【摘要】隨著經濟的發展,對化工產品的需求不斷增加,越來越多生產設備的運行超出設計能力,因而目前對化工企業而言,防止工藝設備因受到腐蝕發生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認為,材料保護和防腐措施是降低維護費用和使工廠安全穩定運行的重要保證。

【關鍵詞】化工設備;腐蝕;防腐蝕

隨著經濟的發展,對化工產品的需求不斷增加,越來越多生產設備的運行超出設計能力,因而目前對全球的化工企業而言,防止工藝設備因受到腐蝕發生故障而造成損失已成為迫在眉睫的問題。許多專家認為,材料保護和防腐措施是降低維護費用和使工廠安全穩定運行的重要保證。

腐蝕破壞到處可見,腐蝕事故頻頻發生,這除了因腐蝕本身所具有的自發性質外,很大程度上是因為人們對腐蝕的危害性估計不足,對腐蝕防護的重要意義認識不深,對腐蝕與防護科學缺乏應有的知識,沒有采取防腐蝕措施、或采取的防腐蝕措施不當所致。

1.1腐蝕的分類

腐蝕:材料與周圍環境發生作用而被破壞的現象。

腐蝕按材料種類分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕。

腐蝕按表面形貌分為全面腐蝕和局部腐蝕;局部腐蝕又有小孔腐蝕、應力腐蝕破裂、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、磨損腐蝕等等;

金屬腐蝕按機理可分為物理腐蝕、化學腐蝕、電化學腐蝕等。

物理腐蝕:材料單純物理作用的破壞,一般是由溶解、滲透引起的,如熔融金屬容器的溶解,高溫熔鹽、熔堿對容器的溶解滲透。

化學腐蝕:金屬與非電解質直接發生化學作用引起的破壞。腐蝕過程是純氧化-還原反應,腐蝕介質與金屬表面的原子直接碰撞而形成腐蝕產物,反應中無電流產生,符合化學動力學規律。

電化學腐蝕:金屬與電解質溶液發生電化學作用而引起的破壞。反應過程中有陽極失去電子和陰極獲得電子以及電子的流動(電流),歷程符合電化學動力學規律。

1.2腐蝕的危害與控制腐蝕的意義

腐蝕遍及國名經濟的各個領域,從日常生活到工農業生產,從普通技術到尖端科學,都存在腐蝕問題。由于腐蝕,大量材料變成廢料(每年因腐蝕報廢的鋼鐵約占年產量的30%,其中2/3可回收,其余完全變為廢物),設備失效,甚至造成災難性事故。

2010年1月26日,世界鋼鐵協會25日公布了09年世界粗鋼總產量為12億1972萬噸,其中約3.6億噸因銹蝕將報廢,且其中1.2億噸將徹底變為不可回收的廢物。按09年全年均價4500元/噸計算,損失5400億元。我國2000年用Hoar法調查結果

部門?直接腐蝕損失(億元)

化工?300

能源部門(電力、石油、煤)?172.1

建筑部門(公路、橋梁、鐵路)?1000

機械工業?512.43

交通部門(火車、汽車)?303.9

合計?2288.3

如考慮間接損失,總計可達5000億,占當時國民經濟生產總值的5%。

腐蝕造成的損失是巨大的,它是材料設施的“癌癥”,但是通過采取科學的措施,腐蝕也是可以控制、減輕的,一般可降低25~30%。

2.化工設備的防腐蝕措施

目前的防腐技術主要有:開發耐蝕材料,表面防蝕技術,緩蝕技術,電化學保護等。

2.1開發耐蝕材料

耐蝕材料的開發研究是防腐蝕技術進步的突破口,人類各個時期的技術進步無不與其息息相關。耐蝕材料主要分為金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料。

金屬及合金材料是結構材料中的主體,其中鋼鐵占據主要地位,但是,鋼鐵的耐蝕性能具有局限性。具有高性能的合金及有色金屬材料的開發和應用發展迅速,在一定程度上解決了局部腐蝕及特殊環境下的腐蝕問題。如含鉬高的耐蝕合金,雙相不銹鋼,高純鐵素體不銹鋼,鎳基合金,低合金鋼,鈦及鈦合金。耐蝕非金屬材料目前國內外耐蝕非金屬材料在化工生產中應用非常廣泛。非金屬材料具有優良的耐蝕性能,而機械性能可以通過增強等途徑來彌補,在某些領域已有發展為取代鋼材的趨勢。現在正在開發的如:耐蝕塑料,玻璃鋼,石墨,搪玻璃,工程陶瓷

2.2表面覆蓋層

在現有的防腐蝕手段中,表面耐蝕涂層和金屬表面技術的費用占所有防腐蝕費用的87%左右。采取正確的表面防蝕技術是提高設備使用壽命、減少維修費用以及提高設備管理水平必不可少的途徑。同時,采用表面防蝕技術,大大提高了整體材料的耐蝕性能。在化工和石油化工中常用的表面防蝕技術包括涂、襯、鍍、滲以及近年發展起來的各種高技術,其中以涂層及襯里應用最廣泛。

2.2.1耐蝕涂料

耐蝕涂料的開發一直是人們關注的研究領域,在化學工業中,耐蝕涂料主要用于建筑物、構筑物、裝置及貯罐的內外壁及輸水、輸油、輸氣管線。據統計,防腐蝕涂層的損壞,其基體表面處理不當約占75%,因此,重視表面處理質量是當務之急。幾種有發展前途的涂料,如富鋅涂料,重防腐涂料,耐高溫涂料,陶瓷類涂料,帶銹涂裝涂料,氟樹脂涂料等等,正是當前國際上研究最熱門的涂料。

2.2.2襯里技術及復合管道

襯里技術利用強度高的材料(如碳鋼、玻璃鋼、鑄鐵等)作結構材料,用耐蝕性能優異的材料作襯里層。襯里技術分緊襯、松襯等,國外重點發展緊襯技術。襯里技術常用于化工設備、管道等。

2.2.3其他表面工程技術

電鍍、化學鍍在化工防腐蝕應用中,電鍍主要有鍍鉻、鍍鋅和鍍鎳。鍍鋅層的鈍化是一個十分活躍的領域,近十年推出的低鉻或無鉻彩色鈍化、黑鈍化、軍綠鈍化及強鈍化(含硅樹脂或其他樹脂的復合鈍化層),可使鍍鋅層在海洋大氣、工業大氣環境及工業水、江水河水環境中的耐蝕性大大提高。化學鍍是采用金屬鹽和還原劑在同一溶液中進行自催化氧化還原反應,在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術。化學鍍鎳磷合金及三元鎳系合金,產品比電鍍產品有更優異的耐蝕性和更大的選擇,是目前國內外發展速度最快的表面處理工藝之一。

噴涂噴涂是利用火焰、等離子、電弧噴涂,在材料和產品上獲得金屬、合金、無機、有機耐蝕耐磨表面層的一種工藝技術。

化學熱處理化學熱處理特別是滲鋁、滲鉻,近十多年在化工機械防腐蝕上已有大量應用。

磷化磷化作為涂裝的一個重要前處理過程,已有多年的應用。近十多年來,堿金屬三元系低溫或常溫磷化使磷化技術產生質的進步。

2.3電化學保護

電化學保護是指利用外部電流使金屬(包括合金)腐蝕電位發生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術。電化學保護可分為陰極保護和陽極保護。電化學保護技術在化工防腐蝕領域中已引起廣泛的重視和應用,是一種有效的、既經濟又實用的防腐蝕手段。

陰極保護是在金屬表面上通入足夠的陰極電流,使金屬電位變負,并使金屬溶解速度減小。被保護設備的結構形狀一般不宜太復雜,結構復雜的設備在靠近輔助陽極部位電流密度大,遠離輔助陽極部位電流密度小,得不到足夠的保護電流。甚至不起保護作用,產生所謂“遮蔽現象”。陰極保護主要用在水和土壤中的金屬結構上,但一般必須用于設備結構簡單、介質腐蝕性不太強的環境中。陰極保護除可防止一般的均勻腐蝕外,還可以防止一些材料的點蝕、晶間腐蝕、沖擊腐蝕、選擇性腐蝕等。

陽極保護是將被保護的金屬構件與外加直流電源的正極相連,在電解質溶液中使金屬構件陽極極化至一定電位,使其建立并維持穩定的鈍態,從而陽極溶解受到抑制,腐蝕速度顯著降低,使設備得到保護。對于沒有飩化特征的金屬,不能采用陽極保護。主要應用在:1.硫酸生產中的結構物,如碳鋼儲槽、各種換熱器、三氧化硫發生器等。2.氨水及銨鹽溶液中結構物,碳化塔、氨水儲槽等。

在強氧化性介質中先考慮采用陽極保護;在既可采用陽極保護,也可采用陰極保護,并且二者保護效果相差不多的情況下,則應優先考慮采用陰極保護;如果氫脆不能忽略,則要采用陽極保護。

2.4緩蝕劑

緩蝕劑是一種在很低濃度下,能使金屬在腐蝕性介質中的腐蝕速度大大降低的物質。這種物質可以是一種化合物或幾種化合物組成的復合物質。在化工行業中,緩蝕劑主要用于防止工業冷卻水系統的腐蝕和化工設備、管道及鍋爐等的化學清洗(酸洗)時的腐蝕。也有少量用于生產過程中的工藝性防腐。

工業冷卻水系統用的緩蝕劑:化工生產過程中,工業冷卻水用量很大,且于曝氣而在冷卻水中溶入了大量的溶解氧,導備腐蝕較為嚴重。由于腐蝕也使水質變壞,耗費量寶貴的水資源,可見采用緩蝕劑防腐蝕具有重的經濟效益和社會效益。

化學清洗用的緩蝕劑:化工設備、管線、鍋爐等由于受到化學、物理或生物的作用,其表面會出現污垢(如水垢、銹垢、油垢和生物垢等),用化學的方法去除這些污垢而使之恢復到原來的表面狀況的過程稱為化學清洗。

3.結語

總之,在設計、操作、管理等方面,都要考慮到腐蝕的破壞。只有不斷地總結經驗,尤其是廣泛采用防腐方面的新經驗、新方法,加強對腐蝕的認識,才能逐步找到有效而又經濟的防腐措施,保證化工生產的穩定、正常運行。

篇2:石油化工設備防腐蝕管理制度

第一章總則

第一條為加強石油化工設備防腐蝕管理工作,確保生產裝置安全、穩定、長周期運行,特制定本制度。

第二條本制適用于集團公司、股份公司所屬煉化生產和銷售企業,其它企業可參照執行。

第三條凡受到生產工藝中腐蝕介質或工業大氣、冷卻水、土壤等腐蝕的各類設備、管道、建構筑物等(以下統稱“設備”)。都必須采取相應的防腐蝕措施。

第四條設備防腐蝕管理工作是設備管理的重要環節,是延長設備使用壽命的重要手段。生產、技術、設計、工程、檢修、研究和供應等部門及使用單位應積極參與和配合設備管理部門做好設備的防腐蝕管理工作。

第五條各企業要制定設備防腐蝕管理制度,建立健全管理機構和落實責任制,必須有分管領導負責防腐蝕管理工作。設備管理部門是設備防腐蝕工作的歸口單位,應有專職技術人員負責管理工作,與使用單位以及生產、技術、設計、工程、檢修、研究、供應等部門形成完整的設備防腐蝕管理網絡。

第二章管理職責

第六條分管領導管理職責

全面負責防腐蝕管理工作,組織制定企業設備防腐蝕管理規劃,及時聽取防腐蝕管理工作情況的匯報,檢查防腐蝕工作的進展情況,對重大的設備防腐蝕問題做出決定。

第七條設備管理部門職責

(一)負責本企業設備防腐蝕歸口管理工作,組織或參與防腐蝕設備、設施、措施的設計審查、施工、質量驗收,負責使用維護和檢查維修等工作的全過程管理。

(二)負責貫徹執行國家有關規定和集團(股份)公司有關防腐蝕管理制度,并結合本企業情況制定設備防腐蝕管理制度。

(三)應設專職的技術人員,做好設備防腐蝕工作計劃、方案的制定和技術管理工作。

(四)針對設備防腐蝕工作中出現的問題,積極組織有關部門、使用單位和科研單位進行研究、攻關,不斷提高設備防腐蝕管理工作的水平。

(五)負責本企業設備防腐蝕管理工作情況的檢查、考核,并及時向主管領導和上級主管部門匯報工作情況。

(六)負責對工藝防腐蝕措施的實施效果進行跟蹤、檢查和監督,及時將結果反饋給工藝技術管理部門,并上報主管領導。

第七條生產技術管理部門職責

第八條生產技術管理部門職責

(一)負責本企業工藝防腐蝕技術的歸口管理工作。

(二)負責組織工藝防腐蝕方案的審定和藥劑質量的評定及篩選。

(三)負責工藝防腐蝕措施的技術管理,制定和完善工藝防腐蝕措施的工藝卡片、工藝技術規程、崗位操作法,并對實施情況定期進行檢查、考核。

(四)針對工藝防腐蝕工作中出現的問題,積極組織有關部門、使用單位和科研單位進行研究、攻關,不斷提高工藝防腐蝕管理工作的水平。

(五)根據操作規程、操作法,加強操作紀律管理,確保生產裝置安全平穩運行。

第九條工程建設管理部門職責

認真執行國家和上級管理部門的有關標準、規范,監督施工單位嚴格按防腐蝕設計的技術要求進行施工,并組織對施工質量進行驗收,按規定向使用單位提供完整的竣工資料。

第十條供應部門職責

(一)必須嚴格按設計要求采構設備、材料、防腐蝕涂料及藥劑,質量必須達到國家標準或相關行業標準。

(二)根據相關的質量標準,負責對所購防腐蝕涂料及藥劑的入廠質量檢驗工作,檢驗合格后方可入庫。

第十一條使用單位職責

(一)負責建立設備防腐蝕技術檔案(臺帳),有真實完整、隨時可查的數據記錄。

(二)認真貫徹執行上級部門有關設備及工藝防腐蝕的各項規章制度,嚴格按照防腐蝕工藝要求正確操作和組織生產。

(三)負責設備及工藝防腐蝕設施的日常維護和檢查工作。

(四)負責編制設備腐蝕檢查方案和檢維修方案,并參加施工質量驗收。

(五)負責編制本單位的設備防腐蝕計劃,負責或配合制定防腐蝕方案。

第十二條設計單位職責

(一)認真按照國家和行業標準,根據所設計裝置的生產工藝、介質的腐蝕情況,合理設計工藝及設備防腐蝕方案。

(二)及時收集有關防腐蝕的信息,積極參與防腐蝕技術攻關,不斷提高設備、工藝防腐蝕設計水平。

第十三條檢修單位職責

負責按有關規程及檢修方案,對防腐蝕設備進行檢修,并配合做好防腐蝕檢查工作。

第十四條設備檢測單位職責

根據企業設備防腐蝕管理工作的要求,做好各類腐蝕監(檢)測工作,建立完整的監(檢)測檔案,為設備腐蝕狀況的分析判斷提供依據。

第三章防腐蝕設計

第十五條防腐蝕方案設計,必須符合國家、集團(股份)公司有關規范和規定,并選擇有效的防腐蝕技術措施(如耐蝕材料、結構、防腐蝕涂料、襯里、電化學保護、添加防腐蝕藥劑、工藝防腐蝕等)。

第十六條設備選材時,應充分考慮腐蝕介質、介質流動狀態、溫度、應力狀況、沖擊載荷等因素,高含硫原油加工裝置還應按SH/T3096《加工高含硫原油重點裝置主要設備設計選材導則》和《加工高含硫原油部分裝置在用設備及管道選材指導意見》進行選材。

第十七條在設備結構設計時,應充分考慮結構對腐蝕的影響。

第十八條當采用防腐蝕新材料、新技術時應進行技術經濟論證。

第四章工程施工

第十九條防腐蝕工程的施工、質量驗收,必須符合國家、集團(股份)公司有關規范和規定。防腐蝕施工工程,應選擇具有相應防腐蝕施工資質、技術力量和裝備能力,且有良好業績的施工隊伍。

第二十條施工前必須認真做好施工準備工作。

(一)施工前應完成設計技術交底,組織施工圖審查。

(二)施工單位應按要求認真編制施工方案,在異常氣候環境下施工,必須制定相應施工技術措施。

(三)施工管理人員和施工人員必須經過專業技術培訓,滿足現場施工技術及安全要求。

(四)施工機具必須符合現場施工要求。

(五)防腐蝕施工材料必須滿足設計要求,質量必須達到國家或有關行業標準。對新材料、新產品除必須進行入廠質量檢驗外,還應具有相關部門的技術鑒定證書。

第二十一條施工管理部門和施工單位要認真組織好防腐蝕工程的施工管理工作,應嚴格執行相應的施工工藝和技術規范,確保施工質量和安全。重要防腐蝕工程的施工,應委托具備相應資質的第三方進行質量監理。

第二十二條加強防腐蝕工程項目的質量檢查和驗收。

(一)每道施工工序必須經過中間質量驗收,施工結束后,要進行全面的質量驗收。

(二)防腐蝕工程施工的總承包單位應對工程質量全面負責,工程結束后,必須按要求及時提供完整的竣工資料。

第五章使用與維護

第二十三條各企業和使用部門建立設備檔案時,必須包括防腐蝕方面的內容。應建立腐蝕數據記錄和腐蝕失效案例記錄等設備防腐蝕臺帳。

第二十四條凡采用防腐蝕措施的設備,使用部門必須嚴格按操作規程進行操作,當工藝條件發生變化時,應采取相應措施,防止設備防腐蝕措施失效。

第二十五條對于已有的工藝防腐蝕措施,不得隨意變更,確需變更的,應由使用單位提出方案,經生產技術、設備管理部門等有關部門審核同意后方可修改。

第二十六條在工藝操作過程中,應嚴格按工藝技術指標,控制物料中腐蝕性介質的含量,不得超過規定值。防止由于生產工藝波動造成可引起設備腐蝕加劇的工藝條件(如溫度、介質流動情況、PH值)產生。

第二十七條在裝置停工時,應嚴格按照工藝技術規程,對含腐蝕性介質的設備進行必要的清洗、中和、鈍化等處理,以防止設備腐蝕。

第二十八條對設備非金屬防腐蝕襯里的維護檢修,應執行SHS03058《化工設備非金屬防腐蝕襯里維護檢修規程》。

第二十九條重視和加強設備的表面防腐蝕工作,應根據設備的腐蝕狀況,按SHS01034《設備及管道油漆檢修規程》要求進行表面防腐蝕處理工作。

第三十條對長期停用的裝置和設備,應根據其特點采取相應的防腐蝕措施進行保護。

第六章腐蝕檢查與監測

第三十一條為適應加工含硫原油裝置和化工生產裝置防腐蝕的需要,有效防止和控制設備腐蝕,確保生產裝置安全運行,各企業應根據腐蝕介質沿工藝流程分布規律,加強設備腐蝕檢查,建立腐蝕監測網絡,為設備的檢維修、正常運行提供數據。

第三十二條在裝置停工檢修時,應根據腐蝕檢查方案,由有關人員組成腐蝕檢查鑒定小組,對設備的腐蝕狀況進行詳細檢查和評價,并寫出腐蝕檢查鑒定技術報告。

第三十三條對于易發生腐蝕、可能會對生產和安全帶來嚴重影響的設備,應建立定期監測制度,包括設置固定監測點,由專門人員定期進行測試。

第三十四條設備管理部門應根據實際情況編制設備腐蝕監測布點方案和監測布點圖,建立監測臺帳,及時整理數據,形成系統、完整的監測數據庫,計算腐蝕速率,提出防腐蝕對策。監測可采取掛片、探針、測厚等方法。

第三十五條應針對工藝生產特點,加強對物料中腐蝕性介質含量的監測和分析,建立定期分析制度,嚴格控制腐蝕性介質的含量。

第三十六條應建立硫化氫等關鍵性腐蝕介質沿流程的分布檔案,尤其是對部分用高強鋼材料制造且介質中硫化氫含量較高的設備,至少每月進行一次硫化氫含量的采樣分析及數據統計。進入球罐的液化石油氣、丙烯等介質中,硫化氫含量不得大于設計規定指標;當硫化氫含量超過20mg/kg,嚴禁進入鋼材標準抗拉強度≥540MPa制造的儲罐。

第三十七條應對工藝流程中反映設備腐蝕程度的參數(如鐵離子含量、氯離子含量、PH值等)進行定期分析,并根據分析結果及時調整工藝操作。

第七章工藝防腐蝕管理

第三十八條工藝防腐蝕措施是指為解決石油化工生產過程中,工藝介質對設備的腐蝕所采取的工藝防腐蝕方法,包括煉油生產裝置以“一脫三注”為主要內容的工藝防腐蝕措施。

第三十九條各企業要制定加強工藝防腐蝕措施的管理制度,健全管理機構和責任制。企業的生產技術管理部門負責工藝防腐蝕的歸口管理,與設備管理部門、防腐蝕藥劑的采購(供應)部門、使用部門等共同形成完善的管理網絡。

第四十條生產技術管理部門應根據有關規定及本企業具體情況確定工藝防腐蝕的部位、操作參數和技術控制指標,各有關部門必須按要求嚴格執行。工藝防腐蝕的主要控制指標應納入生產工藝平穩率考核。

第四十一條應加強對各種進廠化工原材料中腐蝕介質的檢測分析,對原油應進行含硫量、含氮量、含鹽量、酸值和重金屬含量等指標的檢測分析,以便及時調整工藝防腐蝕方案。

第四十二條生產技術管理部門應加強生產裝置工藝技術文件、操作規程、操作法,操作紀律等工藝防腐蝕的日常管理,解決工藝防腐蝕措施在操作過程中產生的問題,工藝防腐蝕措施必須在裝置開工及工藝主進料引進裝置的同時啟動,在裝置停工及工藝主進料切斷后方可停運。

第四十三條生產技術管理部門應根據規定選用能滿足工藝生產技術要求的各類工藝防腐蝕藥劑(如破乳劑、緩蝕劑、水處理藥劑等),制定工藝防腐蝕藥劑的質量檢驗標準,有關單位應按標準嚴格進行藥劑質量檢驗工作,防止不合格藥劑進入生產裝置,影響正常生產。

第四十四條設備管理部門必須對工藝防腐蝕措施的實施效果進行跟蹤檢查和監督,并將檢查監督結果及時反饋給生產技術部門,為改善工藝防腐蝕效果、篩選防腐蝕藥劑提供可靠依據。

第四十五條生產技術管理部門應定期對工藝防腐蝕設施及防腐蝕藥劑使用的效果進行檢查與考核,并根據設備管理部門提供的信息,調整防腐蝕藥劑的型號和供應商。

第八章檢查與考核

第四十六條各企業要逐級落實設備防腐蝕工作的管理責任。應明確責任人及相應的職責,制定必要的考核辦法,定期對防腐蝕管理工作進行檢查、考核。

第四十七條設備管理部門每月應對定點測厚等設備腐蝕監(檢)測情況、設備防腐設施的完好情況進行檢查、考核。

第四十八條生產技術管理部門每月應對各裝置有關工藝防腐蝕的技術指標控制情況和防腐蝕藥劑使用、檢驗情況進行檢查、考核。

第九章附則

第四十九條各企業應根據本制度,結合本單位的特點,制定企業設備防腐蝕管理制度。

第五十條本制度由中國石油化工股份有限公司生產經營管理部負責解釋。

第五十一條本制度自下發之日起執行。