煉廠裝置腐蝕原因分析及防范措施，徹底告別“腐蝕風(fēng)險”！

導(dǎo) 讀

近年來，原油劣質(zhì)化程度不斷加劇，煉廠煉制高硫高酸原油的比例大幅提高，很多煉廠原料供應(yīng)不穩(wěn)定，頻繁混煉或者改煉油種。目前，國內(nèi)很多煉廠裝置都是早期設(shè)計建成投產(chǎn)的，設(shè)備長時間服役、老齡化也加劇了裝置腐蝕敏感性。再加之經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)放緩，石化市場的不景氣，導(dǎo)致了工藝調(diào)整的頻繁化。這些因素對裝置設(shè)備造成了極大的沖擊，而設(shè)備的腐蝕問題更是首當(dāng)其沖。

世界范圍內(nèi)，貫穿整個石油化工行業(yè)發(fā)展的歷史，由于腐蝕所造成的事故不斷，很多甚至造成極為嚴(yán)重的后果，人員傷亡慘重，財產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失巨大。腐蝕問題依然是煉油企業(yè)面臨的一個大問題。

技術(shù)方面原因

01 腐蝕介質(zhì)的存在

造成設(shè)備腐蝕的介質(zhì)可能是原料中本身就有的，也可能是反應(yīng)過程中產(chǎn)生的，一些特定溫度、壓力條件促進(jìn)了原料中某些組分的分解或者組分之間的相互反應(yīng)，從而導(dǎo)致某些腐蝕性介質(zhì)的生成。腐蝕介質(zhì)的存在是腐蝕事故發(fā)生的最本質(zhì)原因。這些原料或者反應(yīng)中間產(chǎn)物、反應(yīng)生成物中的腐蝕介質(zhì)都是一些氧化性物種，可以與金屬發(fā)生作用，造成腐蝕。這些腐蝕性介質(zhì)種類繁多，在煉廠各個主要煉油工藝過程中都有其特定的腐蝕介質(zhì)環(huán)境。

02 工藝條件的影響

影響腐蝕的相關(guān)工藝條件主要有溫度、壓力、pH、流速及流態(tài)等，這些條件直接影響著腐蝕介質(zhì)的形成、轉(zhuǎn)變、傳遞以及其與鋼材的接觸、反應(yīng)。有的工藝條件可以導(dǎo)致緩蝕劑性能下降或分解，從而加速腐蝕。在腐蝕介質(zhì)的基礎(chǔ)上，以及相關(guān)工藝條件的影響下導(dǎo)致特定失效模式的形成，同時也讓裝置設(shè)備出現(xiàn)了某些特定的腐蝕敏感區(qū)域或部位。API571中給出了煉廠裝置設(shè)備各種失效模式與相關(guān)介質(zhì)和工藝條件影響之間的關(guān)系。

03 設(shè)備相關(guān)原因

大多數(shù)設(shè)備腐蝕失效事故發(fā)生在管道、冷換設(shè)備、某些反應(yīng)器以及存儲設(shè)備中，其他一些設(shè)備的事故概率相對較低。除了工藝條件的影響，設(shè)備本身的一些狀況、條件等相關(guān)因素也是事故發(fā)生的原因。

a） 材料組成：材質(zhì)等級偏低往往易導(dǎo)致腐蝕事故發(fā)生，在設(shè)計或者維修更換的過程中，對材料的選擇非常重要，尤其還要注意選材時不同材質(zhì)鋼材連接時的電偶腐蝕問題。

b） 制造：制造缺陷往往成為腐蝕事故隱患。

c） 結(jié)構(gòu)：設(shè)計時采用的一些結(jié)構(gòu)對腐蝕具有一定的敏感性，屬于一些結(jié)構(gòu)弱點，如彎頭連接、閥門、變徑結(jié)構(gòu)以及分支管路等。由于彎頭連接處失效而造成的腐蝕事故數(shù)不勝數(shù)，由于應(yīng)力、壓力、流速及流態(tài)的影響，彎頭連接處通常是腐蝕孕育發(fā)展的部位。閥門、變徑結(jié)構(gòu)及分支管路也是因為應(yīng)力、壓力和流體流速、流態(tài)的影響而具有腐蝕敏感性。

d） 腐蝕防護(hù)層的失效：防腐層的完整性對一些腐蝕敏感材料起了重要的保護(hù)作用，在很多腐蝕事故調(diào)查結(jié)果中，防腐涂層、陰極保護(hù)、緩釋劑等腐蝕防護(hù)層的失效，導(dǎo)致了基體的快速腐蝕，最終釀成事故。

e） 位置：例如管線架設(shè)是否合理，是否方便檢測檢驗和維修，這些有可能成為腐蝕事故發(fā)生的間接原因。

f） 焊接：焊接質(zhì)量問題或者焊接缺陷是很多腐蝕事故發(fā)生的原因，尤其是在受材料組成和微觀結(jié)構(gòu)影響較大的腐蝕機(jī)制中，焊接問題表現(xiàn)得更為明顯。無論是新建還是檢維修都會涉及到設(shè)備焊接過程，焊接改變了材質(zhì)結(jié)構(gòu)和表面組織，而且焊接程序本身也容易留下隱患，這些都提高了腐蝕的風(fēng)險。

g） 老化：經(jīng)過長時間服役的設(shè)備，難免會存在一些缺陷，發(fā)現(xiàn)不及時或處置不到位，就會成為事故隱患。

h） 保溫層腐蝕：由于保溫層安裝質(zhì)量的問題，保溫層的局部損壞，或者保溫層本身含有腐蝕性介質(zhì)（如含氯化合物）等，一旦有水侵入就容易造成保溫層下腐蝕，且一般難以發(fā)現(xiàn)。

04 設(shè)計缺陷

設(shè)備的設(shè)計建造對于其腐蝕防護(hù)至關(guān)重要，它決定了設(shè)備的本質(zhì)安全性。盡管在目前的設(shè)計建造過程中有一系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以參考，但是早期的一些設(shè)備裝置在設(shè)計建造時可能還沒有這些標(biāo)準(zhǔn)，因而在對如應(yīng)力、選材等問題的處理上可能有欠缺。有些工藝和裝置設(shè)備剛建成投產(chǎn)，尤其是一個新工藝首次工業(yè)化，設(shè)計的缺陷可能會存在，這些缺陷可能提高裝置設(shè)備的腐蝕敏感性。

風(fēng)險管理方面

01 對腐蝕危害的認(rèn)識不足

大部分事故調(diào)查都集中在技術(shù)層面上，管理上的原因往往容易忽視。在所研究的很多事故中，實際上有一部分是由于對腐蝕危害認(rèn)識不足而造成的。對腐蝕管控的整體認(rèn)識不足，對非正常工藝狀況及潛在事故隱患的認(rèn)識不足，對已知高腐蝕風(fēng)險部位監(jiān)檢測不到位和反饋機(jī)制的不足，以及保護(hù)層的不足等都可能與事故發(fā)生相關(guān)聯(lián)。一部分企業(yè)在設(shè)備泄漏的管理上存在不足，盡管泄漏頻繁發(fā)生，但所采取的行動僅限于堵漏，沒有充分意識到潛在的風(fēng)險，所以也沒有系統(tǒng)地去分析泄漏的根本原因并采取根本性的措施，留下了事故隱患。

02 未做好充分的風(fēng)險識別和評估

在設(shè)計、日常運行維護(hù)及檢維修等階段，若缺乏充分的風(fēng)險識別和評估，會影響監(jiān)檢測與應(yīng)急響應(yīng)的針對性和有效性，從而難以給這些階段采取相應(yīng)防范措施提供決策依據(jù)。關(guān)鍵工藝過程內(nèi)的腐蝕風(fēng)險識別和風(fēng)險評估不充分是一部分事故發(fā)生的原因，這種不充分表現(xiàn)在某些關(guān)鍵風(fēng)險信息未被識別出，某些關(guān)鍵風(fēng)險信息已被識別但卻被忽視了，或者某些關(guān)鍵風(fēng)險點就從未做過識別和評估。其中設(shè)計階段的風(fēng)險分析與評估顯得非常重要，很多事故的發(fā)生其實都可以追溯到設(shè)計階段，一些設(shè)計的缺陷釀成事故同時也帶來了裝置建成投產(chǎn)后的運維負(fù)擔(dān)。

另外，變更管理是過程安全管理的關(guān)鍵要素之一。變更所帶來的風(fēng)險也是非常重要卻往往是被忽視的一方面，這些變更可能是原料變化、裝置改造、工藝調(diào)整、產(chǎn)能負(fù)荷調(diào)整，也可能是局部臨時性的變更等，這些過程往往會帶來工藝條件和設(shè)備的變化，如果沒有做好充分的風(fēng)險識別和評估并制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，也容易導(dǎo)致事故發(fā)生。對于煉油裝置腐蝕事故相關(guān)的一些變更的風(fēng)險分析不足主要表現(xiàn)在原油頻繁變化帶來的風(fēng)險分析不足，裝置工藝條件變化對設(shè)備的影響風(fēng)險分析不足，以及上游裝置工藝設(shè)備變更給下游裝置帶來的風(fēng)險分析不足等。過程變更普遍存在的問題在于缺乏變更管理的程序，或者對變更所帶來的風(fēng)險沒有進(jìn)行有效充分的分析；再者，還可能存在變更程序雖然有卻執(zhí)行不到位，甚至不執(zhí)行的問題。

03 監(jiān)測監(jiān)測、檢維修與質(zhì)量管理不善

很多事故都是發(fā)生在檢維修期間，這里也包括開停工階段的管理，如程序執(zhí)行不當(dāng)，相應(yīng)處置不到位等，例如這期間最典型的問題就是連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂。另外，有一些問題隱藏在了日常的維護(hù)工作中，比如泄漏的綜合分析與管理，有些企業(yè)可能存在相對較為頻繁的泄漏現(xiàn)象，如果僅限于堵漏，這是不夠的，應(yīng)當(dāng)對泄漏點、泄漏狀況進(jìn)行系統(tǒng)性地統(tǒng)計分析，并梳理分析找出泄漏現(xiàn)象發(fā)生的根本原因，從而采取相應(yīng)整改措施防止泄漏再次發(fā)生。再者，監(jiān)測檢驗工作不到位也是另一重要原因。很多情況下，檢測工作確實做了，但卻沒有嚴(yán)格按照規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，評估分析結(jié)果存在誤差，或者說很多檢驗工作不充分不徹底，監(jiān)測檢驗結(jié)果也反應(yīng)不出真實的腐蝕風(fēng)險和趨勢。對保養(yǎng)維修不僅起不到參考作用，反而起了誤導(dǎo)作用，成為事故間接原因。

此外，對于檢維修工作，還存在質(zhì)量管理的問題，例如焊接質(zhì)量的問題，是否嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，焊接質(zhì)量、殘余應(yīng)力等是否符合要求，以及后續(xù)的驗收問題等。在所研究的事故中，由于檢維修、建造等的質(zhì)量管理問題而引發(fā)的事故不在少數(shù)，尤其是焊接方面的問題。

事故啟示及防范措施

腐蝕問題的根源在于腐蝕介質(zhì)，而工藝條件的影響和設(shè)備本身的一些因素促成或者加速了腐蝕的進(jìn)程，當(dāng)認(rèn)識到這些的時候，如果風(fēng)險管理工作還不到位的話，腐蝕引發(fā)的問題就不可避免了。

對于腐蝕問題的防范，第一個保護(hù)層就是減少或者消除腐蝕介質(zhì)，加強對原油中有害雜質(zhì)成分的分析化驗工作，做好原料管理，對有害雜質(zhì)做到最大程度的脫除，另外就是優(yōu)化工藝操作；第二個保護(hù)層就是減少不利工藝條件的影響，盡量減少設(shè)備本身的先天性缺陷，這方面還是要依賴于工藝條件的優(yōu)化和把控，對于設(shè)備的制造采購及檢維修一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)；第三個保護(hù)層就是風(fēng)險管理，這一保護(hù)層其實就是系統(tǒng)性地對前兩個保護(hù)層進(jìn)行強化，杜絕麻痹思想，提高對于腐蝕問題的認(rèn)知，采用更先進(jìn)、更系統(tǒng)性的風(fēng)險管理工具，做好充分的風(fēng)險評估，以便采取相應(yīng)有效的防護(hù)措施?；诖?，可以考慮從以下幾方面去應(yīng)對問題。

a）做好基于風(fēng)險的設(shè)計，提升本質(zhì)安全化水平。在裝置更新改造及新建裝置時，應(yīng)要求設(shè)計單位切實做好本質(zhì)化安全設(shè)計，裝置設(shè)計時應(yīng)充分研判可能存在的腐蝕問題，并在選材上及工藝設(shè)計上制定相應(yīng)細(xì)致的減緩或防范措施。

b）進(jìn)一步提升對原料的管理，改煉摻煉油種時，充分分析認(rèn)識原料的性質(zhì)，特別是要充分預(yù)估并研判其腐蝕性。

c）可以嘗試借助一些手段，比如工藝流程模擬與小型工業(yè)試驗，來優(yōu)化工藝操作，減緩腐蝕。

d）切實做好監(jiān)檢測及化學(xué)分析工作，對于各裝置易腐蝕部位，加強日常檢測及各項腐蝕介質(zhì)相關(guān)的化學(xué)分析工作。

e）把變更管理工作切實落到實處，建立有效的變更操作程序，謹(jǐn)慎識別并嚴(yán)防變更過程中存在的風(fēng)險，認(rèn)真分析變更可能帶來的腐蝕隱患，制定有效且可操作的應(yīng)對措施。變更管理是腐蝕管控中非常重要的一個方面。

f）梳理設(shè)備信息數(shù)據(jù)，特別是硫和酸的分布數(shù)據(jù)、監(jiān)檢測數(shù)據(jù)等，逐步建立全面的設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫，加強對數(shù)據(jù)價值的挖掘和利用，作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，便于滿足一些腐蝕風(fēng)險評估工具對數(shù)據(jù)的要求，并確保定量風(fēng)險評估的準(zhǔn)確和完整性。

g）嚴(yán)格做好質(zhì)量管理工作，尤其是在設(shè)備的采購驗收、裝置建造、檢維修以及日常的維護(hù)上保質(zhì)保量，嚴(yán)格遵照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)抓質(zhì)量驗收。

h）加強關(guān)于腐蝕防護(hù)的技術(shù)及管理培訓(xùn)，全員參與，充分認(rèn)知。