煉油設備腐蝕與防護的管理方案

趙文宇(中石化燕山石化，北京 100000)

0 引言

煉油過程中，通過一系列的物理化學反應操作實現(xiàn)對各類油的開發(fā)，在實際的工作中能夠，對設備有著較大的影響，為保障設備的運行效果，提升煉油過程中的安全性，應加強對煉油設備的檢查和管理，提高設備防腐效果，降低設備損壞故障的可能性。相關管理人員應加強對設備腐蝕故障的重視，提高對設備的防腐管理力度，進一步保障煉油過程的安全性。

1 設備腐蝕原因

1.1 硫化物腐蝕危害

原油中含有較多的硫化物，在對原油進行處理的過程中，整體設備和原油所處的溫度在240 ℃以上，在高溫下，油中的硫化物將會直接與金屬發(fā)生反應，對設備的內壁進行腐蝕。在與金屬發(fā)生反應后，產生部分金屬離子，使整體的反應速度不斷加快，從而使設備受到腐蝕的情況逐漸加重。同時，在溫度升高到350 ℃以上時，硫化物發(fā)生反應，反應容器中產生一定量的硫和氫氣，二者在高溫環(huán)境中與金屬進行反應的過程中，使金屬內壁逐漸變得更加粗糙，進一步加快對金屬內壁的腐蝕作用，設備受到腐蝕后無法承受較大壓力，進而存在泄漏和爆炸的可能性。

為降低硫化物對設備的影響，可以對設備內壁增加隔離層，使用不易發(fā)生腐蝕的材料作為內襯，降低硫化物與其反應，提高對設備的保護效果。

1.2 氫元素腐蝕損傷

氫損傷指的是在設備使用過程中，原油中的氫離子在高溫的影響下氫原子在設備表面或滲入鋼材內部與不穩(wěn)定的碳化物發(fā)生反應生成甲烷，使鋼脫碳，至機械強度受到永久性的破壞，進而造成設備故障。氫損傷產生后可能使設備表面出現(xiàn)鼓泡發(fā)脆的現(xiàn)象，同時對設備內部的金屬結構產生破壞和影響，導致設備內部出現(xiàn)氫脆的情況，最終增大設備的安全風險。常見的氫損傷有三種情況，其一為氫原子引起的損傷，其是由于氫原子在設備的裂紋或表面聚集，逐漸使該處的設備發(fā)生脆化的現(xiàn)象，使設備發(fā)生開裂等故障。其二，氫分子導致的損傷，氫分子聚集后會使設備該處受到壓力增加，使材料在壓力等因素的影響下脆化，增加設備損壞故障的概率。其三，氫化物導致的氫損傷，該情況在煉油過程中發(fā)生概率較大。在高危條件下，氫化物與金屬發(fā)生反應，使設備表面變脆破裂，形成氫腐蝕，使設備的損壞程度較為明顯。

為降低氫腐蝕的不良影響，應盡量將內部氫化物進行去除，同時對設備內表面進行詳細檢查，確保其不含有孔隙等情況，提高整體的防護效果。

1.3 環(huán)烷酸對設備的危害

環(huán)烷酸是原油中的有機酸，在發(fā)生腐蝕后產生的物質能溶于油，在反應過程中，對設備的內壁進行腐蝕，使表面較為粗糙。在原油中，環(huán)烷酸的含量相對較大，其酸值一般大于0.5 mg KOH/g，此時能夠對設備產生較為明顯的腐蝕作用。煉油設備溫度在220 ℃以下時，環(huán)烷酸不腐蝕設備，在溫度超過220 ℃后開始腐蝕，并隨著溫度的升高腐蝕程度逐漸增加，在280 ℃時達到腐蝕性最強的階段。隨后溫度升高對腐蝕性無影響，但在350～400 ℃范圍內，設備中硫酸鐵膜在高溫環(huán)境下發(fā)生溶解，無法起到保護作用，使其腐蝕作用明顯提升[1]。此外，在煉油設備中，內部原油等材料的流速對環(huán)烷酸的腐蝕效果同樣產生影響，在一定范圍內，流速增加使其腐蝕性得到增加，同時會使腐蝕的范圍擴大，逐漸對管道和塔盤等處產生腐蝕現(xiàn)象。在煉油過程中，需要將原油通過管道輸送到不同的設備中進行反應，在蒸餾反應中，液體在設備中的流速較高，使整體的腐蝕效果加劇，增加故障危險性。

為降低環(huán)烷酸的腐蝕影響，應在高溫反應部位以及流速較大部位進行升級處理，提高其防護效果，降低對該部位的腐蝕，進而起到較強的設備保護作用。

1.4 碳酸對設備的腐蝕作用

在煉油過程中，原材料中產生一定的含碳物質。同時設備中含有大量的二氧化碳與微生物，其在一定條件下會對設備產生腐蝕作用，影響設備的安全性。二氧化碳與水反應生成碳酸，其對金屬的腐蝕作用并不強烈，但在潮濕環(huán)境下，其腐蝕作用加重，并且在微生物的作用下，能夠對設備內壁的保護膜進行腐蝕，為碳酸及其他腐蝕因素提供條件，增加整體的腐蝕效果，使設備質量受到嚴重的影響。

2 煉油設備防護管理方案

2.1 加強設備腐蝕管理

為降低煉油設備發(fā)生腐蝕故障的概率，提高對設備的保護效果，應加強對煉油設備的防護管理，相關設備維護管理人員應制定管理網絡，按照管理標準執(zhí)行檢修防護工作，提高防護管理工作的實際效率。首先，責任管理人員應協(xié)同技術人員對設備腐蝕管理工作進行探討，針對煉油設備腐蝕類型和具體情況制定各項管理措施和執(zhí)行計劃。其次，加強對設備的監(jiān)控管理力度，煉油設備運行過程中存在一定的安全隱患，使用相應的傳感器對內部空間狀態(tài)和設備運行情況進行檢查和數(shù)據(jù)收集，將收集的數(shù)據(jù)上傳到管理系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)與極限值進行對比，了解設備的運行情況，便于在故障發(fā)生前及時解決，提高設備的安全效率[2]。最后，技術維修人員應加強對自身維修管理水平的提升，及時學習現(xiàn)代化設備防護管理技術，在對設備進行管理的過程中能夠通過更好的方式，強化對煉油設備的保護效果。通過構建相應的管理網絡，將各個技術部門的具體工作任務進行合理分配，能夠有效提升整體工作的效率，從而提升工程建設質量。

2.2 定期維修檢查

技術人員想要加強對設備的了解程度，需要提高對設備腐蝕的檢測工作，在生產運行的過程中，對設備進行動態(tài)監(jiān)管，從而了解設備地整體情況，判斷設備在運行過程中的異常情況。在確定設備故障后，應對其進行深度的檢測，了解設備的腐蝕原因以及腐蝕程度，制定相應的處理措施。同時根據(jù)其損壞原因制定針對性的防護措施，對后續(xù)使用的設備進行保護，降低故障損壞的概率。

檢測到設備故障后，應及時開展維修工作，技術人員應對腐蝕設備進行詳細的研究，根據(jù)腐蝕的類型和原理提出相應的應對措施，同時提出相應的防護方法。技術人員應根據(jù)維修處理方案對受腐蝕設備進行管理，完成對設備的維修處理，同時對待使用的設備做好防護處理，降低設備受到的腐蝕影響。

在對設備進行檢修的過程中，應對腐蝕面進行拍照。并對維修處理過程進行總結，分析造成設備腐蝕的根本原因，結合不同設備和不同結構中腐蝕情況的影響，掌握腐蝕過程和故障產生過程的具體情況，根據(jù)原因來制定相應的防護措施，全面提升對設備的防護效果。

2.3 選擇抗腐蝕設備

為提高設備對腐蝕作用的防護效果，應提高設備的抗腐蝕性能。選擇具有較強防腐功能的材料。在設備使用過程中，內部金屬直接與原油接觸，在高溫高壓等條件下，設備受到腐蝕影響的概率較大，并且產生的速度較快。此時選擇抗腐蝕材料制作反應容器，如玻璃鋼等新型的材料，新型材料與原油中物質不發(fā)生反應或者反應程度非常小?；蛘呃迷O備內部鍍膜等方式，使防腐材料將原油與設備隔離開，避免二者接觸后發(fā)生腐蝕反應。如使用WF-70-1型涂料進行噴涂處理，或者使用400合金或鈦合金作為包層材料，對設備進行保護，提高設備的防腐效果，還可以利用滲透鋁或有機硅等耐腐蝕涂料，實現(xiàn)對設備的防護。在利用抗腐蝕材料進行作業(yè)的過程中，極大降低了設備被腐蝕的速率，有效對設備起到保護作用。應注意的是，在對內部進行材料噴灑或填充時，應盡量將防腐材料充滿設備的所有角落，提高整體工程的建設效果。

2.4 使用緩蝕劑減緩腐蝕效果

緩蝕劑是一種腐蝕抑制劑，其能夠通過一定濃度和形式，對腐蝕過程起到抑制作用，保護煉油設備的整體性和安全性。緩蝕劑的效果較為明顯，在使用過程中的用量相對較少，但能夠起到較大的作用，在選擇緩蝕劑時，需要根據(jù)材料的不同來進行合理選擇，以提高腐蝕抑制效果。在煉油過程中，可以通過不同種類緩蝕劑的搭配，降低對設備和構件的腐蝕效果。

緩蝕劑分為有機緩蝕劑、無機緩蝕劑以及聚合物緩蝕劑，其中有機緩蝕劑包括：膦酸、苯并三唑等；無機緩蝕劑包括：亞硝酸鹽、硅酸鹽、聚磷酸鹽等；聚合物緩蝕劑包括：聚乙烯等高分子化學材料。在使用過程中，緩蝕劑能夠對陰極或陽極區(qū)的反應進行控制，降低電子的轉移效率，形成保護膜，從而降低腐蝕發(fā)生的速度。部分緩蝕劑能夠對與水接觸的金屬表面進行保護，形成不同類型的保護膜，避免水蒸氣和其他因素對金屬內壁產生腐蝕等不良影響，保證煉油設備的安全性和穩(wěn)定性。

3 煉油設備腐蝕防護管理的發(fā)展方向

煉油企業(yè)在發(fā)展的過程中，為提高對設備的保護，避免故障對設備的不良影響，應對防腐技術進行不斷的升級和發(fā)展。企業(yè)應加強對新材料的引進，同時提高對新材料開發(fā)的投入，加快新材料的研究速度，提高煉油設備材料的抗腐蝕性能，強化設備和煉油過程的安全性。如加強對碳鋼中添加劑的研究，使其具有更加優(yōu)異的功能?；蜓邪l(fā)新型涂料，如：高分子材料、石墨烯材料以及耐氯離子涂料等，提高設備的防護效果。

加強對新型煉油技術的研發(fā)，在煉油的過程中，造成腐蝕的主要原因是原油中的硫化物、氫化物、酸類物質等，通過新技術將此類物質去除，能夠極大降低對設備的腐蝕效果，提高對設備的保護性。

4 結語

綜上所述，為降低煉油設備受腐蝕影響的效果，應提升設備的抗腐蝕性能，通過對不同腐蝕類型進行研究，了解腐蝕原理，針對不同部位的腐蝕情況制定相應的防護措施，保障設備運行的安全性。