化工装置腐蚀特点及快速评估防治

刘伟 刘浚哲

陕西国防工业职业技术学院 陕西 西安 710300

随着我国石油化工行业的不断发展，化工装置生产过程中管道普遍存在腐蚀现象，尤其是在化工装置中，其伴随着高温、低温、高盐、潮湿、酸性气体等，容易给管道造成比较明显的外部腐蚀[1-3]。

1 化工装置腐蚀事故分析

1.1 事故经过

2019年8月29日上午9时许，宁夏吴忠市中卫工业园区联合新澧化工有限公司发生一起煤气炉爆炸事故，造成4人死亡，3人受伤。事故原因为2号煤气发生炉长期停用，装置腐蚀严重，8月28日重新启动过程中煤气炉排污阀泄漏，造成夹套严重缺水、内壁温度过高，在为夹套补水时发生剧烈汽化、夹套锅炉爆炸，导致周边检修人员严重伤亡。站内岗位员工在加热炉点炉过程中发生了一起闪爆事故，造成1人轻伤。一是违章作业，岗位员工未按照加热炉“先通风后点火”的点炉操作规程。尤其是在用炉停炉后二次点炉前，在未通风的情况下，直接点炉作业造成加热炉炉膛闪爆[4-8]。二是炉膛存有凝液。气液分离器未及时排液，且气液分离器至加热炉供气管线未设计排凝液流程，凝液经供气管线进入炉膛。

图1 化工装置腐蚀事故现场图

图2 化工装置爆炸事故现场图

2 化工装置的腐蚀特点

由于石油化工装置在检修中存在一些不规范的操作，可能会将一些腐蚀性介质沾上管道，且日常生产环境可能伴随着高温、低温、高盐、潮湿等，因而对管道外部也存在一定的腐蚀影响，比如产生：外部腐蚀减薄、环境开裂等。另外，内部介质的影响也不容忽视，也存在着腐蚀问题，并且由于不可见，反而会产生更为严重的后果，管道的内部腐蚀主要产生以下危害[8-13]。

图3 化工装置挡流板腐蚀图

3 化工装置的的腐蚀类型

化工装置的的腐蚀类型主要以金属的电化学腐蚀为主，金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用而引起的，这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。电化学腐蚀过程由下列三个环节组成：在阳极，金属溶解，变成金属离子进入溶液中：Me→Men＋＋ne（阳极过程）。

图4 化工装置表面垢样腐蚀的XRD谱图

四 化工装置腐蚀的技术方面防范措施

4.1 化工装置阴极保护防腐蚀措施

阴极保护是国内外公认的经济有效的防腐措施。阴极保护系统分为外电流型和牺牲阳极型。对于大型工程项目，通常使用外部电流。为了保护复杂的金属结构，必须使用牺牲阳极。在低导电性介质中，通常使用外加电流。在有杂散电流的区域，当管道和地面之间的电位波动较大时，不应使用牺牲阳极。

图5 化工装置表面垢样腐蚀的FT-IR谱图

4.2 牺牲阳极防腐措施

镁阳极适用于电阻率高的土壤，当土壤（或水）电阻率小于100Ω·m，pH值不大于4时不应使用，在交流干扰区应用镁阳极时应注意其电位稳定性，防止极性反转。铝阳极一般不用于土壤中，当土壤中氯离子浓度高时，或在油田污水环境中使用。

4.3 增加缓蚀剂防腐措施

缓蚀剂保护是控制金属腐蚀的重要措施。当使用缓蚀剂保护时，整个系统中与介质接触的所有金属体都可以得到保护，这是任何其他防腐措施都无法比拟的。由于腐蚀介质的多样性和复杂性，缓凝剂保护的应用具有严格的选择性。

5 化工装置腐蚀的管理方面防范措施

5.1 扎实培训，人人过关

强化安全培训，提升员工安全素质。加强对员工的制度、规程、危化品特性及事故案例教育培训，提升员工能力意识与安全能力。生产单位全面进入冬季生产，生产场所的加热炉全部点炉运行，生活场所正在逐步有序点炉，针对事故教训，在加热炉点炉及检维护作业过程中，我们要做到：扎实培训，人人过关，开展对加热炉、自动燃烧器、连锁保护装置、简易火嘴的检查和点炉操作规程的重点培训；同时，开展现场操作考核，做到人人过关，不漏一人。系统检查，确认到位，按照《启动前安全检查管理规范》，制定检查表，点炉前对加热炉液位计、温度表、压力表、调压阀、过滤器等附件，以及各油、气、水管网连接部位、供配电系统等进行全面的检查，确保可靠；对长期停用设备、初次启用的，要按照《关于严格落实加热炉首次点炉作业许可管理要求的通知》要求，执行作业许可。

5.2 严格管理，控制过程风险

一是严格落实巡回检查制度，每2小时排放气液分离器积液，及时监控和维护疏水阀，确保冬季疏水阀运行良好；二是定期检查和清理燃油、燃气过滤器和火嘴。打开管线前必须停炉，关闭分离器至加热炉供气阀门，放空处距离加热炉燃烧器处不少于15米；三是严格落实检维修作业许可制度，针对具体工作，开展工作前风险识别、防范措施制定和现场检查确认，控制作业过程动态风险。

5.3 遵守规程，依规操作

加热炉意外熄火后，必须按照“先通风后点火”的要求，保证足够的通风时间，防止回火或闪爆。完善工艺，改造设备，一是伴生气含量较大的场站，充分论证气液分离器匹配能力，提高分离效果，提升燃气质量；二是继续推进自动排液疏水阀、联锁保护切断装置、电子点火工艺技术改造，提升设备本质化安全水平。一是将伴生气处理装置所有排污点全部接入密闭排污系统，并安装可靠的排污控制阀；二是按照《石油库设计规范》（GB 50074）等相关规范要求，对装置等电位跨接、静电接地进行排查，对虚接、缺少的问题及时整改。

5.4 加强运行管理，确保装置安全受控

一是完善管理制度和操作规程，强化制度规程落实；二是加强风险辨识与控制，员工参与对本岗位的安全风险辨识，清楚安全风险，落实风险管控措施，坚决杜绝“三违”现象；三是严控液烃在管道内的流速，进行日常排污操作时必须消除人体静电，防止静电的产生和聚集。站内管网采用玻璃钢等非金属管材；坚持密闭隔氧技术；坚持加药杀菌缓蚀技术；严格清污分注，减少垢的形成；使用耐高温氧化合金制造加热盘管；缩短流程，减少污水在站内停留时间；储罐采用涂料和牺牲阳极联合保护。

5.5 加强安全排查整治，消除安全事故隐患

相关企业要严格按照《危险化学品企业重大隐患判定标准》《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录（第一批）》《危险化学品企业安全分类整治目录（2020年）》等标准规范开展日常隐患排查治理，对排查出的隐患按照“五到位”（整改措施、责任、资金、时限和预案到位）进行整改销项，坚决杜绝安全生产事故发生。

5.6 加强应急体系建设，提高应急处置能力

一是进一步完善应急预案和应急处置措施（处置卡），提升处置措施的实用性、可操作性和有效性；二是加强对员工的应急培训，每月至少组织一次应急处置演练，提升员工对突发事件的应急处置能力，能够快速、有效处置突发事件。

6 结论

介绍了化工厂腐蚀的特点和类型，并从材料选择、防腐处理、运行维护等方面分析了相应的防腐措施。结合化工厂的一些特点，建议在化工厂建设和设计之初应考虑管道的合理布局，并加强材料使用管理。分析了各石化装置的不同特点，合理确定了装置外腐蚀的影响因素，并对在用装置采取了防腐措施。