煉化企業(yè)防腐蝕涂層應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研及應(yīng)對(duì)措施*

任 剛，呂 偉，李曉煒，張 雷，段永鋒

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728；2.中石化煉化工程集團(tuán)洛陽技術(shù)研發(fā)中心，河南 洛陽 471003；3.中海油常州涂料化工研究院有限公司，江蘇 常州 213016)

煉化企業(yè)生產(chǎn)裝置的防腐保溫涉及安全、節(jié)能和投資等諸多方面，其效果對(duì)裝置操作安全、內(nèi)部介質(zhì)在流程中各段的工藝溫度保證、能源節(jié)約等方面都具有重要意義[1-2]。目前，煉油設(shè)備和管道因保溫效果不良引起的能量損失及防腐蝕涂層失效導(dǎo)致的安全事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)裝置的長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大挑戰(zhàn)[3-5]。為了解煉化企業(yè)設(shè)備防腐蝕涂層和管道保溫應(yīng)用與管理方面的成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問題，由中國(guó)石油化工股份有限公司組織的防腐保溫調(diào)研測(cè)評(píng)組，按照現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試評(píng)價(jià)、管理制度和技術(shù)規(guī)范、費(fèi)用投入等三個(gè)方面，對(duì)煉化企業(yè)典型生產(chǎn)裝置和油品儲(chǔ)罐進(jìn)行了一次系統(tǒng)的防腐保溫現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)和調(diào)研?？偨Y(jié)和分析了煉化企業(yè)防腐蝕涂層的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)主要問題提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施和建議。

1 煉化企業(yè)防腐蝕涂層的應(yīng)用現(xiàn)狀

通過對(duì)8家煉化企業(yè)防腐蝕涂層現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研統(tǒng)計(jì)，各企業(yè)在管理規(guī)范方面差別不大，均明確了防腐保溫的歸口管理部門并設(shè)置有專人管理，制定了適合本企業(yè)的管理制度，但管理的嚴(yán)格程度各有不同。防腐蝕涂層的費(fèi)用主要包括涂料費(fèi)用、施工費(fèi)用(人工費(fèi)為主)及技術(shù)措施費(fèi)用(如腳手架等)。其中涂料費(fèi)用占防腐蝕涂層總費(fèi)用的25%～33%，防腐蝕涂層的第一次投入費(fèi)用雖然不高，但是后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)發(fā)現(xiàn)各企業(yè)防腐蝕涂層的應(yīng)用效果差別較大，整體測(cè)評(píng)得分相對(duì)偏低。防腐蝕涂層的3項(xiàng)測(cè)評(píng)項(xiàng)目及得分見圖1，其中老化評(píng)級(jí)得分最低(平均分為老化評(píng)級(jí)總分的24.7%)，涂層干膜厚度得分次之(平均分為干膜厚度總分的32.6%)，附著力得分相對(duì)較高(平均分為附著力總分的60.6%)。

圖1 8家煉化企業(yè)防腐涂層各項(xiàng)得分

各企業(yè)煉油裝置設(shè)備、管道、鋼結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)罐防腐蝕涂層的老化評(píng)級(jí)具體情況見圖2。從圖2可以看出，設(shè)備和管道的防腐蝕涂層老化評(píng)級(jí)3級(jí)以上的數(shù)量接近，約占測(cè)評(píng)總數(shù)量的80%，老化評(píng)級(jí)為5級(jí)的數(shù)量相近，約占測(cè)評(píng)總數(shù)量的45%。鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂層老化程度更為嚴(yán)重，老化評(píng)級(jí)在3級(jí)以上的約占測(cè)評(píng)總數(shù)量的95%左右，老化評(píng)級(jí)為5級(jí)的約占測(cè)評(píng)總數(shù)量的55%。

圖2 煉化企業(yè)設(shè)備設(shè)施老化評(píng)級(jí)對(duì)比

通過對(duì)煉化企業(yè)設(shè)備、管道、鋼結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)罐防腐蝕涂層老化評(píng)級(jí)為5級(jí)的原因進(jìn)行分析，認(rèn)為其主要原因?yàn)椋孩俚讓犹幚聿贿_(dá)標(biāo)；②邊緣轉(zhuǎn)角處漏涂；③局部積水；④焊縫區(qū)域未做合理處理導(dǎo)致開裂和剝落；⑤涂層年久失修，粉化嚴(yán)重；⑥外力損傷導(dǎo)致涂層剝落。

2 防腐蝕涂層各環(huán)節(jié)主要問題

2.1 管理環(huán)節(jié)

雖然多數(shù)企業(yè)制定了防腐保溫的相關(guān)管理制度，明確了主管部門及專人負(fù)責(zé)管理,但仍存在如下不足：①防腐保溫的管理制度及規(guī)范內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，可操作性差；②防腐涂料涂裝雖然為專人管理，但因防腐涂裝專業(yè)性較強(qiáng)，負(fù)責(zé)人往往缺乏相關(guān)專業(yè)知識(shí),且負(fù)責(zé)人還有其他業(yè)務(wù)，防腐涂料涂裝業(yè)務(wù)在其工作中占比較?。虎蹮捰脱b置設(shè)備和管道的防腐涂料檔案普遍存在資料不全、記錄不完整等問題；④管理規(guī)范、制度沒有明確或缺失關(guān)于防腐涂料施工、檢查、修復(fù)等過程的質(zhì)量及監(jiān)理等方面的要求。

2.2 技術(shù)環(huán)節(jié)

(1)煉化企業(yè)儲(chǔ)罐防腐施工管理制度健全、有關(guān)資料齊全，能夠按程序滿足正常的除銹、噴砂、施工及驗(yàn)收要求；但是企業(yè)普遍缺乏針對(duì)設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的涂裝技術(shù)規(guī)范或作業(yè)指導(dǎo)書，相關(guān)崗位人員缺乏專業(yè)知識(shí)，在防腐蝕涂層選用、施工、運(yùn)行檢查和修復(fù)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)。

(2)部分設(shè)備和管道的涂層施工質(zhì)量差，尤其是在焊縫、法蘭連接處和閥門等區(qū)域涂層易發(fā)生開裂和脫落(見圖3)。

(3)部分鋼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)死角處漏涂現(xiàn)象較多、焊縫部位腐蝕甚至穿孔、扶梯焊縫及邊角銹蝕、部分鋼結(jié)構(gòu)防火層脫落后腐蝕尤為嚴(yán)重(見圖4)。

圖4 鋼結(jié)構(gòu)涂層失效情況

(4)部分裝置采用鍍鋅格柵代替踏板和平臺(tái)花紋板，其防腐蝕效果良好；但目前有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)采用鍍鋅格柵的規(guī)范不統(tǒng)一，缺乏標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，部分區(qū)域存在安全隱患。

(5)無保溫層且溫度較高(60～120 ℃)的管道防腐蝕涂層的開裂、脫落問題較多(見圖5)，主要發(fā)生在分餾塔頂油氣管線、塔頂換熱器/空冷器進(jìn)出口管線；目前常規(guī)的防腐蝕涂層體系在較高溫度下的不適用，而常規(guī)耐高溫涂層配套體系的防腐效果較差。

圖5 管道防腐蝕涂層的失效情況

(6)濕式空冷器及周圍設(shè)施的腐蝕情況見圖6。由圖6看出，煉化企業(yè)采用濕式空冷器，外腐蝕普遍較為嚴(yán)重，除設(shè)備本體發(fā)生腐蝕外，飛濺的噴淋水導(dǎo)致平臺(tái)及周圍設(shè)備、管道和鋼結(jié)構(gòu)也發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕。

圖6 濕式空冷器及周圍設(shè)施的腐蝕

2.3 運(yùn)行與修復(fù)環(huán)節(jié)

(1)煉油設(shè)備和管道的防腐蝕涂層失效后，其修復(fù)后耐蝕效果較差，多數(shù)在重涂時(shí)表面未合理處理，甚至新涂層直接覆蓋在原有老化涂層上，涂層厚度不均勻，修復(fù)后涂層壽命較短。管廊、設(shè)備設(shè)施等由于處于運(yùn)行中或施工期限短，很難按照要求將底材處理到位。

(2)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)、欄桿和走道等區(qū)域的涂層修復(fù)問題較為突出，主要表現(xiàn)為修復(fù)涂層表面存在銹點(diǎn)、鼓泡、流掛、針孔等問題，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)死角處的漏涂問題較多。

(3)在鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)使用期間，花紋板普遍存在因積液、污垢清理不及時(shí)而導(dǎo)致防腐蝕涂層的失效問題，且涂層大面積損壞后未能進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。

(4)設(shè)備和管道定點(diǎn)測(cè)厚一般采用超聲波測(cè)厚方式，其測(cè)試部位普遍無防腐涂層。

(5)因保溫層破損導(dǎo)致設(shè)備和管道的腐蝕問題較為普遍，尤其是服役時(shí)間較長(zhǎng)的管道。另外部分附屬管線、接管等因涂層損壞而導(dǎo)致腐蝕問題較為嚴(yán)重，沒有及時(shí)修復(fù)。

(6)部分附屬管線(消防水、蒸汽、電氣管道等)、接管的涂層缺乏日常檢查和維保。

2.4 涂裝監(jiān)理與驗(yàn)收環(huán)節(jié)

(1)多數(shù)企業(yè)的儲(chǔ)罐防腐涂料施工管理和監(jiān)理較為規(guī)范，但是設(shè)備、管道和鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料施工的監(jiān)理和驗(yàn)收環(huán)節(jié)普遍缺失，尤其是停工期間修復(fù)和運(yùn)行期間的維護(hù)。

(2)防腐涂料施工及修復(fù)過程缺乏專業(yè)機(jī)構(gòu)和人員監(jiān)督，雖然部分企業(yè)引進(jìn)了第三方監(jiān)理，重點(diǎn)關(guān)注施工過程安全和規(guī)范操作，但對(duì)防腐蝕涂層施工質(zhì)量控制和檢查缺乏相關(guān)專業(yè)知識(shí)。

(3)防腐涂料雖然由企業(yè)單獨(dú)采購，但其質(zhì)量檢驗(yàn)多數(shù)由供應(yīng)商提供，普遍缺乏防腐涂料的第三方機(jī)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)。

3 措施與建議

(1)制定《煉化企業(yè)設(shè)備防腐蝕涂層管理要求》，明確防腐蝕涂料選用、施工、運(yùn)行檢查、維護(hù)/修復(fù)等各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)部門及責(zé)任人的職責(zé)，明確防腐涂料相關(guān)單位企業(yè)的要求和責(zé)任。

(2)編制《煉化企業(yè)防腐蝕涂層質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范》，編制煉化企業(yè)防腐蝕涂料選用、施工、維修等環(huán)節(jié)的作業(yè)指導(dǎo)書，主要包括涂料選用配套方案、表面處理(針對(duì)不同材料、不同涂料的表面處理工具和除銹等級(jí)要求)、涂裝施工、涂裝質(zhì)量控制等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)。

(3)加強(qiáng)防腐施工過程管控，開展企業(yè)相關(guān)管理和技術(shù)人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，保障防腐蝕涂層施工質(zhì)量；委托第三方開展運(yùn)行期間的防腐蝕涂層性能檢查，定期檢查發(fā)現(xiàn)涂層失效嚴(yán)重的問題后及時(shí)修復(fù)。

(4)針對(duì)大型防腐蝕工程和項(xiàng)目，加強(qiáng)施工隊(duì)伍資質(zhì)審核和施工能力的考核，引進(jìn)專業(yè)涂裝檢驗(yàn)員對(duì)維修質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，試點(diǎn)施工承包商采取框架合同維保模式，保障維保周期內(nèi)防腐蝕涂層的施工質(zhì)量。

(5)煉化設(shè)備溫度較高且不帶保溫工況和濕式空冷器環(huán)境下的防腐蝕涂層，聯(lián)合涂料生產(chǎn)商、設(shè)計(jì)和科研單位開發(fā)形成適用的涂層配套體系，選擇代表性管線或設(shè)施進(jìn)行涂層配套試涂及防腐效果驗(yàn)證。

(6)針對(duì)法蘭、閥門、螺栓、螺母等異形件的腐蝕難題，開展新產(chǎn)品新技術(shù)的研究及應(yīng)用。

4 結(jié) 語

(1)煉化企業(yè)防腐蝕涂層的調(diào)研表明，涂料費(fèi)用占防腐蝕涂層總費(fèi)用的25%～33%，但后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高且修復(fù)后防腐效果較差；針對(duì)防腐蝕涂層的各項(xiàng)測(cè)評(píng)項(xiàng)目及得分，老化評(píng)級(jí)得分最低，設(shè)備和管道防腐蝕涂層老化評(píng)級(jí)5級(jí)約占45%，鋼結(jié)構(gòu)老化評(píng)級(jí)5級(jí)約占55%。

(2)防腐蝕涂層應(yīng)用期間的主要問題涉及管理、技術(shù)、運(yùn)行、修復(fù)及監(jiān)理等各環(huán)節(jié)，關(guān)鍵在于防腐蝕涂料選用、施工、運(yùn)行、修復(fù)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán)。

(3)建議完善及執(zhí)行管理制度,采取涂裝施工監(jiān)控、定期檢查測(cè)評(píng)、專業(yè)技能培訓(xùn)和質(zhì)保模式等針對(duì)性措施，提高防腐蝕涂層的服役壽命。