石油化工靜設備泄漏原因與控制對策探析

李博文，王斯旋

（1.大慶石化公司；2.大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163000）

現(xiàn)如今，全世界都在對新能源技術(shù)進行大力的研發(fā)投入，甚至一些企業(yè)對新能源技術(shù)的研發(fā)與利用投入也是巨大的，比如，新能源汽車的研發(fā)、核能發(fā)電站的修建以及風力發(fā)電廠的建立等，都是對新能源技術(shù)的研究與探索。可是無論新能源技術(shù)得到怎樣的發(fā)展，目前，我們使用最廣泛的能源依舊是石油、煤炭等這些不可再生能源，并且石油作為重要的儲備能源，對社會的發(fā)展具有巨大的影響，但是，就目前石油化工企業(yè)的發(fā)展情況來看，石油靜設備的泄漏問題是制約石油化工企業(yè)發(fā)展的一個重要因素。

1 石油化工靜設備的運行特點

人們對石油資源的需求日漸增大，哪怕石油的價格在不斷地上漲，人們對石油的需求也不會減少，可以說，石油已經(jīng)是人類生活以及工業(yè)中必不可少的資源了。石油化工企業(yè)應用在石油采集中的設備主要可以分為2類，一類是石油化工動設備，如，特護機組、壓縮機等，這些設備主要是用于石油的采集；另一類則是石油化工靜設備，石油化工靜設備的主要作用就是石油原油反應、換熱降溫、原油分離以及石油儲存，其中所包含的設備有管道、爐子、反應塔等。

1.1 石油化工靜設備的工作具有復雜性

在石油化工企業(yè)進行石油的采集過程中，會用到大量的石油靜設備，這一過程中所用到的石油靜設備的種類繁多功能也是十分的齊全，這是為了滿足不同條件對石油的采集。大部分石油靜設備的作用都為了運輸或儲存等，在石油采集與煉制的過程中使用的較為普遍，但是，這些石油靜設備所連接的結(jié)構(gòu)錯綜復雜，而連接各個設備的管道更是不計其數(shù)，并且設備還需要維持高速運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，因此石油的滴漏會經(jīng)常性地發(fā)生。石油化工中所用到的靜設備并不是單純的指某一設備，而是一個錯綜復雜的設備集合體，石油靜設備的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分復雜，同時，還需要維持這高速運轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，這就使得整套設備在運轉(zhuǎn)的過程中非常容易受到各種原因的干擾。

1.2 石油化工靜設備的工作具有系統(tǒng)性

石油化工企業(yè)中靜設備的工作運行的周期較長，其間要一直持續(xù)地進行操作。石油靜設備的各部分具有著不同的功能、性質(zhì)以及運作方式，同時，不同部分的重要程度也不相同，各部分設備所需組件需要進行標準化、模塊化的設計，并且石油靜設備在工作生產(chǎn)的過程中，每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是一環(huán)扣一環(huán)的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響設備的整體運作。因此，需要對每臺石油靜設備、每個零件進行仔細認真的檢測，同時，在設備工作運行時還要一直進行監(jiān)測，確保整個石油靜設備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，如果在設備運行的時候發(fā)現(xiàn)了問題，一定要及時地進行處理，否則，就有可能造成極大的損失。

1.3 石油化工行業(yè)具有一定的危險性

在應用石油化工靜設備進行作業(yè)時，具有一定的危險性。在操作石油靜設備對原油進行提煉的過程中是十分危險的，因為原油中含有較多的腐蝕性物質(zhì)、有毒物質(zhì)以及易燃易爆物質(zhì)，在將原油送入汽化爐內(nèi)進行汽化分離時，會產(chǎn)生大量的可燃性氣體，如果在操作的過程中出現(xiàn)失誤，有可能會使氣體燃燒進而使得汽化爐發(fā)生爆炸，這樣不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，還有可能會造成嚴重的安全事故。利用石油靜設備對原油進行提煉是一個非常復雜的過程，其中會用到聚合反應、氧化反應以及汽化反應等一系列的化學或物理變化，有一些反應是非常危險的。石油在采集提煉過程中，所用到的設備有一些是巨大的，并且生產(chǎn)所需的環(huán)境要始終維持著高壓、高溫的狀態(tài)，這樣才能將原油順利地進行提煉分離，因此，整個設備的運行操作過程是十分危險的，稍有不注意就有可能造成嚴重的安全事故，使人民的生命財產(chǎn)受到損害。

2 石油靜設備中換熱器的泄漏

石油靜設備在進行運轉(zhuǎn)的時候，需要長時間在高溫、高壓的環(huán)境中進行高速的運轉(zhuǎn)，這使得設備自身承受著極大的負荷，并且在對原油進行提煉的過程中還會產(chǎn)生具有腐蝕性以及易燃易爆等性質(zhì)的物質(zhì)，這些對設備都會產(chǎn)生一定的損害，使得靜設備發(fā)生泄漏。對這些造成靜設備泄漏的原因進行分類，大致可以分為腐蝕性泄漏、磨損性泄漏、靜密封失效性泄漏這3種。產(chǎn)生腐蝕性泄漏的原因一般情況下是由原油提煉過程中產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì)所造成的，如強酸、強堿以及一些強氧化劑等都會在原油提煉的過程中產(chǎn)生，并對設備造成腐蝕；而磨損性泄漏則多是由運輸過程中顆粒物對設備所造成的磨損所形成的；靜密封失效泄漏這種狀況一般是由高溫高壓的環(huán)境使設備自身的密封性失效，在設備的安裝過程中出現(xiàn)的問題沒有使設備安裝好所造成的。

通過石油化工企業(yè)對換熱器泄漏情況的統(tǒng)計進行分析，我們能夠大致了解到，換熱器產(chǎn)生泄漏的原因，大多是因為在提煉原油過程中產(chǎn)生的腐蝕物質(zhì)對列管以及管束所造成的腐蝕所造成的，腐蝕造成的泄漏占據(jù)了全部泄漏情況的80%以上。因此，我們能夠了解到不銹鋼材料所制成列管對原油提煉過程中產(chǎn)生的腐蝕物質(zhì)抵抗力較差，而這也與提煉原油使用的催化劑以及催化裝置有著一定的聯(lián)系。

在運用石油靜設備進行原油提煉過程中，所使用的催化劑都含有S—HCL—O，這對于列管材料的腐蝕性較強，并且在換熱器中存在著一定的氧氣，而氧氣的存在會加快反應的速率，使得腐蝕物質(zhì)的濃度增加，這樣就使得列管的腐蝕速度大大加快，而換熱器又需要維持長時間高強度的工作運轉(zhuǎn)，這就使得換熱器的列管破裂導致石油泄漏。因此，這是腐蝕物質(zhì)的大量產(chǎn)生以及高強度的工作運轉(zhuǎn)，使原本能正常工作的換熱器產(chǎn)生了泄漏。當然，造成腐蝕泄漏的原因也有一部分是因為在這樣高溫高壓下的環(huán)境中，氧氣與水蒸氣進入，使催化劑中的S—HCL—O反應速率加快，這就使得腐蝕物質(zhì)的產(chǎn)量增多，加快了對一些金屬部件的腐蝕，最終就會使容器密封性失效，導致石油產(chǎn)生泄漏。這類問題的解決方法多是更換部件材料或是在反應的過程中添加一些防腐劑，可是在實際應用中，在原油提煉的過程中是不可以添加防腐劑的，同時，對于部件材料的研究進展緩慢，并且對石油靜設備中的管束需求量巨大，換用更高級的材料就會提高成本，會降低石油化工企業(yè)的收益。因此，對于石油靜設備的防腐措施，在不增加成本的前提下，根據(jù)現(xiàn)有的條件，只能加強對換熱器制造、安裝以及檢查維修過程，通過提高換熱器制造以及維修質(zhì)量來對腐蝕泄漏問題進行一定程度上的控制，進而盡量減少石油泄漏情況的出現(xiàn)。

2.1 由于管束與管束板的連接問題所產(chǎn)生的泄漏

在石油靜設備中的管束與管束板間常用的連接方式有3種，分別為脹接、焊接、脹焊。這三3種連接方式所應用的位置都不同，并且每種方式作用到的連接手法也不同；在對管束進行脹接的過程中，需要注意的是對脹管率的把握，要使用脹率適宜的進行連接，一般來講，脹率在1.2%～1.8%最好，使用管材的直徑越大數(shù)值就越大，使用的管材直徑越小數(shù)值也就越小。在換熱器的生產(chǎn)過程中，對于脹管的把控是非常重要的，如果脹管率過小，就會使管束的連接不夠穩(wěn)定，還會影響換熱器的密封性，這種情況被人們稱為欠管。而脹管率過大，就會使管材的管壁變薄，無法承受高溫高壓的運作環(huán)境，更容易受到腐蝕，造成管材破裂發(fā)生泄漏問題，這種情況被稱為過脹。并且管材在脹接的過程中對溫度還有一定的要求，在脹接時環(huán)境的溫度不能低于-10℃，如果在過低的溫度環(huán)境下進行，會影響靜設備的性能，嚴重的甚至會發(fā)生管材破裂的現(xiàn)象。不過脹接這一方式還存在著一定的優(yōu)勢，在脹接的過程中不會受到溫度變化的影響，這就使這一連接方式較為理想，但是這一方式對于管束質(zhì)量以及工作經(jīng)驗的要求都比較高，在實際的管束連接過程中使用的并不多，大部分的管束與管束板的連接還是應用焊接的方式進行，但是焊接的方式也存在著較大的弊端，焊接的方式會使得焊接處存在一定的死區(qū)（間隙），并且液體在死區(qū)內(nèi)是無法流動，這就使得在焊接處極易發(fā)生腐蝕，造成石油靜設備的泄漏，而且管材在腐蝕損壞后不易更換，這就使得石油靜設備的工作效率下降，對石油化工企業(yè)的發(fā)展造成不好的影響。而脹焊結(jié)合的管束連接方式能將前兩種連接方式的優(yōu)勢進行融合，脹焊的連接方式不僅對管束的質(zhì)量要求要小，還不會對產(chǎn)生焊接死區(qū)造成嚴重的腐蝕，并且還影響后續(xù)的更換問題，這種管束連接方式能夠有效地降低石油靜設備的泄漏問題。

2.2 換熱器管束的腐蝕泄漏

管束焊縫所形成的缺陷。在對管材進行焊接時，由于焊接的管材較薄，在焊接的過程中難免會影響到管束，尤其是對一些直徑較小的管束，焊接所產(chǎn)生的影響就會更加明顯。在管束焊接的過程中，如果對焊接管縫的處理不夠細致的話就極易引發(fā)泄漏問題。

靜設備應用的管束自身的問題。大部分的管束都是經(jīng)過工廠批量生產(chǎn)的，因此在生產(chǎn)的過程中難免會有一些殘次品產(chǎn)生，例如管束表面有裂痕、有破損以及生產(chǎn)規(guī)格不達標等一系列的問題，這些存在問題的管材在被應用到石油靜設備中時，就有可能加速腐蝕物質(zhì)對管束的腐蝕，進而使得設備的密封性變差最終失效，造成石油的泄漏問題。

支持板、折流板的因素。支持板與折流板對石油靜設備泄漏主要影響在于生產(chǎn)的過程中，對于板材的加工與管孔的設計或是板材與管束之間連接的問題，尤其是那些受到板材擠壓的地方會使得管材的防腐層遭到破壞進而使得設備的密封性下降。

同時在板材的應用安裝時也有可能發(fā)生一些意外的情況，例如在吊裝過程中沒有將板材固定，使得在與管束連接的過程中產(chǎn)生滑動，進而使得管材的防腐層受損，造成石油靜設備的泄漏問題。

3 管道等設備零件的磨損泄漏

石油靜設備中的磨損泄漏主要是一些管道等零件的磨損造成的。原油在采集后就需要通過管道運輸?shù)教釤捯约皟Υ嬖O備當中去，在運輸?shù)倪^程中，原油中所含有的顆粒物就會對管道造成磨損，并且在對管道等設備零件進行安裝時，零件內(nèi)部加裝一些密封件，而顆粒物質(zhì)的磨損就會使這些密封件造成損壞，從而導致管道破裂喪失密封性，最終會造成石油靜設備的泄漏。

對于管道的接頭要注意檢查與維護，這些地方的用料較少并且還承受著較大的壓力，這就使得這些管道的接頭處極易出現(xiàn)磨損的情況，再加上石油靜設備運作時產(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境，就會使管道破裂，最終導致石油的泄漏。

4 塔、儲罐等靜設備密封件失效的泄漏

塔、儲罐等靜設備密封泄漏主要集中在密封件和焊縫處，由于長期磨損和腐蝕，再加上設備中的壓力超標、設備尺寸的偏差等因素，會使接管與殼體連接處有泄漏點，在焊縫部位出現(xiàn)微小細節(jié)裂紋，都會導致泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。

5 對于靜設備泄漏問題的控制對策

5.1 加強對設備的檢測維修力度

石油化工企業(yè)在進行石油提煉時，會使用石油靜設備，而石油靜設備在工作運轉(zhuǎn)的過程中需要維持長時間、高強度的工作狀態(tài)，這使得設備自身承受著巨大的負荷。因此，就需要加強對石油靜設備的檢測維修力度，定期地對機器設備進行檢查，在工作中發(fā)現(xiàn)問題要及時地上報維修，制定合理的檢測維修制度，對設備的零部件進行劃分，對于受損較多的部件加強檢測，預防石油靜設備發(fā)生泄漏問題。

5.2 加強施工人員的技術(shù)培養(yǎng)

在解決石油靜設備泄漏問題中，對于施工人員的培養(yǎng)是必需的，無論是管理者還是設備操作人員都必須具有極高的專業(yè)素養(yǎng)以及專業(yè)技能。因此，就需要石油化工企業(yè)加強對施工人員的培養(yǎng)，提高工作人員的技術(shù)水平，優(yōu)化人員管理結(jié)構(gòu)，組織施工人員展開定期的技能培訓以及專業(yè)技術(shù)的考核，確保每一位施工人員的專業(yè)技能達標，滿足日常的檢測維修工作。

5.3 注意設備安裝時的細節(jié)處理

對于石油靜設備來講需要極高的密封性以及防腐性。因此，在設備的安裝過程中，任何一個細小的失誤都可能造成靜設備的泄漏問題，在設備安裝時，要對所有的零部件進行檢測，全部合格后再進行安裝。在管道的焊接工作完成后要進行檢測，確保不會對管材自身的性質(zhì)造成影響，多注意一些細節(jié)性的問題處理，從而避免石油靜設備發(fā)生泄漏。

6 結(jié)語

對石油等一次性資源的使用，在未來可能會減少，但短時間內(nèi)一定無法離開對石油的使用，而石油作為不可再生資源，儲量越來越少。因此，我們只能在采集提煉的過程中盡量減少浪費，而對石油靜設備泄漏問題的研究與解決就是減少浪費，我們應當加大對于石油靜設備泄漏問題的解決方法的研究，為社會的發(fā)展貢獻力量。