石油化工企業(yè)常減壓裝置設(shè)備腐蝕機(jī)理和腐蝕現(xiàn)狀分析

張 琪，王兆軍

（1.臨沂金信企業(yè)管理咨詢有限公司，山東 臨沂 273400；2.費(fèi)縣應(yīng)急管理局，山東 臨沂 273400）

1 常減壓裝置防腐蝕機(jī)理分析

1.1 設(shè)備管線高溫環(huán)烷酸腐蝕

設(shè)備管線高溫環(huán)烷酸腐蝕主要腐蝕物為環(huán)烷酸，其主要存在于柴油、重油和蠟油，以及酸值較高的原油中，并且其酸值越高環(huán)烷酸的含量就越高[1-2]。環(huán)烷酸是由硫醇、脂肪酸等有機(jī)酸性物的混合物，其可以直接與設(shè)備金屬表面發(fā)生反應(yīng)，與鐵或硫化鐵反應(yīng)直接生成烷酸鐵，其產(chǎn)物屬于油溶物可以溶解在產(chǎn)品油中，是裝置設(shè)備不斷受到腐蝕而暴露，腐蝕設(shè)備表面會(huì)形成清洗的邊緣輪廓腐蝕坑。

1.2 設(shè)備管線高溫硫腐蝕

高溫硫腐蝕是常減壓裝置管線設(shè)備常見(jiàn)的腐蝕機(jī)理，腐蝕溫度區(qū)間發(fā)生在240～500 ℃，在480 ℃左右硫腐蝕尤為嚴(yán)重。高溫硫腐蝕受到常減壓裝置加工原料中的硫化氫、單質(zhì)硫等含硫活性物質(zhì)的影響，高溫硫腐蝕對(duì)設(shè)備管道腐蝕主要變現(xiàn)為產(chǎn)生FeS 物質(zhì)，使設(shè)備管線變薄，產(chǎn)生的H2會(huì)使FeS 保護(hù)膜變得多孔、疏松[3]。高溫硫腐蝕主要受到設(shè)備材質(zhì)、介質(zhì)流速、工作溫度、工作壓力、硫化氫濃度等因素的影響，其所造成的的腐蝕通常為均勻腐蝕，而在設(shè)備介質(zhì)流速較低的部位腐蝕形貌一般為較為尖銳的空洞。

2 常減壓裝置檢維修腐蝕狀況分析

2.1 冷換設(shè)備檢維修腐蝕狀況分析

1）為防止換熱器管束出現(xiàn)大面積泄漏而導(dǎo)致管束采購(gòu)預(yù)定周期長(zhǎng)的問(wèn)題，提前對(duì)脫前換熱器及部分水冷器進(jìn)行提前試壓，經(jīng)打壓發(fā)現(xiàn)Ⅱ套減頂II 級(jí)冷凝器、含鹽污水換熱器（東）出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，后及時(shí)聯(lián)系協(xié)理公司協(xié)助堵漏，兩臺(tái)管束堵漏各一根，其他換熱器打壓全部合格。

2）更換兩套裝置風(fēng)險(xiǎn)高的管束16 臺(tái)，其中Ⅰ套更換了減頂循-原油換熱器AB、常一中—原油換熱器AB、渣油Ⅳ級(jí)換熱器AB、常頂Ⅰ級(jí)冷凝器、減頂Ⅰ級(jí)冷凝器共8 臺(tái)換熱器管束進(jìn)行更換；Ⅱ套更換了原料油—減二線換熱器、原料-常頂循換熱器A、原料油-減渣Ⅲ換熱器、原料油-減二線及回流換熱器、常頂Ⅱ級(jí)冷凝器（東）、減一換熱器、常一中換熱器A、B共8 臺(tái)管束進(jìn)行更換，更換了減頂Ⅲ級(jí)冷凝器的殼體。

3）拆解換熱器封頭及管箱封頭拆卸后，對(duì)內(nèi)部腐蝕情況進(jìn)行檢查，腐蝕情況主要集中在水冷器管箱，尤其是Ⅰ套裝置部分水冷器管箱分程隔板減薄50%以上，采用局部更換的方式對(duì)Ⅰ套腐蝕減薄嚴(yán)重的3 臺(tái)水冷器管箱分程隔板進(jìn)行修復(fù)。

4）常I 常Ⅱ空冷器共計(jì)8 臺(tái)，兩套空冷管束都存在列管內(nèi)壁附著較多硫化亞鐵，造成列管局部堵塞，經(jīng)過(guò)徹底清洗全部打壓合格后回裝。拆檢空冷時(shí)發(fā)現(xiàn)Ⅰ套空冷入口管線法蘭頸部腐蝕較為嚴(yán)重，原壁厚7 mm，最薄點(diǎn)不足3 mm，本次全部進(jìn)行了更換處理。

2.2 塔器容器檢維修腐蝕狀況分析

塔器容器隱蔽工程檢查屬于檢修的重點(diǎn)工作，越早完整的檢查問(wèn)題所在，越早明確整個(gè)檢修內(nèi)容，檢修前期車間就向塔器容器檢修項(xiàng)目?jī)A斜，優(yōu)先做好進(jìn)入受限空間的準(zhǔn)備工作，第一時(shí)間進(jìn)入檢查，按照重要程度依次對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查。

1）常減壓裝置Ⅰ套減壓塔內(nèi)封頭腐蝕出現(xiàn)蜂窩狀小孔、減壓塔上部碳鋼段出現(xiàn)大面積的腐蝕情況但減薄不嚴(yán)重、減三減四段擋液板出現(xiàn)局部腐蝕穿透、減壓過(guò)汽化油段分布器變形、脫落嚴(yán)重、減四段和過(guò)汽化油段填料出現(xiàn)大面積的坍塌和腐蝕、減底五層塔盤(pán)因受沖擊，出現(xiàn)大面積的變形和脫落[4-5]。對(duì)這幾段的內(nèi)件進(jìn)行了維修和更換。常減壓裝置Ⅱ套減壓塔情況相比Ⅰ套情況較好，除減四段填料腐蝕嚴(yán)重進(jìn)行了更換外，僅部分緊固件脫落進(jìn)行了更換。

2）常減壓裝置Ⅰ套常壓塔檢查情況良好，僅局部浮閥及卡子脫落、塔內(nèi)雜質(zhì)需清理，Ⅱ套常壓塔上部檢查發(fā)現(xiàn)腐蝕情況較為嚴(yán)重，結(jié)晶鹽和塔壁的片狀銹蝕較為嚴(yán)重，常頂循、常一段的受液管和降液槽出現(xiàn)不同程度的腐蝕減薄情況，尤其常頂循出現(xiàn)腐蝕穿透情況。兩套汽提塔、閃蒸塔檢查情況良好，僅常一汽提內(nèi)部銹蝕較多。

3）常減壓裝置Ⅰ套電脫系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)，64 個(gè)絕緣吊掛、4 根高壓電引入棒爬電嚴(yán)重。Ⅱ套電脫系統(tǒng)32根絕緣吊掛、4 根高壓電引入棒爬電嚴(yán)重需要更換。

4）減頂污油罐、電脫污油分液罐腐蝕較為嚴(yán)重，測(cè)厚發(fā)現(xiàn)減薄情況不明顯，僅進(jìn)行了清理維護(hù)。

2.3 加熱爐檢維修腐蝕狀況分析

1）常減壓裝置Ⅰ套為了增加空氣預(yù)熱器熱煙與冷風(fēng)的換熱效果，空預(yù)器將原來(lái)底部500 根無(wú)縫光管更換為翅片擾流子[6]。常減壓裝置Ⅱ套對(duì)空預(yù)器漏風(fēng)問(wèn)題進(jìn)行了排查，檢查出鑄鐵段東西側(cè)立柱出現(xiàn)約8處焊接缺陷，進(jìn)行了修補(bǔ)。

2）兩套常減壓裝置裝置葉輪、渦殼等易腐蝕部位進(jìn)行噴涂防腐涂料。常減壓裝置Ⅰ套引風(fēng)機(jī)因風(fēng)量不足進(jìn)行了更換。

3）兩套常減壓裝置裝置輻射室頂保溫都有不同程度損壞情況，Ⅰ套整體更換為噴涂保溫料；常減壓裝置Ⅱ套進(jìn)行了局部巖棉修補(bǔ)。

4）外協(xié)爐管專業(yè)檢測(cè)隊(duì)伍對(duì)加熱爐爐管進(jìn)行全方位的檢測(cè)，其中檢查兩套加熱爐出口爐管都有不同程度腐蝕，其中Ⅱ套常壓爐出口爐管腐蝕情況嚴(yán)重，更換了出口2 根爐管。

2.4 管道測(cè)厚腐蝕狀況分析

1）管道檢修外聘專業(yè)測(cè)厚專業(yè)技術(shù)人員對(duì)管線進(jìn)行測(cè)厚，其中Ⅰ套檢測(cè)管道42 條，檢測(cè)問(wèn)題管件共13 個(gè)，具體為：空冷出口45°彎頭、常頂循入口三通、減三泵出口彎頭、減二中泵入口彎頭、渣油I 級(jí)換熱器A 付線三通，減頂油氣線彎頭[7]。

2）Ⅱ套常減壓裝置檢測(cè)管道39 條，檢測(cè)問(wèn)題管件共9 個(gè)，具體為：減底泵8#/9#彎頭、常二中29#彎頭、常底西泵出口2#彎頭、Ⅰ閃泵入口5#彎頭、常二抽出9#彎頭、常二餾出3#彎頭、減二冷回流32#彎頭、常二氣相返塔4#彎頭、減三冷回流彎頭。檢測(cè)整體減薄管線2 條，減三抽出至減三Ⅰ級(jí)換熱器管線、減四線抽出至熱回流返塔管線。

3 裝置檢維修過(guò)程中安全和環(huán)保管理措施

3.1 檢維修停工安全管理措施

為順利的完成裝置大修，針對(duì)往年檢修中易發(fā)的違章行為，制定《檢修安全環(huán)保目標(biāo)責(zé)任書(shū)》、《往年檢修考核匯總》對(duì)以往易發(fā)的違章現(xiàn)象和考核細(xì)則進(jìn)行規(guī)定并向各施工單位進(jìn)行告知[8]。各施工隊(duì)伍明確安全告知內(nèi)容后，依次簽訂檢修目標(biāo)責(zé)任書(shū)，按照檢修安排，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。檢修伊始，車間管理人員根據(jù)每天檢修重點(diǎn)通過(guò)《安全晨會(huì)》的形式對(duì)安全環(huán)保注意事項(xiàng)、公司領(lǐng)導(dǎo)要求、前一日施工違章情況對(duì)所有參與檢修人員進(jìn)行總結(jié)宣貫，每日檢修會(huì)通過(guò)照片投影的方式對(duì)各檢修單位及車間項(xiàng)目組成員進(jìn)行通報(bào)批評(píng)[9]。通過(guò)不同形式的安全警示教育，讓檢修人員明確裝置風(fēng)險(xiǎn)及如何自我保護(hù)、明確公司和車間的安全管理制度、明確施工違章的危害及處罰規(guī)定，提高其安全意識(shí)，增強(qiáng)其辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的能力。

特殊作業(yè)票證辦理是檢修作業(yè)實(shí)施的第一步，針對(duì)檢修特殊票證多且難以管理的情況，成立了大修票證小組，深入檢修現(xiàn)場(chǎng)，提升票證與現(xiàn)場(chǎng)符合性及合理性，保障票證及時(shí)開(kāi)具。將《票證模板》、《臨時(shí)用電清單》、《安全培訓(xùn)編號(hào)》張貼于開(kāi)票區(qū)，提高票證開(kāi)具正確性和效率；制定開(kāi)票時(shí)間節(jié)點(diǎn)清單，提高開(kāi)票效率[10-11]。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較高的特殊作業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)管控，如：受限空間人孔，懸掛告知牌，包括受限名稱、開(kāi)孔時(shí)間、危害因素、負(fù)責(zé)人等內(nèi)容都有所告知；動(dòng)火集中區(qū)域，懸掛非施工人員禁止進(jìn)入動(dòng)火區(qū)牌等；后期隨著施工人員較多，在平臺(tái)樓梯間等位置懸掛安全出口導(dǎo)向標(biāo)識(shí)，確保在發(fā)生緊急情況時(shí)能夠有效找到撤離出口；氧氣、乙炔瓶防曬罩張貼氣瓶距離相關(guān)要求，時(shí)刻給人提醒。

檢修人員高峰期加大現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察頻次和范圍，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)違章貫徹執(zhí)行“零容忍”；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)違章先糾正后處罰，并通過(guò)晨會(huì)與晚會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通報(bào)，對(duì)于頻發(fā)發(fā)生違章行為的施工單位進(jìn)行重新培訓(xùn)上班，通過(guò)管控重點(diǎn)作業(yè)、管控重點(diǎn)時(shí)段、管控重點(diǎn)人員、管控重點(diǎn)區(qū)域的方式，為安全、環(huán)保順利完成大修提供了依托。

3.2 檢維修停工環(huán)保處理措施

裝置停工期間生產(chǎn)技術(shù)人員制定了詳細(xì)可行的停工方案，并以《停工進(jìn)度圖表》、《停工每班工作清單》明確階段工作任務(wù)節(jié)點(diǎn)，車間管理人員中夜班跟班加強(qiáng)監(jiān)督。但裝置停工時(shí)蒸汽管網(wǎng)壓力較低，平均低于0.7 MPa，造成部分換熱器及管線吹掃不徹底，為后續(xù)的檢修及現(xiàn)場(chǎng)安全帶來(lái)較大的難度及風(fēng)險(xiǎn)。常減壓裝置吸取以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，通過(guò)避讓公司大面積吹掃期、分段吹掃等有效措施，吹掃情況比以往更徹底。常減壓裝置停工期間進(jìn)行了VOCS 治理和減壓塔、塔頂污油罐的《硫化亞鐵鈍化處理》，通過(guò)與往年情況比對(duì)，停工過(guò)程的異味基本消除，而經(jīng)過(guò)鈍化處理的設(shè)備也通過(guò)了高溫天氣的考驗(yàn)，效果比較顯著。

4 常減壓裝置防腐蝕控制建議

常減壓裝置原設(shè)計(jì)為加工蓬萊19-3 低硫環(huán)烷中間基原油，隨著加工原油利潤(rùn)的下滑，而加工高硫、高酸、高鹽的劣質(zhì)油對(duì)公司經(jīng)濟(jì)效益提高明顯，近些年常減壓裝置加工的原油多為高硫、高酸、高鹽原油，而加工這些原油對(duì)設(shè)備、管道腐蝕加劇的情況比較嚴(yán)重，尤其在減壓塔、減壓塔側(cè)線220 ℃以上高溫重油部位腐蝕比較明顯，嚴(yán)重影響裝置安全生產(chǎn)。通過(guò)設(shè)備腐蝕機(jī)理，結(jié)合重油裝置歷年的設(shè)備故障事件及近些年檢修情況，分析出部分裝置設(shè)備防腐蝕的建議。

1）加強(qiáng)設(shè)備防腐應(yīng)從源頭降低設(shè)備腐蝕率，常減壓裝置主要的“一脫三注”等措施，目前重油兩套只有Ⅱ套能做到“一脫三注”。遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工藝防腐的要求，根據(jù)生產(chǎn)情況重新完善和調(diào)整工藝防腐流程，達(dá)到防腐目的。

2）在偏離設(shè)計(jì)要求的管線未得材質(zhì)升級(jí)前，可在高溫環(huán)烷酸腐蝕區(qū)域的碳鋼管線抽出口部位，注入高溫緩蝕劑，可以有效的減緩減一中等管線的腐蝕。

3）據(jù)工藝介質(zhì)溫度升級(jí)設(shè)備材質(zhì)，對(duì)腐蝕速率過(guò)快的設(shè)備管線，綜合安全、成本、壽命等因素適時(shí)升級(jí)腐蝕過(guò)快的設(shè)備及管線，達(dá)到生產(chǎn)需求。

4）認(rèn)真做好裝置設(shè)備、管線的定期、定點(diǎn)測(cè)厚工作，尤其對(duì)裝置的高溫、含硫管線定期進(jìn)行普查和測(cè)厚，加強(qiáng)高溫重油管線的測(cè)厚工作，認(rèn)真做好介質(zhì)成分、操作溫度、腐蝕速度的記錄，并定期進(jìn)行腐蝕檢查和監(jiān)測(cè)。

5）裝置內(nèi)高溫重點(diǎn)關(guān)鍵部位，例如常減壓轉(zhuǎn)油線、塔底抽出等部位安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)、并將檢測(cè)點(diǎn)導(dǎo)入DCS系統(tǒng)內(nèi)，專人定期對(duì)裝置內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行分析，摸索腐蝕變化的規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)生產(chǎn)操作。