。

（2）使用單位應加強對貯罐的日常使用檢查管理工作，發(fā)現(xiàn)設備異常及時處理。

（3）規(guī)避或減弱電化學腐蝕產(chǎn)生：一是設備廠房進出口可適當開大些，平時注意通風，減少水膜形成；二是定期重刷防護漆；三是法蘭以下接管做齊保溫，不宜裸露。

[1] TSG 7001—2013 壓力容器定期檢驗規(guī)則[S].

[2] GB/T 20801.3—2006 壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道 第3部分：設計和計算[S].

[3] 張小紅. 電化學技術在地下管道腐蝕檢測中的應用研究[J]. 企業(yè)技術開發(fā)，2014，03：33-34.

[4] 《金屬的電化學腐蝕》 晶寶兒 2012-12-20

Risk Prevention of Storage Tank Caused by Pipe Corrosion

Zhao Jiafu
(Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research, Foshan Branch Foshan 528000)

This paper introduced the regular inspection of the carbon dioxide storage tank. During the verification of pressure gauge calibration, we found pipe corrosion and expansion of the pressure gauge on the top of the tank inadvertently. This article analyzed the status, the causes and dangers of the corrosion, and put forward the preventive measures. Our aim was to avoid nasty accidents on the tanks in our district, caused by small pipe.

Pipe corrosion Carbon dioxide tank storaging Risk prevention

X933．4

B

1673-257X(2016)01-0050-03

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．012

趙家福(1967～)，男，檢驗室主任，工程師，從事特種設備承壓類檢驗檢測工作。

（2015-04-16）