【doc】浅谈炼油装置的腐蚀与防护技术

1、浅谈炼油装置的腐蚀与防护技术浅谈炼油装置的腐蚀与防护技术p.mca王巍(大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆1637l1)摘要:介绍了炼油厂在设备防腐管理过程中不同的设备,管道在不同的环境下使用存在的腐蚀问题.采用了不同的防腐方法,延长了设备的使用寿命.关键词:设备管道腐蚀防护方法中图分类号:te986文献标识码:a文章编号:1008-7818-(2009)02003704theintroductionofthecorrosionandprotectiontechnologyintheoilrefinefactorywangwei(oilrefineryplantofdaqingpetrochemi

2、calcompany,daqing163711,china)abstract:thispaperintroducesthecorrosionproblemsindifferentfacilities,pipelinesindifferentenvironmentduringthefacilitiesanticorrosionmanagingprocessinoilrefinefactory.byadoptingdifferentmethod,weenlargethelifespanofthefacilities.keywords:facilities;pipelines;corrosion;p

3、rotectionmethodl任务据权威的腐蚀调查报告,企业因腐蚀损失占整个国民经济总产值的4%左右.大庆石化公司炼油厂每年的大修,更新,维修费用的70%以上,用在因腐蚀而需要维修的设备,管道及金属(非金属)结构上.腐蚀损失包括两方面的内容,一是不可避免的腐蚀损失,二是采用现代化的防腐蚀措施可以避免的损失.如何提高设备的使用寿命,是科技工作者的一个永恒的主题.本文结合炼油厂装置的腐蚀情况,提出具体的防护措施.2几个突出的腐蚀问题及防护方法2.1化工大气的腐蚀及防护方法2.1.1问题工业炉燃烧生成的二氧化碳,二氧化硫及其它化工大气的有害杂质,在下雨或潮湿的空气中与水作用生成稀酸,附在设备表面,

4、使漆膜破损金属及混凝土表面遭到腐蚀.从腐蚀形态看是化学腐蚀与电化学腐蚀并存.因环境的差异,金属(非金属)腐蚀是不一样的.如生产装置的湿空冷,空气湿度大与空气中有害杂质的作用,使金属表面腐蚀的很厉害.2.1.2防护对于化工大气对金属结构,非金属结构,设备的腐蚀与防护一般采用涂层做保护层.金属结构采用eph高耐候防腐涂料,砼结构采用氯磺化聚乙烯涂料的防护方法;对于腐蚀环境不苛刻的可以考虑采用醇酸磁漆做防腐层.对于机泵表面采用聚酰胺环氧磁漆做保护层,可以起到防腐与装饰作用.2.2换热器的腐蚀及防护方法2_2_1问题冷换设备是关键设备之一,日常大量的故障及事故抢修约60%是由于冷换设备管束腐蚀泄漏所致

5、.另外,部分管束易结水垢,换热效率下降.合理选用管束材料及防腐蚀的控制方法,一直是我们十分关注的问题.2_2.2防护(1)采用7910涂料对水冷却器管束内壁防腐蚀.该方法在润滑油系统使用比较好,因冷却器壳层为润滑油或其它介质对碳钢腐蚀很小.用7910涂料解决管束内壁腐蚀效果很好,但该材料使用温度在l60以下.(2)采用5454管束.该管束可以用在轻质油的冷换设备上,如塔顶的冷凝器,冷却器,因为这些管束内作者简介:王藐(1955一),男,中国防腐蚀大师.在大庆石化分公司炼油厂机动处工作,发表论文近百篇.全面腐蚀控制第23卷第2期2009年2月p.m外壁都存在腐蚀,表面锈垢比较多.使用范围为:压力

6、1mpa,温度180v.(3)采用nip化学镀层.可以使用在7910涂料防腐管束与5454管束的使用部位,并且可以使用在压力1mpa,温度160220c的情况下使用.但在含氧化性酸性介质中一定要慎重.近年来采用一种三层复合镀层的换热器管束,其主要外表面是氟涂料防腐,提高了碳钢管束的耐蚀性.该管束用在弱酸弱碱或有腐蚀性的油性介质中,使用温度180c.(4)采用化学清洗技术.水冷器管束内壁长期运行易结水垢,影响换热效果.在生产设备不允许停车的情况下合理的采用,可以达到不拆卸设备在最短的时间内,使设备恢复正常.(5)高压水射流技术结合装置检修,在拆卸设备的同时采用的方法.特别是清洗管束内壁水垢,锈垢

7、效果最好,费用低,效率高.(6)采用在线清洗技术.该技术是积极主动的预防方法,主要原理是管束每根单管内有根弹簧,利用循环水的流速产生轴向与环向振动.可以防止水冷器管束内壁结水垢,运用得当可以获得较大的经济回报.使用时要注意循环水的质量,保持水中没有固体物,如石子等.(7)采用钛纳米管束.2004年先后在常减压,重油催化等装置的塔顶油汽冷却器上进行了3年的试验,收到了很好的效果.主要特点为:耐蚀性好;导热性好,它具有吸热和导热双重功能,其导热系数位于金属范围;管束维护方便,检修时不用修管束(管束内外壁不结锈垢);解决了7910(环氧胺基涂料)防腐管束外壁不耐油汽腐蚀的问题;管束的防腐涂层的施工为

8、常温固化,解决了我国管束防腐涂层需高温固化的施工工艺,降低了施工成本.2.3储罐的腐蚀2.3.1问题(1)储油罐分为重质油罐与轻质油罐,相对腐蚀比较厉害的为轻质油罐.如有的从投用到报废不到1o年.另外,对于使用时间比较长的储油罐,罐底角腐蚀也是不应忽视的问题.(2)水罐的腐蚀不容忽视,特别是污水罐的腐蚀还是比较厉害的.2.3.2储罐的腐蚀及防护方法totalcorrosioncontrolvol_23no.2feb.2009(1)储油罐的腐蚀与防护.根据油罐的腐蚀情况及考虑国家标准液体石油产品静电安全规定bg1334892规定,在多种涂料中筛选了环氧型防腐防静电鳞片涂料,该涂料由底漆与面漆配套

9、组成.底漆主要是有机(环氧)富锌漆,在防腐上有电化学保护作用.面漆主要成膜物质为环氧树脂,它有良好的耐腐蚀性能.另外,在涂料中加入了玻璃鳞片,增加了抗腐蚀介质渗透的能力.关于储罐底角的腐蚀问题.由于储罐常年运行,罐基础下沉,罐的基础边缘高于罐底板.雨水直接顺着罐壁进入罐底板,长期存在罐底板内,造成罐底脚腐蚀破坏.另外,罐外壁的保温材料大部分为岩棉或超细玻璃棉,由于长期受大气的影响,使外保护层破裂,特别罐外壁底角半米左右壁板损坏比较严重,罐壁出现穿孔和渗漏的现象.从表面腐蚀情况看,锈蚀产物厚约35mm,锈蚀层下面为大小不一的腐蚀麻面或点蚀坑.根据现场储罐罐底角及罐底板下面腐蚀情况可采用以下几种方

10、法:改变现有储罐罐基础高于罐底板的不合理结构.把罐基础高于罐底板的那部分去掉,用水泥砂浆找平并有一定的散水坡,有利于排水,使罐底角不含水分,可以避免发生电化学腐蚀.对于罐底角金属表面腐蚀的部分采用环氧系涂料进行防腐.有保温的恢复保温,采用难燃型低密度聚乙烯高发泡沫板的无腐蚀保温材料.对罐底板下面的保护采用牺牲阳极法的阴极保护.关于容器,塔内壁防腐,由于有一定的压力,可以采用金属热喷涂方法,解决涂料不耐温的问题.采用钛纳米聚合物作为防腐涂层也可以获得良好的效果.(2)水罐的腐蚀与防护.一般的水罐采用环氧系列的涂料防腐可以获得较好的效果,一般可以使用5年以上.但是污水罐的防腐一定要注意材料的选择,

11、硫磺车间的酸性水气体装置的酸性水罐存在严重的应力腐蚀问题.采用环氧,环氧呋喃等涂料也只能使用3个月左右.通过试验采用钛钠米聚合物涂料作防腐涂层,通过3年的使用证明其达到了提高酸性水罐使用寿命的目的.2.4地下管道的腐蚀及防护方法早期的地下管道部分没有进行防腐(内壁)或防腐材料选择不当.另外,有不少管道使用时间年限比较长.近几年地下管道因腐蚀穿7lsh当多,每年维修费达到100万元以上.2.4.1外壁的腐蚀及防腐效果(1)外壁腐蚀.原地下管道采用沥青或改性沥青做防腐层,附着力差,不耐微生物的腐蚀,使用67年防护层腐蚀严重.(2)材料的选择及效果.1993年5月,净化水至红旗泡720的地下管道,长

12、约l0多公里采用to树脂进行外壁防腐施工,使用近8年的时间,效果很好,现在正在使用中.与石油沥青相比,一次性可以节约85万元.在使用涂料防腐的同时,采用电化学保护与涂料综合防腐的方法,可以弥补涂层出现的缺陷,提高管道的使用寿命.目前使用较多的是环氧煤沥青做玻璃钢对地下管道外壁防腐,使用效果较好.2.4.2管道内腐蚀与防护(1)腐蚀情况.由于早期的水管道没有进行内防腐,金属表面腐蚀很厉害.(2)腐蚀原因.在中性水中溶解氧的浓度高,对于碳钢易发生垢下腐蚀.(3)材料选择.通过对比试验选用水泥砂浆做防腐层是较好的一种.因砂浆中的硅酸钙可在清洁的或有锈的金属表面生成保护膜.采用水泥砂浆衬里,使水与金属

13、隔开,而金属与浸透衬里ph值较高(ph=12以上)的溶液接触,金属表面形成致密的钝化膜,从而抑制了金属腐蚀.(4)效果.部分地下给水管线大部分使用l5年以上,内壁防腐均采用砂浆防腐.由于外壁腐蚀的原因,更换了部分管道,检查发现内表面砂浆层坚硬,表面光滑,没有出现空鼓和脱落的.(5)关于输送污水的管道采用钛纳米聚合物涂料效果比较好.如果输送介质ph<7时,易选用玻璃钢管道或衬里的复合管道.2.4.3金属管道存在应力腐蚀的解决方法碳钢的碱线(naoh)连接采用焊接的方法,在温度较高的(50c)情况下,焊道易产生碱脆,焊口开裂.采用铁基形状记忆合金管接头对管道进行了连接.完全避免了碱脆的现象,

14、提高了管道的使用寿命.2.5水处理系统的腐蚀及防护方法p.c化hemica2.5.1问题热力系统的水处理系统,由于在水处理过程中应用大量的酸,硪睦介质,所以,该系统存在腐蚀.原先防腐存在一定的问题,所以对腐蚀后的修复,要求有较高的防腐蚀技术.就目前管理现状欠缺,在某些部位达不到要求.2.5.2防护(1)腐蚀情况.由于橡胶衬里施工质量不容易控制,有的设备衬里使用2年左右出现渗漏及穿孔现象.通过检查主要在棱角及焊道附近衬里损坏厉害,出现裂纹,鼓包,使金属表面出现腐蚀.(2)材料选择.由于上述的损坏原因,选用了环氧玻璃鳞片树脂胶泥防腐材料,因为该材料抗渗能力强,粘接强度好,可修复性好.(3)效果.炼

15、油厂锅炉车间5台阳离子交换器1993年9月采用鳞片衬里,通过近8年的使用,效果很好.化工二厂乙醛装置盐酸容器的腐蚀部分采用环氧玻璃钢衬里效果不错(因环氧玻璃鳞片树脂比环氧玻璃钢效果好).2.6污水系统的腐蚀及防护方法2.6.1问题污水处理系统大部分为敞开式混凝土池子,来自生产的含硫,含碱污水,对混凝土腐蚀很厉害.特别是内壁表面粉化,脱落,使钢筋露出来,局部出现渗水与漏水.2.6.2污水系统砼结构的腐蚀与防护(1)原玻璃钢复合体损坏原因.原污水池内壁采用环氧树脂或环氧改性树脂做玻璃钢,易出现老化,开裂与基体脱落,失去防护作用.为了解决环氧类玻璃钢老化问题,表面涂刷了3道氯磺化聚乙烯涂料,使用1年

16、左右失去作用.(2)材料选择与效果.采用了eph一2型高耐候防腐专用涂料,因为该材料的漆膜介于树脂与橡胶材料之间.该材料做玻璃钢防护层不存在复合层问题.在炼油厂二污水的一座混凝土的沉淀池内壁采用eph材料做玻璃钢防护层,经过6年的使用,到目前为止漆膜没有起皮,脱落,龟裂.划痕检查与竣工后质量相比没有发生变化.浸泡的表面比其它防腐表面好得多,特别是暴露在大气或气液交替的部位是目前我国比较成功的做法,使用寿命l0年.第23卷第22面00腐92,eli第卷第期年p.t化hemlca2-7循环水构筑物的腐蚀及防护方法2_7.1问题凉水塔的结构型式无沦是恒流干湿式,逆流式或是其它的结构形式,内部都有大量

17、的钢结构.这些钢结构长期在高湿度和受水冲击下工作,存在严重的腐蚀.2_7.2防护循环水塔如果保护不好腐蚀还是厉害的.但是根据不同材料的塔体,有着不同的防腐方法.(1)对于旧的混凝土塔体,因停工期短维修困难.可以采用氰凝树脂作为加强层,氯磺化聚乙烯涂料做封闭层,可以很好的解决塔体风化腐蚀问题.(2)对干新建的混凝土凉水塔,可以采用环氧玻璃钢与pf一01涂料的方法进行涂装,取得较好的效果.(3)对于循环水塔内部的钢结构防腐,一定要制定合理的施工工艺,防腐材料要选好,特别是环氧材料涂料的固化剂的配套性要确认好.因为选用不同的固化剂,构成的防腐涂层的性能是不一样的,否则可能前功尽弃.2.8绝热层对金属

18、表面腐蚀及防护方法2.8.1问题对设备,管道等进行保温或保冷的,原采用岩棉,超细玻璃棉或聚氯脂泡沫等,外护层为水泥石棉灰或镀锌铁皮.由于长期使用,保护层破损,使金属表面遭到腐蚀.如炼油厂酮苯装置3台套管结晶器,原先采用聚氨脂泡沫保冷,使用不到3年管壁腐蚀穿孔.油罐有使用5年左右穿孔的.由于绝热层及防腐层选择不好,造成金属表面普遍存在腐蚀现象.2.8-2绝热层与金属表面防腐选择(1)保温层的选择.关于保温材料的选择,应尽量选择腐蚀性小的材料,如介质温度小于80c的可选用难燃型低密度聚乙烯泡沫塑料板,该材料导热系数低,重量轻,特别是吸水率与其它材料相比是最低的,在潮湿的情况下不产生酸碱物质.炼油厂

19、储油罐外壁保温使该材料,现已使用15年仍在使用.(2)关于保冷层的选择,要结合生产工艺的需要一并考虑.如炼油厂润滑油系统的设备管道等,保冷材料均选用泡沫玻璃与聚氨脂泡沫塑料作为复合层.因考虑装置开停工时蒸汽吹扫设备,管道,把耐温好的(一200400c)泡沫玻璃做里层.另外这些材料结构为自封闭的气泡,决定了这些材料导热系数低,不透气,不吸湿,t01_alcorrosioncontrolvol.23no.2feb.2009不吸水,不会因长期受潮结冰降低保冷效果.特别是泡沫玻璃耐酸碱,有机溶剂,水蒸汽等化学侵蚀,不风化,老化,本身无毒性和腐蚀性.如在炼油厂酮苯装置结晶系统的管线,套管结晶器,容器,滤

20、机进行了保冷施工,经过l0年多使用效果很好.(3)防腐层的选择.绝热材料在一定条件下对金属表面腐蚀比较厉害.所以说在进行绝热施工之前,要选择耐蚀性好的防腐涂料,如环氧系列的gi:-t-.制定好施工工艺.特别是金属表面需要保温的,一定要做好防腐层.2.9设备内壁结垢问题及防护方法2.9.1问题在生产过程中由于介质超工艺指标运行,使设备表面沉积固态物质;金属腐蚀产生的锈垢沉积在设备表面;生产介质长期运行部分介质逐步累积结焦物.由于在设备表面形成结垢物,一是容易形成金属表面的垢下腐蚀;二是影响换热设备的换热效率.关键的时候可以制约生产过程的进行.2.9.2防护方法用人工机械方法不能解决的问题,采用化

21、学清洗技术可以解决部分设备内壁结水垢,锈垢,油垢.通过化学清洗提高了设备的使用寿命,对于换热设备提高了换热效果.使用范围如下:(1)常减压渣油换热器管束外壁容易结焦,使换热效果降低和管束腐蚀较重.20o4年一套常减压的渣油系统换热器采用scs工业清洗试验收到了较好的效果.(2)3n热炉的对流段长期使用时对流段的管外壁结垢,换热效果下降.2005年以来对加热炉的对流段采用化学清洗的方法清洗锈垢,提高了对流段的设备使用寿命和换热效率.(3)部分塔内壁腐蚀,塔盘的浮阀因腐蚀锈死,影响产品收率.对一重催的丙烯塔内壁采用化学清洗的方法,收率提高很明显.(4)高压空冷器在使用过程中,易结晶结垢,影响换热效

22、果.加氢一车间高压空冷器采用化学清洗的方法清除管束内壁结垢物,提高了换热效率.(5)水浸式冷却器长期使用管外壁易结锈垢.焦化车间水浸式水冷器采用化学清洗的方法进行清除锈垢,换热效力显着提高.(6)加热炉的空气预热器,在使用过程中热管外壁(下转第36页)p石etr.t化hea温度,其中某些膨胀节(如外取热器膨胀节)波纹管表面温度与大气温度相同,国内rfcc用干式波形膨胀节表面温度普遍如此.干式膨胀节中隔热结构起隔热降温作用,同时也大量吸附了烟气中的各种成分(如水蒸气及各种离子),形成电解质溶液(如图1所示),导致电化学腐蚀及应力腐蚀.湿式膨胀节中的冷却蒸汽不可避免含有cl一,也可能产生应力腐蚀.

23、4膨胀节腐蚀成因分析及对策4.1膨胀节腐蚀成因分析国内rfcc用波形膨胀节因选材(奥氏体不锈钢)的问题,必然选择隔热,冷却措施达到降温目的,而降温的同时又导致电化学腐蚀及应力腐蚀,这是国内rfcc用波形膨胀节腐蚀的主要原因.4.2膨胀节腐蚀对策在高温下波纹管要面对化学腐蚀(氧化及敏化),在低温下波纹管要面对电化学腐蚀(含应力腐蚀),但电化学腐蚀比化学腐蚀更严重i4】.没有不锈的钢,不锈(上接第4o页)是有条件的,对于国内rfcc用波形膨胀节而言,不锈的条件就是提高壁温,避免电化学腐蚀.2000年前后国内开始采用incoloy,inconel系列合金,但在结构上仍然沿用干式结构(采用填充物),仍然会造成应力腐蚀.根本措施是选择incoloy,inconel系列合金.在结构上取消隔热填充物,增加导流筒与波纹管之间空间的曲折性(类似气封结构),以降低可能存在的的磨损,同时根据壁温情况设置外保温结构,使波纹管在合理的温度下(300500c)运行.参考文献【1冶军.美国镍基高温合金m.科学出版社.1978.【2】陆世英.不锈钢应力腐蚀事故分析与耐应力腐蚀不锈钢【m】.原子能出版社.1985.【31i美】唐纳德?皮克纳.不锈钢手册m】.机械工业出版社.1987.【4】陈旭俊.金属腐蚀与保护基本教程【m】.机械工业出版社.1988.5】林师焱.石油加工腐蚀及耐蚀钢【m】.冶金