化工裝置腐蝕特點(diǎn)及快速評(píng)估防治

劉偉 劉浚哲

陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710300

隨著我國(guó)石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，化工裝置生產(chǎn)過(guò)程中管道普遍存在腐蝕現(xiàn)象，尤其是在化工裝置中，其伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕、酸性氣體等，容易給管道造成比較明顯的外部腐蝕[1-3]。

1 化工裝置腐蝕事故分析

1.1 事故經(jīng)過(guò)

2019年8月29日上午9時(shí)許，寧夏吳忠市中衛(wèi)工業(yè)園區(qū)聯(lián)合新澧化工有限公司發(fā)生一起煤氣爐爆炸事故，造成4人死亡，3人受傷。事故原因?yàn)?號(hào)煤氣發(fā)生爐長(zhǎng)期停用，裝置腐蝕嚴(yán)重，8月28日重新啟動(dòng)過(guò)程中煤氣爐排污閥泄漏，造成夾套嚴(yán)重缺水、內(nèi)壁溫度過(guò)高，在為夾套補(bǔ)水時(shí)發(fā)生劇烈汽化、夾套鍋爐爆炸，導(dǎo)致周邊檢修人員嚴(yán)重傷亡。站內(nèi)崗位員工在加熱爐點(diǎn)爐過(guò)程中發(fā)生了一起閃爆事故，造成1人輕傷。一是違章作業(yè)，崗位員工未按照加熱爐“先通風(fēng)后點(diǎn)火”的點(diǎn)爐操作規(guī)程。尤其是在用爐停爐后二次點(diǎn)爐前，在未通風(fēng)的情況下，直接點(diǎn)爐作業(yè)造成加熱爐爐膛閃爆[4-8]。二是爐膛存有凝液。氣液分離器未及時(shí)排液，且氣液分離器至加熱爐供氣管線未設(shè)計(jì)排凝液流程，凝液經(jīng)供氣管線進(jìn)入爐膛。

圖1 化工裝置腐蝕事故現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 化工裝置爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)圖

2 化工裝置的腐蝕特點(diǎn)

由于石油化工裝置在檢修中存在一些不規(guī)范的操作，可能會(huì)將一些腐蝕性介質(zhì)沾上管道，且日常生產(chǎn)環(huán)境可能伴隨著高溫、低溫、高鹽、潮濕等，因而對(duì)管道外部也存在一定的腐蝕影響，比如產(chǎn)生：外部腐蝕減薄、環(huán)境開(kāi)裂等。另外，內(nèi)部介質(zhì)的影響也不容忽視，也存在著腐蝕問(wèn)題，并且由于不可見(jiàn)，反而會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果，管道的內(nèi)部腐蝕主要產(chǎn)生以下危害[8-13]。

圖3 化工裝置擋流板腐蝕圖

3 化工裝置的的腐蝕類型

化工裝置的的腐蝕類型主要以金屬的電化學(xué)腐蝕為主，金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過(guò)程由下列三個(gè)環(huán)節(jié)組成：在陽(yáng)極，金屬溶解，變成金屬離子進(jìn)入溶液中：Me→Men＋＋ne（陽(yáng)極過(guò)程）。

圖4 化工裝置表面垢樣腐蝕的XRD譜圖

四 化工裝置腐蝕的技術(shù)方面防范措施

4.1 化工裝置陰極保護(hù)防腐蝕措施

陰極保護(hù)是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)有效的防腐措施。陰極保護(hù)系統(tǒng)分為外電流型和犧牲陽(yáng)極型。對(duì)于大型工程項(xiàng)目，通常使用外部電流。為了保護(hù)復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)，必須使用犧牲陽(yáng)極。在低導(dǎo)電性介質(zhì)中，通常使用外加電流。在有雜散電流的區(qū)域，當(dāng)管道和地面之間的電位波動(dòng)較大時(shí)，不應(yīng)使用犧牲陽(yáng)極。

圖5 化工裝置表面垢樣腐蝕的FT-IR譜圖

4.2 犧牲陽(yáng)極防腐措施

鎂陽(yáng)極適用于電阻率高的土壤，當(dāng)土壤（或水）電阻率小于100Ω·m，pH值不大于4時(shí)不應(yīng)使用，在交流干擾區(qū)應(yīng)用鎂陽(yáng)極時(shí)應(yīng)注意其電位穩(wěn)定性，防止極性反轉(zhuǎn)。鋁陽(yáng)極一般不用于土壤中，當(dāng)土壤中氯離子濃度高時(shí)，或在油田污水環(huán)境中使用。

4.3 增加緩蝕劑防腐措施

緩蝕劑保護(hù)是控制金屬腐蝕的重要措施。當(dāng)使用緩蝕劑保護(hù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)中與介質(zhì)接觸的所有金屬體都可以得到保護(hù)，這是任何其他防腐措施都無(wú)法比擬的。由于腐蝕介質(zhì)的多樣性和復(fù)雜性，緩凝劑保護(hù)的應(yīng)用具有嚴(yán)格的選擇性。

5 化工裝置腐蝕的管理方面防范措施

5.1 扎實(shí)培訓(xùn)，人人過(guò)關(guān)

強(qiáng)化安全培訓(xùn)，提升員工安全素質(zhì)。加強(qiáng)對(duì)員工的制度、規(guī)程、危化品特性及事故案例教育培訓(xùn)，提升員工能力意識(shí)與安全能力。生產(chǎn)單位全面進(jìn)入冬季生產(chǎn)，生產(chǎn)場(chǎng)所的加熱爐全部點(diǎn)爐運(yùn)行，生活場(chǎng)所正在逐步有序點(diǎn)爐，針對(duì)事故教訓(xùn)，在加熱爐點(diǎn)爐及檢維護(hù)作業(yè)過(guò)程中，我們要做到：扎實(shí)培訓(xùn)，人人過(guò)關(guān)，開(kāi)展對(duì)加熱爐、自動(dòng)燃燒器、連鎖保護(hù)裝置、簡(jiǎn)易火嘴的檢查和點(diǎn)爐操作規(guī)程的重點(diǎn)培訓(xùn)；同時(shí)，開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)操作考核，做到人人過(guò)關(guān)，不漏一人。系統(tǒng)檢查，確認(rèn)到位，按照《啟動(dòng)前安全檢查管理規(guī)范》，制定檢查表，點(diǎn)爐前對(duì)加熱爐液位計(jì)、溫度表、壓力表、調(diào)壓閥、過(guò)濾器等附件，以及各油、氣、水管網(wǎng)連接部位、供配電系統(tǒng)等進(jìn)行全面的檢查，確保可靠；對(duì)長(zhǎng)期停用設(shè)備、初次啟用的，要按照《關(guān)于嚴(yán)格落實(shí)加熱爐首次點(diǎn)爐作業(yè)許可管理要求的通知》要求，執(zhí)行作業(yè)許可。

5.2 嚴(yán)格管理，控制過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)

一是嚴(yán)格落實(shí)巡回檢查制度，每2小時(shí)排放氣液分離器積液，及時(shí)監(jiān)控和維護(hù)疏水閥，確保冬季疏水閥運(yùn)行良好；二是定期檢查和清理燃油、燃?xì)膺^(guò)濾器和火嘴。打開(kāi)管線前必須停爐，關(guān)閉分離器至加熱爐供氣閥門，放空處距離加熱爐燃燒器處不少于15米；三是嚴(yán)格落實(shí)檢維修作業(yè)許可制度，針對(duì)具體工作，開(kāi)展工作前風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、防范措施制定和現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，控制作業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

5.3 遵守規(guī)程，依規(guī)操作

加熱爐意外熄火后，必須按照“先通風(fēng)后點(diǎn)火”的要求，保證足夠的通風(fēng)時(shí)間，防止回火或閃爆。完善工藝，改造設(shè)備，一是伴生氣含量較大的場(chǎng)站，充分論證氣液分離器匹配能力，提高分離效果，提升燃?xì)赓|(zhì)量；二是繼續(xù)推進(jìn)自動(dòng)排液疏水閥、聯(lián)鎖保護(hù)切斷裝置、電子點(diǎn)火工藝技術(shù)改造，提升設(shè)備本質(zhì)化安全水平。一是將伴生氣處理裝置所有排污點(diǎn)全部接入密閉排污系統(tǒng)，并安裝可靠的排污控制閥；二是按照《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50074）等相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)裝置等電位跨接、靜電接地進(jìn)行排查，對(duì)虛接、缺少的問(wèn)題及時(shí)整改。

5.4 加強(qiáng)運(yùn)行管理，確保裝置安全受控

一是完善管理制度和操作規(guī)程，強(qiáng)化制度規(guī)程落實(shí)；二是加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與控制，員工參與對(duì)本崗位的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，清楚安全風(fēng)險(xiǎn)，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)管控措施，堅(jiān)決杜絕“三違”現(xiàn)象；三是嚴(yán)控液烴在管道內(nèi)的流速，進(jìn)行日常排污操作時(shí)必須消除人體靜電，防止靜電的產(chǎn)生和聚集。站內(nèi)管網(wǎng)采用玻璃鋼等非金屬管材；堅(jiān)持密閉隔氧技術(shù)；堅(jiān)持加藥殺菌緩蝕技術(shù)；嚴(yán)格清污分注，減少垢的形成；使用耐高溫氧化合金制造加熱盤管；縮短流程，減少污水在站內(nèi)停留時(shí)間；儲(chǔ)罐采用涂料和犧牲陽(yáng)極聯(lián)合保護(hù)。

5.5 加強(qiáng)安全排查整治，消除安全事故隱患

相關(guān)企業(yè)要嚴(yán)格按照《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)重大隱患判定標(biāo)準(zhǔn)》《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查治理導(dǎo)則》《淘汰落后危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)工藝技術(shù)設(shè)備目錄（第一批）》《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全分類整治目錄（2020年）》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開(kāi)展日常隱患排查治理，對(duì)排查出的隱患按照“五到位”（整改措施、責(zé)任、資金、時(shí)限和預(yù)案到位）進(jìn)行整改銷項(xiàng)，堅(jiān)決杜絕安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

5.6 加強(qiáng)應(yīng)急體系建設(shè)，提高應(yīng)急處置能力

一是進(jìn)一步完善應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急處置措施（處置卡），提升處置措施的實(shí)用性、可操作性和有效性；二是加強(qiáng)對(duì)員工的應(yīng)急培訓(xùn)，每月至少組織一次應(yīng)急處置演練，提升員工對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力，能夠快速、有效處置突發(fā)事件。

6 結(jié)論

介紹了化工廠腐蝕的特點(diǎn)和類型，并從材料選擇、防腐處理、運(yùn)行維護(hù)等方面分析了相應(yīng)的防腐措施。結(jié)合化工廠的一些特點(diǎn)，建議在化工廠建設(shè)和設(shè)計(jì)之初應(yīng)考慮管道的合理布局，并加強(qiáng)材料使用管理。分析了各石化裝置的不同特點(diǎn)，合理確定了裝置外腐蝕的影響因素，并對(duì)在用裝置采取了防腐措施。