石油化工管道设计全生命周期内的防腐蚀措施.pdf

2016年06月 | 151 防腐蚀设计在管道设计中占有重要地位。 在石化行业， 管 道担负着输送高温高压、 易燃易爆、 有毒有害等介质的任务， 一 旦泄露或破坏将导致直接的经济损失， 并有可能导致中毒及爆 炸等灾难性事故。 腐蚀作为管道的主要失效模式， 从管道的设 计阶段就应引起我们的高度重视， 从而有效避免不必要的腐蚀 问题， 减少事故的发生。 1 依据不同腐蚀环境进行合理选材 在项目的详细工程设计阶段， 管道设计人员依据工艺专 业提交的管道表编制管道材料等级表， 在编制等级表的过程 中， 需依据输送的不同介质对管道进行合理选材， SH/T3059- 2012 中6.3 节简要介绍了腐蚀环境下的材料选用1， 比如6.3.3 规定“对于操作温度等于或高于200时， 介质中含有氢气的 碳钢及合金钢管道， 应根据管道最高操作温度加2040的 裕量和介质中氢气的分压， 参见规范附录C 中图C.2 Nelson 曲线选择合适的抗氢钢材。 ” 再比如， 各种牌号的铬和铬镍不锈 钢对硝酸都有优良的耐蚀性， 对于70% 以下的稀硝酸， 适用温 度可到沸点上下。 但应坚决杜绝“不锈钢是万能耐蚀材料” 的 观点。 例如218/8 铬镍不锈钢， 其在抗大气腐蚀方面比碳钢优 越， 但对还原性酸( 盐酸、 稀硫酸) 与碳钢的耐蚀性一样差， 而对 于氯离子的应力腐蚀破裂则远不及碳钢。 确定管道材质之后， 依据腐蚀特性确定相应等级下的腐蚀余 量， 并依据操作条件及介质特性确定管道是否有消除应力要求。 通过管材选取、 确定腐蚀余量以及是否进行应力消除等一 系列举措， 实现选材的防腐蚀设计。 2 合理的结构设计 依据不同的腐蚀机理， 对管道进行合理设计， 避免腐蚀结 构的存在。 图1 是一个产生冷点的例子， 由于a 处的管托迅速散 热， 使接触管托的管壁成为冷点， 从而产生腐蚀性强的冷凝液， 造成管道在此点的腐蚀性破坏， 如果管托用隔热层包住( 如b)， 就避免了此类腐蚀的发生。 图1 图2 管道专业作为详细工程设计的主体专业， 在会签下游专业 石油化工管道设计全生命周期内的防腐蚀措施 李坤坤( 天津辰鑫石化工程设计有限公司， 天津 300350) 摘要 ： 在石油化工管道设计过程中， 管道防腐蚀设计是设计过程中的一项重要内容， 本文通过对管道设计的不同阶段提出防腐蚀 要求， 从而确保管道的安全运行， 并对造成管道腐蚀的因素进行了分析， 从而使管道设计人员提升自身对管道防腐蚀的认识， 以此 提高设计人员的管道设计水平。 关键词 ： 石油化工 ； 管道设计 ； 防腐蚀 的图纸时， 例如设备图纸， 对于存在腐蚀性介质的设备， 对于其 底部的管口应注意其结构不能对设备及其管口造成积液腐蚀。 如图2 所示。 3 管道外防腐设计 石油化工领域的管道外防腐， 主要分为大气腐蚀和土壤腐 蚀， 埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因， 这些因素包括土 壤类型、 土壤电阻率、 土壤含水量( 湿度)、 pH 值、 硫化物含量、 氧化还原电位、 杂散电流及干扰电流、 微生物、 植物根系等。 针 对以上原因应采取对应措施防止管道腐蚀， 以下仅对管道防腐 涂层进行简要分析。 例如SH/T3022 对大气和土壤腐蚀进行了防腐规定3。 在 涂料配套方案选择前， 需对腐蚀环境和工况条件进行分析， 根 据设定的防护寿命， 进行涂料选择与涂装配套方案的设计， 再 根据腐蚀环境及底漆确定除锈等级。 3.1 涂料品种的选择 防腐蚀涂料品种繁多， 其性能和用途各有不同， 正确选用 对涂层的防蚀效果和使用寿命至关重要。 选用时应考虑。 被涂物体表面材料性质 如黑色金属可选择铁红、 红丹 底漆， 而红丹底漆对铝等有色金属不仅不起保护作用， 反而会 起破坏作用。 被涂物体的使用环境 防腐蚀涂料对环境针对性很 强， 要根据具体使用环境， 如介质的类型、 浓度、 温度， 设备运转 情况等因素来选用最适宜的涂料品种。 施工条件 应根据施工现场实际状况选择适宜的涂料品 种。 如在通风条件差的现场施工宜采用无溶剂或高固体份或水性 防腐蚀涂料。 在不具备烘烤干燥的现场只能选用自干型涂料。 技术、 经济综合效果 不仅要考虑技术性能是否优异， 还 要考虑经济的合理性。 在进行经济核算时要将材料费用、 表面处 理费用、 施工费用、 涂层性能及使用寿命、 维修费用等综合考虑。 3.2 管道防腐的不可控因素分析 管道防腐的不可控因素除因管道、 防腐涂料等的产品质量 问题外， 还包括例如焊接、 施工环境、 施工技术水平等因素， 因 此， 管道防腐是一个系统工程， 需要管道设计人员、 施工人员进 行深入沟通， 并依据外