停備用設(shè)備氣相防腐劑在煉化裝置防腐蝕中的應用

王 斌，李 康

(蘭州金隴鑫化工科技有限公司，甘肅 蘭州 730070)

由于生產(chǎn)計劃的調(diào)整，會出現(xiàn)部分沒有抗大氣腐蝕能力的設(shè)備停工閑置或備用，待生產(chǎn)需要時再啟用。實踐表明，這些沒有抗大氣腐蝕能力的設(shè)備在閑置期間的腐蝕比運行期間嚴重得多［1］，如不采取防腐蝕措施，會發(fā)生大規(guī)模的腐蝕或穿孔，造成設(shè)備重新啟用困難甚至過早報廢造成極大的經(jīng)濟損失。

設(shè)備停用、備用期間的腐蝕主要表現(xiàn)為兩種形式:一是垢下腐蝕，二是有氧和水分殘留在金屬表面引起的腐蝕。無論哪種形式，其實質(zhì)是金屬在有氧和水分存在的情況下，在金屬表面的缺陷處發(fā)生電化學腐蝕的過程。設(shè)備內(nèi)壁防腐蝕需要解決的問題是如何解決金屬表面不與水、氧和其他腐蝕介質(zhì)接觸，使之不能形成電解液膜，以保證金屬表面不被腐蝕。

氣相緩蝕劑技術(shù)用于閑置設(shè)備防腐蝕，與傳統(tǒng)的干燥、充氮、充油等方式相比，具有施工和啟用方便、安全長效、防腐蝕效果好、費用較低等特點，因而日益受到重視，已成為閑置設(shè)備防腐蝕的主要方法之一。基于此考慮研發(fā)了Longx-911 停備用設(shè)備氣相防腐劑和Longx-901 停備用設(shè)備氣相防腐劑(鍋爐專用)。

1 防腐蝕機理

停(備)用設(shè)備氣相防腐劑是將設(shè)備腐蝕原理、氣相緩蝕技術(shù)［2］和防腐蝕保護工藝相結(jié)合而研制成功的一款新產(chǎn)品，該產(chǎn)品在工業(yè)鍋爐［3］、塔、釜、艚、罐、管網(wǎng)、換熱器［4］及壓力容器等設(shè)備［5］停(備)用期間能起到有效的防腐蝕保護作用。停(備)用設(shè)備氣相防腐劑是一種氣相緩蝕劑它由易揮發(fā)的緩蝕性物質(zhì)和螯合除銹劑及各種添加劑組成，在常溫常壓下能自動揮發(fā)出具有緩蝕性、螯合性和堿性的氣體。防腐劑中揮發(fā)出的緩蝕性氣體，其中主要是帶有含氮基團的化合物，在被保護金屬設(shè)備的表面利用化學吸附作用形成致密的保護膜，起到隔絕空氣、水蒸氣等腐蝕性介質(zhì)與金屬基體接觸的作用，從而達到有效保護設(shè)備，防止或減緩腐蝕的目的。防腐劑中揮發(fā)出的螯合性氣體具有較強的滲透性，可以滲透到銹層和結(jié)垢層下面，與設(shè)備壁的金屬離子發(fā)生螯合作用，有效防止了銹下和垢下腐蝕，同時通過滲透和螯合作用能剝離除去部分原有銹層，可以減小銹斑面積和減少銹層厚度。防腐劑中揮發(fā)出的弱堿性氣體，能在設(shè)備內(nèi)部形成堿性環(huán)境，阻斷設(shè)備內(nèi)表面的電化學腐蝕，進而達到防腐蝕的效果。

2 用 途

(1)停(備)用設(shè)備氣相防腐劑可廣泛用于各種類型的鍋爐停備用期間的防腐蝕;

(2)停(備)用設(shè)備氣相防腐劑可廣泛用于熱力管網(wǎng)、供熱鍋爐等停(備)用期間的防腐蝕;

(3)停(備)用設(shè)備氣相防腐劑可廣泛用于化工、煉油、造紙、制藥和冶金等行業(yè)成套裝置或單臺設(shè)備停備用期間的防腐蝕;

(4)停(備)用設(shè)備氣相防腐劑可廣泛用于各種類型的鋼制容器、換熱器和管道等設(shè)備停備用期間的防腐蝕。

3 兩種型號產(chǎn)品對比

停(備)用設(shè)備氣相防腐劑兩種型號產(chǎn)品對比見表1。

表1 兩種型號產(chǎn)品對比Table 1 Comparison of two types of products

4 停(備)用設(shè)備氣相防腐劑的特點

(1)在常溫下能自動揮發(fā)，具有較高的蒸氣壓，揮發(fā)出來的氣體對金屬有緩蝕作用，從而達到防腐蝕的目的。

(2)具有較強的滲透性，能剝離原有垢層，防止和減緩垢下腐蝕，能夠提供需防腐蝕設(shè)備內(nèi)的堿性環(huán)境從而減輕設(shè)備表面的電化學腐蝕。

(3)加入了除銹劑對已銹蝕的設(shè)備起到滲透剝離和螯合作用，可除去部分原有銹層。

(4)對近距離及遠距離的金屬表面都能起到防腐蝕作用(只要揮發(fā)性氣體能到達的地方均能起到防腐蝕作用)。

(5)易溶于水，因此在防腐蝕結(jié)束時可不取出氣相防腐劑，水沖洗或者蒸汽吹掃后排出殘液即可投料生產(chǎn)。

(6)該制劑可用于電力、化工和煉油等行業(yè)成套或單個設(shè)備在停用、備用期間的防腐蝕，可解決傳統(tǒng)干燥、充氮法防腐蝕時間短及效果差，充油法缺乏安全性及經(jīng)濟性等缺點，具有經(jīng)濟、安全、方便、省時、省力和高效等特點。

5 應用實例及防腐蝕效果

中國石油獨山子石化分公司Ⅱ套催化裂化裝置于2011 年10 月22 號至2012 年4 月9 號使用停(備)用設(shè)備氣相防腐劑進行停用期間的防腐蝕作業(yè)。2011 年10 月20 號開始加入了停(備)用設(shè)備氣相防腐劑，22 號添加完畢，預計防腐期限為1 a。由于生產(chǎn)需要Ⅱ套催化裂化停用裝置需投入使用，2012 年4 月9 號打開T-201，T-302 和T-303 的人孔對防腐蝕效果進行檢驗［6］。檢驗結(jié)果如下:

(1)打開人孔觀察沒有發(fā)現(xiàn)繼續(xù)腐蝕的情況(人眼觀察);

(2)未加防腐劑以前生成的銹層在防腐劑的作用下已經(jīng)發(fā)生大面積的脫落;使用氣相防腐劑半年后在T-201 口有大片的銹層脫落，見圖1。

圖1 T-201 口銹層脫落形貌Fig.1 Layer to drop in T-201 port

(3)使用氣相防腐劑半年后，在T-302 口部分銹跡已經(jīng)消失露出了金屬本色(以上結(jié)論由加防腐劑前后的對比照片得出)，見圖2。

圖2 T-302 口銹跡消失后露出的金屬本色形貌Fig.2 Metal morphology at T-302 portion after rusty disappeqrauce

(4)設(shè)備加入停(備)用設(shè)備氣相防腐劑進行防腐蝕作業(yè)的同時進行了模擬監(jiān)測試驗，模擬監(jiān)測試驗結(jié)果顯示，添加停(備)用設(shè)備氣相防腐劑的試驗試片光亮如新沒有發(fā)生腐蝕，未添加停(備)用設(shè)備氣相防腐劑的試驗試片已經(jīng)發(fā)現(xiàn)明顯的銹跡;

(5)將懸掛于設(shè)備內(nèi)部的腐蝕試片取出發(fā)現(xiàn)光亮如新，沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕情況，稱重后沒有發(fā)現(xiàn)試片重量發(fā)生變化，防腐效果完全達到預期要求。

停(備)用設(shè)備氣相防腐劑在半年的防腐期內(nèi)阻止了Ⅱ套催化裂化裝置的進一步腐蝕并對未加防腐劑以前生成的銹層起到了一定的剝離和去除的作用，防腐蝕效果良好。2013 年中國石油化工股份有限公司荊門石化分公司1 Mt 柴油加氫裝置使用停(備)用設(shè)備氣相防腐劑進行停用期間的防腐蝕作業(yè)。2013 年4 月2 號開始加入了停備用設(shè)備氣相防腐劑，5 號已添加完畢，預計防腐蝕期限為2 a，通過設(shè)備內(nèi)部及外部的腐蝕監(jiān)測結(jié)果顯示，截止目前為止設(shè)備無腐蝕現(xiàn)象，防腐蝕效果良好。

6 結(jié)束語

通過停(備)用設(shè)備氣相防腐劑在停備用煉化設(shè)備防腐蝕中的多次實際應用，驗證了停(備)用設(shè)備氣相防腐劑在煉化停備用設(shè)備防腐蝕期內(nèi)能有效地阻止設(shè)備的進一步腐蝕并能對未加防腐蝕劑以前生成的銹層起到了一定的剝離和去除的作用，防腐蝕效果良好。

［1］張大全.大氣腐蝕和氣相緩蝕劑應用技術(shù)［J］.上海電力學院學報，2006，22 (3):273-274.

［2］何新快，陳白珍，張欽發(fā).氣相緩蝕劑的研究現(xiàn)狀與展望［J］.中國腐蝕與防護學報，2004，24 (4):245-247.

［3］劉振法，王育琳.氣相緩蝕劑用于鍋爐保養(yǎng)的研究［J］.河北省科學院學報，1996(2):33-34.

［4］張大全，高立新，周定國.氣相防銹技術(shù)及其在熱力設(shè)備停用保護中的應用［J］.腐蝕與防護，2001，22 (1):20-24.

［5］魏剛，楊民，熊蓉春.氣相緩蝕劑用于鋼制設(shè)備保護的研究［J］.腐蝕科學與防護技術(shù)，2000，12(5):269-272.

［6］危建民，陶大軍，李鶴.氣相防腐劑在煉油廠備用設(shè)備防腐中的應用［J］.石油化工腐蝕與防護，2013，30(5):58-60.