炼油厂管道保温层下腐蚀及研究进展

陈巧兰

【摘 要】随着我国石油、原油进口量的增加，炼油厂已成为国内的支柱性产业。原油的炼油过程中，会产生大量的酸性、硫化气等腐蚀性极强的物质，进一步加剧了管路的腐蚀速度。而碳钢管作为管路系统中十分常见的材质，在我国钢管业具有极其重要的地位，尤其在炼油厂管道的应用上，颇显广泛。因此，如何做好管路的防护措施，减少管路的提前老化和腐蚀，显得尤为重要。本文就炼油厂对保温层以下碳钢管的腐蚀原理展开研究，探索管路表面涂料的选择及检测技术的提升对减少碳钢管腐蚀的科学性及可行性。

【关键词】炼油厂;碳钢管;保温绝缘;管路腐蚀

前言

为了避免管道因热胀冷缩出现严重的管裂问题，在管道的预埋时期便会对管道进行保温和冷却处理，而管道隔热、保温绝缘材料就能有效的解决管裂和腐蚀等情况的发生，避免因管路破裂或腐蚀引起的一系列泄漏或其他严重的安全问题。因此，保温绝缘材料常被用于炼油厂的管道上。但是，并非增加了管路保温绝缘，就可以确保管路不会被腐蚀，炼油厂常常因保温层下的管路腐蚀，而不得不提高更换管路的成本，并承担相应的安全风险。因此，就如何有效的解决保温层下的管路腐蚀问题，本文从碳钢管的腐蚀现状、管路表面涂料的选择及检测方式三点进行如下分析：

一、炼油厂保温层下碳钢管的腐蚀现状

1.1一般资料

研究对象为某炼油厂管路检测时发现的遭腐蚀的碳钢管。在该碳钢管发生泄漏后，工作人员紧急关闭阀门，待管路压力释放完毕，拆除管路上的保温绝缘层，观测其外观，发现泄漏点为管子弯头焊缝处，存在多道裂纹且有微量变形。将弯头拆下，进行厚度检测，其壁厚减少了1mm。

经现场勘验后发现，该管路为碳钢管，常温下工作。在发生泄漏后，管路中的液体从裂缝中流出，将保温绝缘浸湿，在氧气和水溶液的相互作用下，与管路的镀锌层发生化学反应，从而致使管路进一步发生腐蚀。原先用于保温隔热的绝缘层，不仅不能有效的防止管路温差造成开裂现象，还可能会加剧其腐蚀速度。

当前，保温层下的管路腐蚀是我国大部分炼油厂所面临的现状。国内的炼油厂通常存留大量的腐蚀检验数据，通过这些数据，可以筛选容易泄露的管路系统，提前检测管路状态，预防管路泄露。但由于各个炼油厂的数据往往过于封闭，缺乏信息的交流和共享，无法建立建全一个完整的腐蚀数据分析库。每一个新的炼油厂的建成，通常需要为这些腐蚀买单，增加生产成本和安全风险。除此之外，国内的腐蚀检测工作依然长期处于一个停滞的阶段，无法进一步优化腐蚀检测和预防工作。而相比于中国，国外的防腐工作就显得更加的完善。几乎每一个炼油厂的炼油设备都拥有成千上万个测厚点，专人专项负责跟踪管路状况，能够精准的了解腐蚀的规律性，利用完整的工艺工法最大限度的排除隐患[1]。

二、碳钢管管路保温绝缘层下的涂料选择现状

管道防腐是减缓或防止管道在内外介质的化学、电化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。用涂料均匀致密地涂敷在经除锈的碳钢管道表面上，使其与各种腐蚀性介质隔绝，是管道防腐最基本的方法之一。而涂层的选择需要结合保温绝缘材料的特性做出相应的调整。我国绝大多数炼油厂的保温绝缘材料通常采用复合岩棉或复合型硅酸盐，但是这些材料不能遇水，需要严格控制外界环境，否则潮湿的绝缘层与管路涂料极易发生化学反应，造成管路腐蚀。碳钢管的外表面涂层常见选择为：环氧富锌底漆、丙烯酸硅酮底漆和有机硅耐热底漆。尽管富锌底漆成本相对较低，方便施工，但是当温度高于60℃时，且保温层潮湿的状态下，极易发生电化学逆转，不仅起不到防腐的效果，还会使腐蚀更加严重。另外两种底漆涂层尽管耐热性极佳，但是使用年限较短，不能起到长期防腐的效果，造成炼油厂成本的上升。

因此，我国煉油厂虽频繁出现管路腐蚀现象，但除了更换管路和定期检查保温绝缘层的潮湿状态，加上对传统涂料的使用理念根深蒂固，不愿投入更高的成本选择新一代的涂料，造成的现状往往难以改变。因此，探讨和研究管路涂料的选型对炼油厂管路防腐工作具有重大的意义。

三、防腐检测技术的研究

炼油厂的管路拆卸和检查具有一定的危险性，而且会影响炼油厂的生产进度。如何能保证管路正常运作的同时，对各个管线进行防腐检测，就显得尤为重要。当前检测技术主要分为两类：脉冲漏磁技术和脉冲涡流技术[2]。

脉冲漏磁技术：对材料表面、内部缺陷均可以检测，尤其是对铁磁性材料缺陷极为敏感，且在检测时无需对工件进行清洗、打磨，也无需耦合剂，在污染条件下也可以完成对缺陷的检测。

脉冲涡流技术：通过在线圈内通入恒定的直流电来形成一个较为稳定的磁场。切断通向线圈的电流时，会形成两个交互的磁场：其中的一次电磁场是直接从线圈中耦合形成的，二次电磁场是管路中感应出的涡流场形成的。二次电磁场则涵盖了碳钢管路的厚度或者缺陷等信息。通过使用适当的检测元件和方法，对二次电磁场进行检测，然后针对此测量信号进行数据分析，可获得被测碳钢管路的信息。该检测技术特点为：检测速度快，检测效率高，具备多维度检测缺陷的优势。

但两者仅能检测出管路材质内部的裂缝，无法对外部发生裂纹或腐蚀作出反应。在检测管道保温绝缘层以下的腐蚀时，具有一定的局限性。

结论

结合全文内容，阐述了当下国内炼油厂管路保温绝缘层下的腐蚀现状。为减少和解决管路的腐蚀问题，各炼油厂应分享管路腐蚀案例，结合实际情况，共同分析、研究造成腐蚀的原因，形成数据库。同时，改良和改善当下管道检测技术，以适应和满足无损检测要求。合理合规的选择保温绝缘材料和管路表面涂层，以达到最优配置。

参考文献

[1]曹德溟.探析炼油厂设备腐蚀机理与防护措施[J].化工管理，2018，67（1）：23-24.

[2]李强.热力管道腐蚀影响因素及防腐策略研究[J].山西建筑，2017，67（34）：115-116.