煉油廠管道保溫層下腐蝕及研究進展

陳巧蘭

【摘 要】隨著我國石油、原油進口量的增加，煉油廠已成為國內(nèi)的支柱性產(chǎn)業(yè)。原油的煉油過程中，會產(chǎn)生大量的酸性、硫化氣等腐蝕性極強的物質(zhì)，進一步加劇了管路的腐蝕速度。而碳鋼管作為管路系統(tǒng)中十分常見的材質(zhì)，在我國鋼管業(yè)具有極其重要的地位，尤其在煉油廠管道的應用上，頗顯廣泛。因此，如何做好管路的防護措施，減少管路的提前老化和腐蝕，顯得尤為重要。本文就煉油廠對保溫層以下碳鋼管的腐蝕原理展開研究，探索管路表面涂料的選擇及檢測技術的提升對減少碳鋼管腐蝕的科學性及可行性。

【關鍵詞】煉油廠;碳鋼管;保溫絕緣;管路腐蝕

前言

為了避免管道因熱脹冷縮出現(xiàn)嚴重的管裂問題，在管道的預埋時期便會對管道進行保溫和冷卻處理，而管道隔熱、保溫絕緣材料就能有效的解決管裂和腐蝕等情況的發(fā)生，避免因管路破裂或腐蝕引起的一系列泄漏或其他嚴重的安全問題。因此，保溫絕緣材料常被用于煉油廠的管道上。但是，并非增加了管路保溫絕緣，就可以確保管路不會被腐蝕，煉油廠常常因保溫層下的管路腐蝕，而不得不提高更換管路的成本，并承擔相應的安全風險。因此，就如何有效的解決保溫層下的管路腐蝕問題，本文從碳鋼管的腐蝕現(xiàn)狀、管路表面涂料的選擇及檢測方式三點進行如下分析：

一、煉油廠保溫層下碳鋼管的腐蝕現(xiàn)狀

1.1一般資料

研究對象為某煉油廠管路檢測時發(fā)現(xiàn)的遭腐蝕的碳鋼管。在該碳鋼管發(fā)生泄漏后，工作人員緊急關閉閥門，待管路壓力釋放完畢，拆除管路上的保溫絕緣層，觀測其外觀，發(fā)現(xiàn)泄漏點為管子彎頭焊縫處，存在多道裂紋且有微量變形。將彎頭拆下，進行厚度檢測，其壁厚減少了1mm。

經(jīng)現(xiàn)場勘驗后發(fā)現(xiàn)，該管路為碳鋼管，常溫下工作。在發(fā)生泄漏后，管路中的液體從裂縫中流出，將保溫絕緣浸濕，在氧氣和水溶液的相互作用下，與管路的鍍鋅層發(fā)生化學反應，從而致使管路進一步發(fā)生腐蝕。原先用于保溫隔熱的絕緣層，不僅不能有效的防止管路溫差造成開裂現(xiàn)象，還可能會加劇其腐蝕速度。

當前，保溫層下的管路腐蝕是我國大部分煉油廠所面臨的現(xiàn)狀。國內(nèi)的煉油廠通常存留大量的腐蝕檢驗數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)，可以篩選容易泄露的管路系統(tǒng)，提前檢測管路狀態(tài)，預防管路泄露。但由于各個煉油廠的數(shù)據(jù)往往過于封閉，缺乏信息的交流和共享，無法建立建全一個完整的腐蝕數(shù)據(jù)分析庫。每一個新的煉油廠的建成，通常需要為這些腐蝕買單，增加生產(chǎn)成本和安全風險。除此之外，國內(nèi)的腐蝕檢測工作依然長期處于一個停滯的階段，無法進一步優(yōu)化腐蝕檢測和預防工作。而相比于中國，國外的防腐工作就顯得更加的完善。幾乎每一個煉油廠的煉油設備都擁有成千上萬個測厚點，專人專項負責跟蹤管路狀況，能夠精準的了解腐蝕的規(guī)律性，利用完整的工藝工法最大限度的排除隱患[1]。

二、碳鋼管管路保溫絕緣層下的涂料選擇現(xiàn)狀

管道防腐是減緩或防止管道在內(nèi)外介質(zhì)的化學、電化學作用下或由微生物的代謝活動而被侵蝕和變質(zhì)的措施。用涂料均勻致密地涂敷在經(jīng)除銹的碳鋼管道表面上，使其與各種腐蝕性介質(zhì)隔絕，是管道防腐最基本的方法之一。而涂層的選擇需要結合保溫絕緣材料的特性做出相應的調(diào)整。我國絕大多數(shù)煉油廠的保溫絕緣材料通常采用復合巖棉或復合型硅酸鹽，但是這些材料不能遇水，需要嚴格控制外界環(huán)境，否則潮濕的絕緣層與管路涂料極易發(fā)生化學反應，造成管路腐蝕。碳鋼管的外表面涂層常見選擇為：環(huán)氧富鋅底漆、丙烯酸硅酮底漆和有機硅耐熱底漆。盡管富鋅底漆成本相對較低，方便施工，但是當溫度高于60℃時，且保溫層潮濕的狀態(tài)下，極易發(fā)生電化學逆轉(zhuǎn)，不僅起不到防腐的效果，還會使腐蝕更加嚴重。另外兩種底漆涂層盡管耐熱性極佳，但是使用年限較短，不能起到長期防腐的效果，造成煉油廠成本的上升。

因此，我國煉油廠雖頻繁出現(xiàn)管路腐蝕現(xiàn)象，但除了更換管路和定期檢查保溫絕緣層的潮濕狀態(tài)，加上對傳統(tǒng)涂料的使用理念根深蒂固，不愿投入更高的成本選擇新一代的涂料，造成的現(xiàn)狀往往難以改變。因此，探討和研究管路涂料的選型對煉油廠管路防腐工作具有重大的意義。

三、防腐檢測技術的研究

煉油廠的管路拆卸和檢查具有一定的危險性，而且會影響煉油廠的生產(chǎn)進度。如何能保證管路正常運作的同時，對各個管線進行防腐檢測，就顯得尤為重要。當前檢測技術主要分為兩類：脈沖漏磁技術和脈沖渦流技術[2]。

脈沖漏磁技術：對材料表面、內(nèi)部缺陷均可以檢測，尤其是對鐵磁性材料缺陷極為敏感，且在檢測時無需對工件進行清洗、打磨，也無需耦合劑，在污染條件下也可以完成對缺陷的檢測。

脈沖渦流技術：通過在線圈內(nèi)通入恒定的直流電來形成一個較為穩(wěn)定的磁場。切斷通向線圈的電流時，會形成兩個交互的磁場：其中的一次電磁場是直接從線圈中耦合形成的，二次電磁場是管路中感應出的渦流場形成的。二次電磁場則涵蓋了碳鋼管路的厚度或者缺陷等信息。通過使用適當?shù)臋z測元件和方法，對二次電磁場進行檢測，然后針對此測量信號進行數(shù)據(jù)分析，可獲得被測碳鋼管路的信息。該檢測技術特點為：檢測速度快，檢測效率高，具備多維度檢測缺陷的優(yōu)勢。

但兩者僅能檢測出管路材質(zhì)內(nèi)部的裂縫，無法對外部發(fā)生裂紋或腐蝕作出反應。在檢測管道保溫絕緣層以下的腐蝕時，具有一定的局限性。

結論

結合全文內(nèi)容，闡述了當下國內(nèi)煉油廠管路保溫絕緣層下的腐蝕現(xiàn)狀。為減少和解決管路的腐蝕問題，各煉油廠應分享管路腐蝕案例，結合實際情況，共同分析、研究造成腐蝕的原因，形成數(shù)據(jù)庫。同時，改良和改善當下管道檢測技術，以適應和滿足無損檢測要求。合理合規(guī)的選擇保溫絕緣材料和管路表面涂層，以達到最優(yōu)配置。

參考文獻

[1]曹德溟.探析煉油廠設備腐蝕機理與防護措施[J].化工管理，2018，67（1）：23-24.

[2]李強.熱力管道腐蝕影響因素及防腐策略研究[J].山西建筑，2017，67（34）：115-116.