石油化工腐蚀环境电力设计规范编制解析

李英伟

（中国石化南京工程有限公司，江苏南京211100）

石油化工腐蚀环境电力设计规范编制解析

李英伟

（中国石化南京工程有限公司，江苏南京211100）

《石油化工腐蚀环境电力设计规范》编制完成后，受到许多工程技术人员的关注。针对相关从业人员对该规范提出的诸多询问，文中从编著者的角度对该规范进行了解析，给出了明晰、透彻及原理性的解释。

石油化工；设计规范；腐蚀环境；电力设计

在《石油化工腐蚀环境电力设计规范》（简称《新规范》）编制前，国内已经有一部《化工企业腐蚀环境电力设计规程》（简称《旧规范》）。后者是中石化南京工程有限公司（原中国石化集团南京化工设计院）于1986年开始编著并于2000年实施的，主要应用于化工企业，尤其是无机化工企业腐蚀环境的电力设计。国内在石油化工腐蚀环境电力设计上，并没有一个针对性强的设计标准和具有说服力的通行做法。因此，对于日益规模化发展的石油化工行业，编制一部专用的规范就非常必要。

2013年，工业和信息化部正式批准了《新规范》的编制工作，由中石化南京工程有限公司牵头，多家工程公司及科技单位共同参与。2016年8月，经石油化工系统几十位专家的严格评审，《新规范》报批稿终于正式提交。

该规范在编制过程中，在《旧规范》中已经为大家熟悉和普遍采用的规定，《新规范》进行了沿用；在石油化工行业中被实践证明切实可行的技术和方法，《新规范》进行了补充；增加了石油化工行业介质对常用电气材料的腐蚀性界定［1］。

1 适用范围

《新规范》针对石油及化工企业、煤化工企业腐蚀环境的腐蚀性介质在生产、加工处理、储运过程中，按其释放的严酷度和企业所在地区的相对湿度，进行腐蚀环境类别的划分，提出合理、适用的防腐蚀措施，以指导电气专业的设计、采购及安装。《新规范》中的防腐蚀措施，是指对电气设施材质的选择或材质表面的处理措施，并不包含如阴极保护类的防腐蚀措施。

《新规范》的编制初衷是为适用石油化工企业、化工企业新建、扩建或改建工程腐蚀环境的电力设计，而随着编制的深入，与石油化工行业毗邻的煤化工行业也进入了编制者的视线。煤化工做为新兴的行业，与石油化工行业具有非常多的共性特点，并且大部分设计工作都由石油化工系统的设计单位来完成，因此将煤化工行业加入适用范围［2］。

2 化学腐蚀性物质的释放严酷度分级

《新规范》中化学腐蚀性物质的释放严酷度是按单位体积浓度分级的，与《旧规范》相同，也是分为3级。在附录A“化学腐蚀性物质释放严酷度分级”中分别规定了土壤、气体、雾、液体及粉尘等不同类别物质的严酷度分级。

土壤类化学腐蚀性物质释放严酷度分级延续了《旧规范》中的定义，没有进行修改。

气体类化学腐蚀性物质释放严酷度分级，为了与现行的国家标准相对应，加注了《大气环境腐蚀性分类》中关于腐蚀环境类型的分类数据［3］。

雾、液体及粉尘类化学腐蚀性物质释放严酷度分级对《旧规范》定义中的局部失误进行了更正，大部分与《旧规范》中的规定相同。

3 腐蚀环境分类

化学腐蚀性物质的释放严酷度分级是以单位体积浓度为基准进行定量分级，腐蚀环境的分类更强调的是定性的分类，提出了基于不同释放严酷度及对应于不同湿度环境下，如何得出腐蚀环境类别的方法。腐蚀环境分类的基本依据沿用了《旧规范》的条款，但对条文解释中的“湿空气焓湿图”进行了更新，对换算方法进行了重新说明。

同样释放严酷度的气体，当处于不同的湿度环境下时，其对环境内设备的腐蚀程度也是有变化的，即：随着相对湿度的升高，腐蚀程度也相应升高。

“腐蚀环境划分的主要依据”是基于25℃时的相对湿度进行划分的。在划分腐蚀环境类别时，如果地区或局部环境（小气候区域）最湿月的月平均最低温度低于25℃时，该月平均最高湿度应按“湿空气焓湿图”换算到25℃时的相对湿度。条文解释中提供了“湿空气焓湿图”和实际的换算方法。

4 最小防腐蚀间距的确定方法

《新规范》参考了《爆炸危险环境电力装置设计规范》的划分原则，以15 m和30 m作为最基本的确定原则，当腐蚀性过强时，宜适当扩大范围，类似于《爆炸危险环境电力装置设计规范》中的附加二区的划分原则。该原则既简化了腐蚀性范围的确定，又对腐蚀性范围进行了量化处理，其可操作性得到了石油化工系统专家们的一致认可。但该原则仅仅是基于腐蚀性介质释放到空气中的范围划分，对于释放到地下时仍然是无法确定的，是该规范编制中的遗憾。

5 变配电站的设计

变配电站的选址不宜设在多尘或有腐蚀性物质的场所，有的工厂有多个风向，工厂变配电站的布置应当避开盛行风向。

变电站电气间地坪标高的规定，参考了《爆炸危险环境电力装置设计规范》对重于空气介质附加2区的设计原则，即：户内地坪标高比户外高出0.6 m。在实际应用中，可能由于环境湿度的原因，一些轻于空气的腐蚀性气体与水汽结合变成重于空气的介质，应引起重视，常见的气体如氨气就是这样的。

当防腐间距小时，《新规范》规定了推荐的方式，以减小腐蚀性介质对电气设备的腐蚀。比如：户内布置、选用防腐产品、变配电所建筑物不宜设计为“П”形等，实践证明这些方法都是行之有效的，在设计时可因地制宜的选用。选用户内布置，应同时控制户内的温度及相对湿度，仅采用通风措施不足以减轻腐蚀性介质对电气设备的腐蚀［4］。

6 电气设备

开关柜等配电设备以布置在室内为宜。腐蚀环境内成套设备配套的电气控制柜，当不具备相应的防腐措施时，布置在室内也是公认推荐的做法。

对于小型设备，比如现场操作柱、现场控制箱、检修插座等，虽然布置在现场是不容置疑的，但具备相应的防腐措施仍然是不可或缺的。

电动桥式起重机、电动梁式起重机及电动葫芦的供电回路，在普通环境内是可以采用滑触线配电的，但在腐蚀环境下，《新规范》要求采用电缆配电，且推荐选用重型软电缆配电。电缆较滑触线来说耐腐蚀性要好很多，而重型软电缆对于移动型设备来讲，更能保证配电的安全及可靠性。

对于含氟腐蚀性环境内的电气设备，氟化氢对于含二氧化硅的玻璃制品的腐蚀，是非常严重的，这一点也是我们需要预防的。聚碳酸酯的耐氟化氢特性，使得这种材料普遍应用到此类环境。

7 电气线路及电缆桥架

20世纪70年代采取铝代铜方式，主要考虑到国民经济的承载力问题，但随着铝芯电缆的大量采用，带来的一系列诸如连接点电蚀、抗拉强度等问题逐步体现了出来，造成建成工厂配电线路的故障率升高、运行安全性大幅降低等问题。因此，进入20世纪90年代，电气行业开始大规模摒弃铝芯而采用铜芯电缆。实际上在涉外项目中，只要条件允许，在电缆芯线的材质方面并无特别的禁止。合理选用电缆芯线材质，可以在满足安全需要的基础上为工程节省大量投资。虽然在《新规范》附录“常用金属材质的耐腐蚀性能”表中，一些介质对铜和铝具有腐蚀作用，但由于电缆包覆在护套和绝缘质内，外部腐蚀性介质对于芯线的直接腐蚀几率并不大，只要处理好首、末端裸露部分，应该是没有问题的。

常用的电缆均采用聚氯乙烯作为外护套，但在一些特殊的环境下，聚氯乙烯是不宜采用或者说应该限制采用的。对于敷设于地下或水下的中、高压交联聚乙烯电缆应具有纵向阻水构造，这一点应该引起重视，许多现实的配电故障，尤其是不宜察觉的单相短路故障，这类原因占的比例相当高。

在施工过程中，电缆桥架及附件的现场制做是相当普遍的，但对于防腐蚀要求较高的场所，《新规范》建议“工厂制做”，尤其是金属构件。实践证明，现场加工后的防腐蚀处理，一般是无法满足防腐蚀要求的，更何况由于监管措施不到位等原因了。

腐蚀性介质对电缆桥架附件的腐蚀往往会造成重大安全隐患，最常见的就是盖板固定件的腐蚀。因此，《新规范》专设一款针对户外桥架盖板固定方式的要求。

8 电气照明

腐蚀介质除了腐蚀电气设备外，也能腐蚀金属构筑物。《新规范》对照明灯具的固定方式进行了特别的要求。实际应用中，当灯具以立杆的形式固定于金属栏杆上时，我们应该特别关注栏杆及立杆固定卡箍的耐腐蚀性，同时适当加大立杆的截面积。这样要求的主要目的是减少由于腐蚀造成的灯具脱落的危险。

关于电气照明灯具，最初有规定不建议在腐蚀环境的高空选用大迎风面灯具的，主要考虑到这类灯具在空旷场所受风力较大，容易在固定件腐蚀时脱落，但在专家审议过程中删除了该条款。实际工作中，应尽量避免该类灯具的选用。

9 防雷、防静电及接地

防雷、防静电及接地装置的材料及使用必须依据《建筑物防雷设计规范》。并根据石油化工行业习惯，增加了锌包钢材料的使用条件。由于该直接摘自国标，因此，未对耐腐蚀条件进行修改。在实际应用时就会发现，腐蚀性介质不仅仅只有规范中列出的硫、碱、氯等介质，应该比对《石化防腐规》中常用金属材质的耐腐蚀性能表，来选择合适的材质。

接地材料大部分是接触气相的腐蚀性介质，腐蚀性介质的浓度以及与接地材料间的接触程度，应该要远远小于液态介质，这种情况下的腐蚀性较小。在实际工作中，地下敷设的接地装置，应严格按《新规范》中常用金属材质的耐腐蚀性能表选择接地材质。

对于电气及仪表设备的接地线，《新规范》并未拒绝传统材质，比如热镀锌扁钢等，但建议当选用黄/绿导线作为电气及仪表设备接地线时，选用软导体。实际上，这时的黄/绿导线，在大多数企业中并无软导体的限制，在涉外企业强调的仅仅是采用二类导体［5］。

10 结束语

《新规范》作为一部新编的行业设计规范，虽然可能在编制过程中存在一些疏漏或瑕疵，但对于指导石油化工企业腐蚀环境的电力设计，仍不失为一部权威的指导性文件。在实际的工作中，不断发掘出有益措施，进一步完善《新规范》，减小腐蚀对石油化工企业电力设施的影响。

［1］吴孟周.石油化工企业环境保护设计规范［J］.石油化工环境保护，1995（4）：61-63.

［2］盛刚，朱文胜，张伟，等.石化装置腐蚀环境中有机非金属管材的应用［J］.管道技术与设备，2007（5）：35-37.

［3］赵德君.湿硫化氢应力腐蚀环境的设计分析［J］.石油化工建设，2013，35（6）：85-86.

［4］李浩.腐蚀性化工生产装置的电气设计应用综述［J］.化学工程与装备，2012（8）：163-166.

［5］张慷焕.化工企业腐蚀环境电气设计分析［J］.电子技术与软件工程，2016（2）：238-239.

Analysis of compilation of Code of Electrical Design for Petrochemical Industry in Corrosive Environment

Li Yingwei
（Sinopec Nanjing Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 211100，China）

After compilation of the Code of Electrical Design for Petrochemical Industry in Corrosive Environment was finished,it attracted attention of many engineering technicians.Aiming at numerous inquiries from relevant personnel on this Code,this paper,from the point of view of the compilers,made analysis to this Code,and gave clear,through and theoretical explanation.

petrochemical industry;design code;corrosive environment;electric power design

TG179

B

1671-4962（2017）05-0038-03

2017-08-15

李英伟，男，高级工程师，1985年毕业于郑州工学院工业电气自动化专业，现从事石油化工电气设计工作。