緊固件在煉化裝置應用的探討

陳 罡 王 伯 張 光

（中國石油遼陽石油化纖公司建修公司 遼陽 111003）

煉化裝置系由設備經管道連接組成，而連接通常用法蘭壓緊墊片經螺栓（柱）/螺母緊固。這種法蘭接頭（包括設備或管道基體組成的連接，如機器的機殼與機蓋、容器的殼體與端蓋、人孔的法蘭與人孔蓋、管道與閥門等管件的連接接頭）用緊固件通常為碳素鋼或低合金鋼，由于沒有做防腐處理，使用中往往因腐蝕不但縮短使用壽命，而且尚造成檢維修時拆卸的困難，存在使用或檢修中的安全隱患，應引起設備與管道設計、制造安裝、使用管理及相關標準的關注。

1 緊固件應用中的問題

圖1系室內安裝的管殼式換熱器殼體與管箱連接的法蘭接頭用緊固件銹蝕形貌。查設備檔案，換熱器竣工圖的技術要求只提出“設備外表面涂防銹防腐漆”，而明細欄中螺柱選為JB/T 4707-M27×290B/40MnB，螺母選為SH3404Ⅱ-M27/35，并沒有對緊固件另提防腐要求。查螺柱與螺母標準：“緊固件應進行發藍處理”。可見，經過“發藍處理”的緊固件在室內裸露使用，也經不起“歲月磨煉”而形成銹蝕。

圖1 換熱器法蘭接頭的緊固件銹蝕形貌

圖2系室外安裝的管道法蘭接頭用緊固件銹蝕形貌。管道安裝施工圖的技術條件中也只是提出“管道外表面涂防銹防腐漆”，而對緊固件則按相應標準（“緊固件應進行發藍處理”）選購，也沒有提出防腐要求。可見，室外安裝的管道法蘭接頭用緊固件雖經過“發藍處理”，但更經不起“風吹雨打”而銹蝕嚴重。

圖2 管道法蘭接頭的緊固件銹蝕形貌

圖3系容器內檢修更換的不銹鋼管件用碳鋼緊固件銹蝕形貌。由于碳鋼緊固件銹蝕嚴重，將不銹鋼連接板損壞拆卸。

圖3 容器內不銹鋼管件用碳鋼緊固件的銹蝕形貌

從上述案例中看到，雖經“發藍處理”的緊固件，但不論是應用于室內或室外，還是用在容器外或容器內，都不同程度產生銹蝕，這不僅關系煉化裝置開工運行的安全穩定，而且更影響裝置停工檢修時的安全拆卸，都是安全隱患。

2 緊固件應用問題的探討

緊固件在煉化裝置應用中的銹蝕問題主要原因是，緊固件相關標準不夠完善并且沒有引起施工圖設計的重視。好在相關行業已經關注緊固件應用的銹蝕問題[1-3]，并且在對緊固件防腐處理的實踐中得到了可以推廣應用的成果，其中文獻[3]提出的海上油田應用緊固件的銹蝕解決方案可以借鑒。

文獻[3]在對比緊固件常用的表面防腐處理方法（鍍鎘、熱浸鍍鋅、特氟龍、達克羅等）的優缺點基礎上，采用了表面滲鋅防腐技術，經試驗評價后在海上油田推廣應用。緊固件表面滲鋅防腐技術具有以下特點：1）是一種熱擴散表面強化技術，即將滲鋅劑與緊固件置于罐中，加熱到400℃左右保溫，在緊固件表面形成滲鋅層（Zn-Fe合金層），以提高緊固件的抗氧化、耐腐蝕及耐磨性能；2）緊固件的抗斷裂載荷能力和基體硬度沒有明顯變化；3）鹽霧試驗與海上試驗表明，其耐蝕性能都優于上述防腐處理。

緊固件的相關標準應借鑒“緊固件表面滲鋅防腐技術”，完善緊固件表面處理要求，以滿足緊固件的工程應用。

設備與管道施工圖設計應關注緊固件應用中的銹蝕失效，至少用在不銹鋼元件緊固中，從避免碳鋼緊固件電偶腐蝕角度，而采用不銹鋼緊固件，以利于拆卸不銹鋼元件。在緊固件相關標準改進完善前，也應探索應用“緊固件表面滲鋅防腐技術”的可能性，與緊固件定點制造廠及用戶合力攻關，推出應用于煉化裝置防止銹蝕的緊固件。

煉化公司在注重設備與管道安全使用管理的同時，更應關注連接設備與管道組成煉化裝置的緊固件銹蝕問題，以達到煉化裝置的本質安全。

3 結束語

煉化裝置中緊固件應用的銹蝕問題應引起相關標準、施工設計、制造安裝及使用管理等各方的關注。

1）“緊固件表面滲鋅防腐技術”可以借鑒。

2）設備與管道設計應關注緊固件應用中的銹蝕失效，優先采用緊固件的防腐技術。

3）緊固件標準應完善表面處理要求，以支持工程應用。

[1]包勝軍，周萬紅，唐革新，等. 達克羅和滲鋅在橋梁支座錨固螺栓上的應用[J].涂料工業，2013，43(02)：65-67.

[2]劉嬌. 高速鐵路螺栓專用長效防腐脂的制備研究[J]. 中國新技術新產品，2016（06）：31-32.

[3]石衛國，杜貴林，陳圣乾，等. 螺栓表面滲鋅防腐新技術試驗評價及推廣應用[J]. 中國海上油氣，2014，26(06)：102-105.