石油化工企业常减压装置设备腐蚀机理和腐蚀现状分析

张 琪，王兆军

（1.临沂金信企业管理咨询有限公司，山东 临沂 273400；2.费县应急管理局，山东 临沂 273400）

1 常减压装置防腐蚀机理分析

1.1 设备管线高温环烷酸腐蚀

设备管线高温环烷酸腐蚀主要腐蚀物为环烷酸，其主要存在于柴油、重油和蜡油，以及酸值较高的原油中，并且其酸值越高环烷酸的含量就越高[1-2]。环烷酸是由硫醇、脂肪酸等有机酸性物的混合物，其可以直接与设备金属表面发生反应，与铁或硫化铁反应直接生成烷酸铁，其产物属于油溶物可以溶解在产品油中，是装置设备不断受到腐蚀而暴露，腐蚀设备表面会形成清洗的边缘轮廓腐蚀坑。

1.2 设备管线高温硫腐蚀

高温硫腐蚀是常减压装置管线设备常见的腐蚀机理，腐蚀温度区间发生在240～500 ℃，在480 ℃左右硫腐蚀尤为严重。高温硫腐蚀受到常减压装置加工原料中的硫化氢、单质硫等含硫活性物质的影响，高温硫腐蚀对设备管道腐蚀主要变现为产生FeS 物质，使设备管线变薄，产生的H2会使FeS 保护膜变得多孔、疏松[3]。高温硫腐蚀主要受到设备材质、介质流速、工作温度、工作压力、硫化氢浓度等因素的影响，其所造成的的腐蚀通常为均匀腐蚀，而在设备介质流速较低的部位腐蚀形貌一般为较为尖锐的空洞。

2 常减压装置检维修腐蚀状况分析

2.1 冷换设备检维修腐蚀状况分析

1）为防止换热器管束出现大面积泄漏而导致管束采购预定周期长的问题，提前对脱前换热器及部分水冷器进行提前试压，经打压发现Ⅱ套减顶II 级冷凝器、含盐污水换热器（东）出现泄漏问题，后及时联系协理公司协助堵漏，两台管束堵漏各一根，其他换热器打压全部合格。

2）更换两套装置风险高的管束16 台，其中Ⅰ套更换了减顶循-原油换热器AB、常一中—原油换热器AB、渣油Ⅳ级换热器AB、常顶Ⅰ级冷凝器、减顶Ⅰ级冷凝器共8 台换热器管束进行更换；Ⅱ套更换了原料油—减二线换热器、原料-常顶循换热器A、原料油-减渣Ⅲ换热器、原料油-减二线及回流换热器、常顶Ⅱ级冷凝器（东）、减一换热器、常一中换热器A、B共8 台管束进行更换，更换了减顶Ⅲ级冷凝器的壳体。

3）拆解换热器封头及管箱封头拆卸后，对内部腐蚀情况进行检查，腐蚀情况主要集中在水冷器管箱，尤其是Ⅰ套装置部分水冷器管箱分程隔板减薄50%以上，采用局部更换的方式对Ⅰ套腐蚀减薄严重的3 台水冷器管箱分程隔板进行修复。

4）常I 常Ⅱ空冷器共计8 台，两套空冷管束都存在列管内壁附着较多硫化亚铁，造成列管局部堵塞，经过彻底清洗全部打压合格后回装。拆检空冷时发现Ⅰ套空冷入口管线法兰颈部腐蚀较为严重，原壁厚7 mm，最薄点不足3 mm，本次全部进行了更换处理。

2.2 塔器容器检维修腐蚀状况分析

塔器容器隐蔽工程检查属于检修的重点工作，越早完整的检查问题所在，越早明确整个检修内容，检修前期车间就向塔器容器检修项目倾斜，优先做好进入受限空间的准备工作，第一时间进入检查，按照重要程度依次对设备进行检查。

1）常减压装置Ⅰ套减压塔内封头腐蚀出现蜂窝状小孔、减压塔上部碳钢段出现大面积的腐蚀情况但减薄不严重、减三减四段挡液板出现局部腐蚀穿透、减压过汽化油段分布器变形、脱落严重、减四段和过汽化油段填料出现大面积的坍塌和腐蚀、减底五层塔盘因受冲击，出现大面积的变形和脱落[4-5]。对这几段的内件进行了维修和更换。常减压装置Ⅱ套减压塔情况相比Ⅰ套情况较好，除减四段填料腐蚀严重进行了更换外，仅部分紧固件脱落进行了更换。

2）常减压装置Ⅰ套常压塔检查情况良好，仅局部浮阀及卡子脱落、塔内杂质需清理，Ⅱ套常压塔上部检查发现腐蚀情况较为严重，结晶盐和塔壁的片状锈蚀较为严重，常顶循、常一段的受液管和降液槽出现不同程度的腐蚀减薄情况，尤其常顶循出现腐蚀穿透情况。两套汽提塔、闪蒸塔检查情况良好，仅常一汽提内部锈蚀较多。

3）常减压装置Ⅰ套电脱系统检查发现，64 个绝缘吊挂、4 根高压电引入棒爬电严重。Ⅱ套电脱系统32根绝缘吊挂、4 根高压电引入棒爬电严重需要更换。

4）减顶污油罐、电脱污油分液罐腐蚀较为严重，测厚发现减薄情况不明显，仅进行了清理维护。

2.3 加热炉检维修腐蚀状况分析

1）常减压装置Ⅰ套为了增加空气预热器热烟与冷风的换热效果，空预器将原来底部500 根无缝光管更换为翅片扰流子[6]。常减压装置Ⅱ套对空预器漏风问题进行了排查，检查出铸铁段东西侧立柱出现约8处焊接缺陷，进行了修补。

2）两套常减压装置装置叶轮、涡壳等易腐蚀部位进行喷涂防腐涂料。常减压装置Ⅰ套引风机因风量不足进行了更换。

3）两套常减压装置装置辐射室顶保温都有不同程度损坏情况，Ⅰ套整体更换为喷涂保温料；常减压装置Ⅱ套进行了局部岩棉修补。

4）外协炉管专业检测队伍对加热炉炉管进行全方位的检测，其中检查两套加热炉出口炉管都有不同程度腐蚀，其中Ⅱ套常压炉出口炉管腐蚀情况严重，更换了出口2 根炉管。

2.4 管道测厚腐蚀状况分析

1）管道检修外聘专业测厚专业技术人员对管线进行测厚，其中Ⅰ套检测管道42 条，检测问题管件共13 个，具体为：空冷出口45°弯头、常顶循入口三通、减三泵出口弯头、减二中泵入口弯头、渣油I 级换热器A 付线三通，减顶油气线弯头[7]。

2）Ⅱ套常减压装置检测管道39 条，检测问题管件共9 个，具体为：减底泵8#/9#弯头、常二中29#弯头、常底西泵出口2#弯头、Ⅰ闪泵入口5#弯头、常二抽出9#弯头、常二馏出3#弯头、减二冷回流32#弯头、常二气相返塔4#弯头、减三冷回流弯头。检测整体减薄管线2 条，减三抽出至减三Ⅰ级换热器管线、减四线抽出至热回流返塔管线。

3 装置检维修过程中安全和环保管理措施

3.1 检维修停工安全管理措施

为顺利的完成装置大修，针对往年检修中易发的违章行为，制定《检修安全环保目标责任书》、《往年检修考核汇总》对以往易发的违章现象和考核细则进行规定并向各施工单位进行告知[8]。各施工队伍明确安全告知内容后，依次签订检修目标责任书，按照检修安排，进行现场培训。检修伊始，车间管理人员根据每天检修重点通过《安全晨会》的形式对安全环保注意事项、公司领导要求、前一日施工违章情况对所有参与检修人员进行总结宣贯，每日检修会通过照片投影的方式对各检修单位及车间项目组成员进行通报批评[9]。通过不同形式的安全警示教育，让检修人员明确装置风险及如何自我保护、明确公司和车间的安全管理制度、明确施工违章的危害及处罚规定，提高其安全意识，增强其辨识风险和规避风险的能力。

特殊作业票证办理是检修作业实施的第一步，针对检修特殊票证多且难以管理的情况，成立了大修票证小组，深入检修现场，提升票证与现场符合性及合理性，保障票证及时开具。将《票证模板》、《临时用电清单》、《安全培训编号》张贴于开票区，提高票证开具正确性和效率；制定开票时间节点清单，提高开票效率[10-11]。针对风险较高的特殊作业进行重点管控，如：受限空间人孔，悬挂告知牌，包括受限名称、开孔时间、危害因素、负责人等内容都有所告知；动火集中区域，悬挂非施工人员禁止进入动火区牌等；后期随着施工人员较多，在平台楼梯间等位置悬挂安全出口导向标识，确保在发生紧急情况时能够有效找到撤离出口；氧气、乙炔瓶防晒罩张贴气瓶距离相关要求，时刻给人提醒。

检修人员高峰期加大现场监察频次和范围，对现场违章贯彻执行“零容忍”；对于现场违章先纠正后处罚，并通过晨会与晚会进行现场通报，对于频发发生违章行为的施工单位进行重新培训上班，通过管控重点作业、管控重点时段、管控重点人员、管控重点区域的方式，为安全、环保顺利完成大修提供了依托。

3.2 检维修停工环保处理措施

装置停工期间生产技术人员制定了详细可行的停工方案，并以《停工进度图表》、《停工每班工作清单》明确阶段工作任务节点，车间管理人员中夜班跟班加强监督。但装置停工时蒸汽管网压力较低，平均低于0.7 MPa，造成部分换热器及管线吹扫不彻底，为后续的检修及现场安全带来较大的难度及风险。常减压装置吸取以往经验教训，通过避让公司大面积吹扫期、分段吹扫等有效措施，吹扫情况比以往更彻底。常减压装置停工期间进行了VOCS 治理和减压塔、塔顶污油罐的《硫化亚铁钝化处理》，通过与往年情况比对，停工过程的异味基本消除，而经过钝化处理的设备也通过了高温天气的考验，效果比较显著。

4 常减压装置防腐蚀控制建议

常减压装置原设计为加工蓬莱19-3 低硫环烷中间基原油，随着加工原油利润的下滑，而加工高硫、高酸、高盐的劣质油对公司经济效益提高明显，近些年常减压装置加工的原油多为高硫、高酸、高盐原油，而加工这些原油对设备、管道腐蚀加剧的情况比较严重，尤其在减压塔、减压塔侧线220 ℃以上高温重油部位腐蚀比较明显，严重影响装置安全生产。通过设备腐蚀机理，结合重油装置历年的设备故障事件及近些年检修情况，分析出部分装置设备防腐蚀的建议。

1）加强设备防腐应从源头降低设备腐蚀率，常减压装置主要的“一脱三注”等措施，目前重油两套只有Ⅱ套能做到“一脱三注”。远远达不到工艺防腐的要求，根据生产情况重新完善和调整工艺防腐流程，达到防腐目的。

2）在偏离设计要求的管线未得材质升级前，可在高温环烷酸腐蚀区域的碳钢管线抽出口部位，注入高温缓蚀剂，可以有效的减缓减一中等管线的腐蚀。

3）据工艺介质温度升级设备材质，对腐蚀速率过快的设备管线，综合安全、成本、寿命等因素适时升级腐蚀过快的设备及管线，达到生产需求。

4）认真做好装置设备、管线的定期、定点测厚工作，尤其对装置的高温、含硫管线定期进行普查和测厚，加强高温重油管线的测厚工作，认真做好介质成分、操作温度、腐蚀速度的记录，并定期进行腐蚀检查和监测。

5）装置内高温重点关键部位，例如常减压转油线、塔底抽出等部位安装监测点、并将检测点导入DCS系统内，专人定期对装置内介质进行分析，摸索腐蚀变化的规律，并以此为基础指导生产操作。