接管腐蚀与贮罐风险防范

赵家福(广东省特种设备检测研究院佛山检测院 佛山 528000）

接管腐蚀与贮罐风险防范

赵家福
(广东省特种设备检测研究院佛山检测院 佛山 528000）

本文介绍了在定期检验中发现二氧化碳贮罐罐顶压力表接管腐蚀膨胀，对该腐蚀的现状和产生的原因及危害性做了分析，提出了今后的防范措施, 以避免小接管引发大事故。

接管腐蚀 二氧化碳贮罐 风险防范

1　检验情况

1)近期对辖区一台液态二氧化碳贮罐进行了定期检验，贮罐参数见表1，结构为单层焊接，外采用发泡泡沫+镀锌铁皮保冷，按照传统方案，进行了资料审查、液态二氧化碳含水量咨询、宏观检查、测厚、纵环焊缝交叉部位磁粉探伤和超声波探伤、大接管（含人孔）角焊缝磁粉探伤、M36人孔螺栓磁粉探伤、安全附件校验情况检查等［1］。

表1　液态二氧化碳贮罐参数

由于贮罐外有较厚保冷层，因此检查主要精力基本在主体罐内，未发现罐内腐蚀、裂纹等，然而在查核压力表校验日期和铅封时，发现罐顶压力表接管局部腐蚀胀粗，腐蚀位于保冷层与法兰间接管裸露中段部位，呈灰黑色、薯熟开裂状，经轻敲腐蚀产物，腐蚀产物散落，管壁减薄明显（见图1～图4），超声波测厚剩余壁厚约0．6mm，随后对腐蚀段进行X射线拍片未发现裂纹（见图5）；保冷层内接管段未见腐蚀；附近其它接管同部位也有不同程度腐蚀；压力表接管腐蚀情况见表2。

图1　腐蚀部位

图2　罐顶接管

图3　腐蚀

图4　腐蚀

表2　压力表接管腐蚀情况

2）再经查看该厂的另一台同样规格同时投用的液态二氧化碳贮罐(出厂编号F07-028KP)同部位接管，腐蚀情况相当。

3）鉴于接管腐蚀速率快，管壁减薄明显，液态二氧化碳贮罐存在较大风险，我们向使用单位说明了利害关系，使用单位承诺近期对上述两台贮罐罐顶压力表等接管进行维修处理；后经确认已于同年五月由原制造厂对上述两台贮罐罐顶压力表接管等进行了截断再接长处理，每台处理3根接管，见图6。

图5　接管拍片

图6　换下的管子

2　风险分析

1）接管从投用时3mm至本次测定剩余壁厚 为0．6mm，那 么： 接 管 腐 蚀 速 率：v=(3-0．6)/7．15=0．34mm/a；许用压力下接管计算壁厚：t=pD/ [2(SΦ+pY)]=1．8×25/[2(112×1+1．8×0．4)]=0．2mm(按GB/T 20801．3—2006）［2］；估计接管在使用压力下破坏泄漏剩余时间：T=(0．6-0．2)/0．34=1．2年；

2）贮罐主体未发现缺陷，只是接管腐蚀减薄，腐蚀速率快，贮罐不会发生瞬时失稳情形，然而两个二氧化碳大贮罐位于相对封密、设备云集的厂房内，腐蚀减薄接管位于罐顶（约4．5m高），相对隐蔽，若泄漏，不易及时被发现，同时腐蚀减薄点位于法兰前，属贮罐本体范围，发现泄漏后仍不利封堵；二氧化碳属无嗅无味无色，若大量泄漏，对冒然进入设备厂房人员很可能造成窒息，甚至死亡，酿成大事故；

3）类同的大贮罐类辖区内还有其他企业使用，不下30台，这些设备有没有类似接管腐蚀减薄，笔者认为存在的可能性很大。

3　腐蚀产生原因分析

1）厂房通风采光差，湿度偏大，接管时湿时干，造就腐蚀条件。

贮罐修复投用后，经现场测定，罐顶环境温度29．9℃、湿度为74%，罐顶接管法兰处温度为24．8℃较环境温度低约5℃，罐顶肉眼观察不到水膜，但贮罐下方结露明显，结露pH值测定约为7，呈中性，可排除碳酸腐蚀；而使用单位设备主管说每年2～3月份，尤其是回南天时，罐顶接管潮湿，水珠水膜明显。

2）腐蚀物：从腐蚀形态看，符合电化学腐蚀特征，腐蚀物外形呈泡状，内物为黑色氧化铁产物。

3）腐蚀为何主要发生于接管裸露的中段。

有文献指出［3］：中性或弱酸性水膜覆盖下，钢铁会发生吸氧腐蚀，图7为文献中论述的电化学腐蚀之一吸氧腐蚀机理。本案中的接管材质为10碳钢，设备使用环境通风采光差，每年2～3月份，尤其是回南天时，造就如此水膜，引发吸氧腐蚀发生；腐蚀物的存在，加上接管处温度较环境温度低，吸潮在所难免，这也加剧腐蚀进行；

又有文献指出［4］：埋地管道腐蚀研究中发现，干湿交界处腐蚀最严重，干燥处和含水量过大区域腐蚀程度相对弱。本案接管中段腐蚀最严重正是这种情形（见图2），而裸露的上、下段及保冷层内未见腐蚀，分析认为：罐顶压力表接管垂直设置，上端为法兰结构，法兰上方有压力表等仪表，在回南天时等湿度环境下，加上罐内盛装低温液态二氧化碳，液态二氧化碳气化上升，罐顶接管及仪表外表较环境温度低而结露或吸潮，形式水膜，法兰及上方的仪表结露较接管多，结露在重力作用下往下行，同时裸露的下段由于邻近保冷层，其表面形成的结露快速被吸收，因此在接管中段形成干湿交界，加剧了此处腐蚀。

图7　吸氧腐蚀

4）接管涂漆防护不力，一可能是涂漆防护性能差，二可能是涂层不够厚，达不到防护目的。

5）接管腐蚀产生后，操作人员未及时发现，未及时采取有效防腐措施，致使腐蚀减薄持续并且越往后腐蚀越速快。

4　风险处理及防范措施

1）发现贮罐接管腐蚀减薄严重，腐蚀速率快后，一是出具检验意见书，说明缺陷情况和风险；二是及时上报监察管理机构； 三是及时填写检验案例，提议改订该类贮罐定期检验方案； 四是下一步做好设备年度检查，发现问题及时采取措施。

2）缺陷问题处理 对于检验发现腐蚀减薄严重的接管，由原制造单位制订修理方案，对缺陷接管进行修理，鉴于接管下端及筒体无明显腐蚀减薄，以及焊后需热处理，接管可截短接长；对腐蚀减薄不严重，还可继续使用的接管，做好除锈、涂漆防护工作。

3）防范措施如下：

（1）对这类贮罐检验时，应制订和持续改良定期检验方案，检验方案既要关注传统重点部位，又要结合检验总结和交流经验补检漏点盲点；既要关注内部，又要检验外部；既要关注主体，又检查到隐藏大风险的小接管等部件。

（2）使用单位应加强对贮罐的日常使用检查管理工作，发现设备异常及时处理。

（3）规避或减弱电化学腐蚀产生：一是设备厂房进出口可适当开大些，平时注意通风，减少水膜形成；二是定期重刷防护漆；三是法兰以下接管做齐保温，不宜裸露。

[1] TSG 7001—2013 压力容器定期检验规则[S].

[2] GB/T 20801.3—2006 压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算[S].

[3] 张小红. 电化学技术在地下管道腐蚀检测中的应用研究[J]. 企业技术开发，2014，03：33-34.

[4] 《金属的电化学腐蚀》 晶宝儿 2012-12-20

Risk Prevention of Storage Tank Caused by Pipe Corrosion

Zhao Jiafu
(Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research, Foshan Branch Foshan 528000)

This paper introduced the regular inspection of the carbon dioxide storage tank. During the verification of pressure gauge calibration, we found pipe corrosion and expansion of the pressure gauge on the top of the tank inadvertently. This article analyzed the status, the causes and dangers of the corrosion, and put forward the preventive measures. Our aim was to avoid nasty accidents on the tanks in our district, caused by small pipe.

Pipe corrosion Carbon dioxide tank storaging Risk prevention

X933．4

B

1673-257X(2016)01-0050-03

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．012

赵家福(1967～)，男，检验室主任，工程师，从事特种设备承压类检验检测工作。

（2015-04-16）